このプロトコルは、家畜の受精卵における細胞質マイクロインジェクションの方法を示しています。この技術は、ノックアウト動物を生成するためのゲノム編集ツールなど、あらゆる溶液を1細胞胚に導入するために使用できます。
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このプロトコルは、家畜の受精卵における細胞質マイクロインジェクションの方法を示しています。この技術は、ノックアウト動物を生成するためのゲノム編集ツールなど、あらゆる溶液を1細胞胚に導入するために使用できます。
細胞質マイクロインジェクションは、非常に強力な技術です。一例として、成体生物のすべての細胞に存在する遺伝子改変を作成できるゲノム編集ツールの提供が可能になります。また、siRNA、mRNA、またはブロッキング抗体の送達にも使用でき、着床前胚の遺伝子機能を研究することができます。従来のげっ歯類の胚へのマイクロインジェクション技術は、非常に細いマイクロピペットを用いており、胚に進入すると原形質膜に直接浸透します。この手法を家畜に適用すると、通常は効率が低下します。これは主に、マウスやラットとは対照的に、ウシ、ヒツジ、ブタの受精卵は非常に暗い細胞質と非常に弾力性のある原形質膜を持っているため、注射中の可視化や原形質膜の浸透が困難であるためです。このプロトコルでは、ヒツジおよびブタの胚に対しても成功することが証明されている、ウシの接合子の細胞質への溶液の送達に適したマイクロインジェクション法について説明します。まず、レーザーを使用して透明帯に穴を開けます。次に、鈍い端のガラスマイクロピペットを穴から導入し、針の先端が胚の約3/4に達するまで進めます。次に、針の内側の細胞質内容物の吸引により、原形質膜が破壊されます。最後に、吸引された細胞質内容物に続いて目的の溶液が胚の細胞質に戻されます。このプロトコルは、ウシおよびヒツジの受精卵にさまざまな溶液を100%の効率で、溶解を最小限に抑え、正常な胚盤胞の発生速度で成功裏に使用されています。
1細胞胚の細胞質マイクロインジェクションは非常に強力な手法です。これは、例えば、遺伝子機能を研究するために、または遺伝子編集動物を生成するために遺伝子ノックアウトを生成するために胚に任意の溶液を送達するために使用することができます。ほとんどの農学関連の農場の動物の接合体は、それらの細胞質が不透明と1ダークになり、非常に高い脂肪酸組成を有します。彼らはまた、かなり弾性原形質膜(PM)を有します。これらの特性は、挑戦的で、しばしば不正確なげっ歯類で使用されるような従来の前核/細胞質の注入を使用して、マイクロインジェクションを行います。
実行が容易であり、また、より高い生存率を2で、その結果、注入された胚にはあまりダメージを引き起こすため、細胞質マイクロインジェクションは、前核マイクロインジェクションを超える利点を有しています。このプロトコルの全体的な目標は、農場の動物の接合体の細胞質にソリューションを提供するための成功した方法を実証することです。実行できるようにするには家畜の胚に高い効率で細胞質マイクロインジェクション、レーザは透明帯(ZP)に穴を生成するために使用され、その後、平滑末端ガラス針をマイクロインジェクションのために使用されます。この戦略は、注入中の胚に刻印機械的損傷を軽減することを目指しています。その後、注射針の内側の細胞質内容物の吸引は、溶液は、胚の細胞質に送達されることを確実にPMを効率的かつ自信を持って破損することができます。
この技術はすでに正常接合体の細胞質3,4へのsiRNAを送達するようにし、クラスタ化された定期的interspaced短いパリンドローム反復(CRISPR)/ CRISPR関連するシステム9(Cas9)システム5を用いて、突然変異を生成するために、ウシの胚で使用されてきました。また、ウシ卵丘に囲まれた卵母細胞6を注入する(若干修正済み)が適しています。ここでは、色素を提供我々の注入プロトコルを説明し、それは任意のDESの注入に適用することができますIRED接合子への溶液、およびこの技術を使用して最小限の溶解を引き起こし、初期胚の発育に影響を及ぼさないことを示しています。
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1.マイクロピペット生産
注射皿の調製(図2)
4.マイクロインジェクション
5.胚の回復と注入結果
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レーザーアシスト細胞質マイクロインジェクションは、家畜の接合体の細胞質にソリューションを提供する、強力で信頼性の高いプロトコルである。 図3は、接合体の概要前と注射後だけでなく、技術の全体的な概要を示しています。デキストラン赤注射および注入効率と精度の追跡サイトを可能にするために溶液を注入するように使用されます。溶液の成功した送達は、色素が均一細胞質に分布している最近注入胚を示す。図4に示されています。この技術を用いて胚の100%が、それらの細胞質に注入されます。
このプロトコルは、ウシやヒツジ接合体で最小の溶解速度を有することが示されました。注入された胚の唯一の15.6±5および5.8±3.9%は、マイクロインジェクションの結果として、それぞれ、牛や羊に溶解しました(図5)。 図6に示すように、また、ウシ(32.8±6.6%制御...
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接合体のマイクロインジェクションは、哺乳動物の胚にソリューションを導入するための十分に確立された方法です。種および実験の目的に応じていくつかのバリエーションでは、この技術は、広く使用することができます。私たちは、平滑末端マイクロピペットの入り口を支援するためにレーザーを使用して細胞質内マイクロインジェクションを実行する方法を示しています。 (例えばウシ、ヒツジ、およびブタなど)いくつかの家畜種の接合体は、胚の内部に一度注入ピペットの可視化を妨げ、暗い細胞質を持っています。また、それらの形質膜は、非常に弾性で達成することは難しい(通常はげっ歯類の接合体を注入するために使用)面取りスパイク針で自分の浸透を作ります。これらの制限を克服するために、我々は、原形質膜および胚の細胞質内の溶液の放出の破損を確実にするために、透明帯と細胞質の内容の後続の吸引を介して平滑末端針の通過を可能にするためにレーザを使用します。また、injectiによって針の入り口の反対側のサイトでngの(約3/4胚の内部)我々はPNを置換し、従って、それらの吸引/注入を回避することを目指しています。さらに、このは、このように低い溶解速度が得られ、癒すために壊れた膜のための接触...
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著者らは開示するものは何もない。
この技術に関連する作業は、NIH/NICHD RO1 HD070044およびUSDA/NIFA HatchプロジェクトW-3171およびW-2112によってサポートされています。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| マイクロピペットプーラー | サッターインスツルメント | P-97 | |
| ガラスキャピラリー | サッターインスツルメント | B100-75-10 | これらのキャピラリーは、ピペットの保持と注入に使用されます。フィラメントのない厚肉/標準壁のホウケイ酸チューブであれば、どれでも使用できます。 |
| Microforge | Narishige | MF-9 | 10倍倍レンズ搭載。 |
| マイクロマニピュレーター | ニコン/成重 | NT88-V3 | |
| 倒立顕微鏡 | ニコン | TE2000-U | 4倍、20倍、レーザーシステムを搭載。 |
| レーザー | 研究機器 | 7-47-500 | 土星5号 アクティブレーザー。 |
| マイクロディスペンサー | ドラモンド | 3-000-105 | マイクロディスペンサーは、胚を移動させるために使用されます。p10ピペットも使用できますが、負荷はできるだけ少なくなります。 |
| 100 x 15 mm 培養皿 | ファルコン | 351029 | 皿の蓋を使用して注入プレートを作ると、壁が低くなり、マイクロマニピュレーターの位置決めと移動が容易になります。60mmの培養皿の蓋も使用できます。 |
| 35 mm培養皿 | コーニング | 430165 | これらの皿は、50 μl滴は鉱物油で覆われています。あるいは、4ウェルディッシュも使用できます。胚を培養するために選択した皿に関係なく、胚を培養する前に、常にインキュベーター内で少なくとも4時間平衡化する必要があります。 |
| インキュベーター | 三洋電 | MCO-19AIC | 38.5°Cに設定できるインキュベーター。C、5%CO2条件が使用可能です。 |
| 実体顕微鏡 | ニコン | SMZ800 | 培養液滴中の胚の可視化や洗浄に使用されます。倍率10倍の実体顕微鏡であれば、どれでも使用できます。 |
| コントロールユニットHT | ミニチューブ | 12055/0400 | 実体顕微鏡に取り付けられた加熱システム。 |
| 加熱顕微鏡ステージ | ミニチューブ | 12055/0003 | 実体顕微鏡に取り付けられた加熱システム。 |
| デキストランレッド | Thermo Scientific | D1828 | 滅菌済みの10 mg/ml溶液を使用して注入します。 |
| ミネラルオイル | シグマ | M8410 | ミネラルオイルを室温に保ち、ホイル紙を使用して光から保護します。 |
| KSOMaa Evolve Bovine | Zenit | ZEBV-100 | mg/ml BSAを添加。胚培養用のKSOMプレートは、使用前に少なくとも4時間インキュベーターで平衡化する必要があります。 |
| FBS | Gemini-Bio | 100-525 | 幹細胞認定のFBSを使用してください。 |
| 受精卵 | 受精卵は17〜20 hpfで注入され、in-vitro-またはin-vivo-誘導することができます。 | ||
| NaCl | Sigma | S5886 | 最終濃度:107.7 mMSOF-HEPES培地の成分。 |
| KCl | Sigma | P5405 | 最終濃度:7.16 mMSOF-HEPES培地の成分。 |
| KH2PO4 | Sigma | P5655 | 最終濃度:1.19 mM。SOF-HEPES培地の成分。 |
| MgCl2 6H2O | Sigma | M2393 | 最終濃度:0.49 mM。SOF-HEPES培地の成分。 |
| DL-乳酸ナトリウム | Σ | L4263 | 最終濃度:5.3 mM。SOF-HEPES培地の成分。 |
| CaCl<サブ>2-2H<サブ>2O | シグマ | C7902 | 最終濃度:1.71 mMSOF-HEPES培地の成分。 |
| D-(&マイナス;)-フルクトース | シグマ | F3510 | 最終濃度:0.5 mM。SOF-HEPES培地の成分。 |
| HEPES | シグマ | H4034 | 最終濃度:21 mM。SOF-HEPES培地の成分。 |
| MEM-NEAA | Sigma | M7145 | 最終濃度:1x. SOF-HEPES培地の成分。 |
| BME-EAA | Sigma | B6766 | 最終濃度:1x. SOF-HEPES媒体の成分。 |
| NaHCO3 | Sigma | S5761 | 最終濃度:4 mMSOF-HEPES培地の成分。 |
| ピルビン酸ナトリウム | Σ | P4562 | 最終濃度:0.33 mM。SOF-HEPES培地の成分。 |
| Glutamax | Gibco | 35050 | 最終濃度:1 mM。SOF-HEPES培地の成分。 |
| BSA | Sigma | A-3311 | 最終濃度:1 mg/ml. SOF-HEPES培地の成分。 |
| ゲンタマイシン | Sigma | G-1397 | 最終濃度: 5 μg / mlです。SOF-HEPES培地の成分。 |
| 胚移植用水 | Sigma | W1503 | SOF-HEPES培地の成分。 |
| SOF-HEPES培地 | ラボ | pH 7.3 - 7.4, 280 ± 10 mOs.フィルターは22μを介して滅菌されました。mフィルターは冷蔵庫に4°Cで保管できます。Cは1ヶ月間。37°Cで暖かい。使用前のCウォーターバス。 |
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