この論文では、ジゴキシゲニン(DIG)標識またはビオチン標識プローブを用いた昆虫アンテナにおいて、特に低レベル発現匂い受容体(OR)遺伝子ならびに他の遺伝子の詳細かつ非常に有効なRNA in situハイブリダイゼーションプロトコルについて記載している。
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この論文では、ジゴキシゲニン(DIG)標識またはビオチン標識プローブを用いた昆虫アンテナにおいて、特に低レベル発現匂い受容体(OR)遺伝子ならびに他の遺伝子の詳細かつ非常に有効なRNA in situハイブリダイゼーションプロトコルについて記載している。
昆虫は、外因性の化学信号を感知するための洗練された嗅覚受容系を進化させてきた。これらの化学シグナルは、アンテナのケモソーム(chemosensilla)と呼ばれる髪のような構造に収容された嗅覚受容器ニューロン(ORN)によって形質導入される。 ORNの膜上で、嗅覚受容器(OR)は匂いのコード化に関与していると考えられている。したがって、OR遺伝子に局在する遺伝子を同定できることは、OR遺伝子を認識するために必要であり、さらなる機能的in situ研究の基礎を提供する。昆虫のアンテナにおける特定のORのRNA発現レベルは非常に低く、組織学的に昆虫組織を保存することは困難である。したがって、RNA in situハイブリダイゼーションを使用して特定タイプの感覚器にORを局在化することは困難である。この論文では、特に昆虫の低発現OR遺伝子のための詳細かつ非常に有効なRNA in situハイブリダイゼーションプロトコールが導入されている。さらに、特定のOR 遺伝子WAOrcoをマーカーとして共発現する受容体遺伝子を用いた二重蛍光蛍光in situハイブリダイゼーション実験を行うことによって同定された。
最も重要な化学感覚器官である昆虫のアンテナは、嗅覚受容器ニューロン(ORN)によって神経支配されている多くの髪のような構造(感覚器と呼ばれる)で覆われています。昆虫ORN類の膜上に、嗅覚受容体(ORS)、7つの膜貫通領域を含むタンパク質の種類は、臭気物質依存性イオンチャネル1、2、3として機能するヘテロマーを形成する共受容体(ORCO)で表されます。異なる論理和は、化学化合物4、5、6の異なる組み合わせに応答します。
Locusts( Locusta migratoria )は、主に嗅覚の手掛かりに基づいて重要な行動を誘発します7 。 Locust ORは、分子嗅メカニズムを理解するための重要な要素です。特定のイナゴまたは遺伝子をaのニューロンに局在化させるRNAによる形態特異的な感覚型RNA in situハイブリダイゼーション(RNA ISH)は、ORs機能の探索の第一歩である。
RNA ISHは、標識された相補的RNAプローブを使用して、組織、細胞または全身の部位の特定のRNA配列をインサイチュで測定し、局在化させ、生理学的プロセスおよび疾患の病因への洞察を提供する。ジゴキシゲニン標識(DIG標識)およびビオチン標識RNAプローブは、RNAハイブリダイゼーションにおいて広く使用されている。ジゴキシゲニン-11-UTPまたはビオチン-16-UTPによるRNA標識は、SP6およびT7 RNAポリメラーゼを用いたin vitro転写によって調製することができる。 DIGおよびビオチン標識RNAプローブは以下の利点を有する:非放射性;安全;安定した;高感度;非常に特異的。 PCRおよびインビトロ転写を使用して産生が容易である。 DIGおよびビオチン標識されたRNAプローブは、色原体および蛍光で検出することができます。 DIG標識されたRNAプローブは、抗ジゴキシゲニンアルカリ高感度化学発光基質ニトロブルーテトラゾリウムクロライド/ 5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリル - ホスフェートトルイジン塩(NBT / BCIP)、または光学顕微鏡を使用して2つの視覚化できるホスファターゼ(AP)共存顕微鏡を用いて4-クロロ-2-メチルベンゼンジアゾニウムヘミ - 塩化亜鉛塩(ファストレッド)とカップリングした4-ヒドロキシ-3-ナフトエ酸-2'-フェニルアニリドリン酸塩(HNPP)ビオチン標識RNAプローブは、共焦点顕微鏡を使用してフルオレセイン - チラミドで視覚化することができる抗ビオチンストレプトアビジンホースラディッシュペルオキシダーゼ(HRP) - コンジュゲート抗体で検出することができる。したがって、二色蛍光in situハイブリダイゼーションを実施して、DIGおよびビオチン標識RNAプローブを用いて、1つのスライス中の2つの標的遺伝子を検出することができる。
DIGおよび/またはビオチン標識プローブを用いたRNA ISHは、嗅覚関連遺伝子、例えばOR 、イオノトロピック受容体、匂い物質結合タンパク質感覚ニューロン膜タンパク質、 キイロショウジョウバエ 、 ハマダラカ 、L.のmigratoriaと砂漠バッタSchistoceraグレガリア 8、9、10、11、12、13、14、15、16、これらに限定され昆虫のアンテナではなく、です。 (1)OR遺伝子( ORcoを除く)が低レベルで、少数の細胞でのみ発現され、シグナル検出を非常に困難にし、(2)昆虫組織を保存するためのRNA ISHを行う際に、2つの大きな課題がある。形態学が保存され、背景雑音が低いような組織学は、困難であり得る。この論文では、昆虫におけるOR遺伝子の局在化のためのRNA ISHを説明する詳細で効果的なプロトコル発色およびTyramide Signal Amplification(TSA)検出の両方を含むアンテナが提示されます。
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注:RNA分解を制限するために、湿式オートクレーブ蒸留水(121℃で60分間)および湿式オートクレーブ材料を使用して溶液を調製します。
RNA ISHアンチセンスプローブおよびセンスプローブの調製
2.クライオスタットセクションの準備
3.固定部
4.ハイブリダイゼーション
5.染色
6.観測
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色素産生の検出では、すべての成人の触角部分における触角細胞の小さなサブセットを、DIG標識LmigOR1およびLmigOR2アンチセンスプローブで示した( 図3 )。 LmigOR1とLmigOR2を局在化するために連続切片上のRNA ISHは、二つの遺伝子を発現する触角細胞が推定LmigOR1とLmigOR2が実際ORN類( 図4aの -4D)で発現させたことを示す、LmigORcoを発現ORNクラスターに位置していたことを示しました。場合によっては、標識された樹状様構造が視覚化された( 図 4e〜4f )。 LmigOR1とLmigOR2は、両方ともbasiconi...
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ORCO以外のOR遺伝子の発現レベルが非常に低く、昆虫アンテナの組織学的スライスを保存することが非常に困難であるため、昆虫のアンテナでOR遺伝子を局在化するRNA ISHを行うことは困難である。さらに、TSAの検出も非常に難しいです。これらの問題に対処するには、以下の措置を講じる必要があります。アンテナは、スライド上に形態を維持する薄く柔らかい触角鞘を有する新しく成虫の成虫から選択される。凍結サンプルを厚さ12μmのスライスに切る。高感度かつ特異的なビオチン標識プローブおよびDIG標識プローブが使用される。 Tween-20およびTriton X-100などの洗剤は、多くの段階でバックグラウンドを減少させるために使用されます。 TSAの検出では、低発現遺伝子と比較して高発現遺伝子をビオチン-16-UTPで標識する必要があります。蛍光シグナルは急速に消光するため、できるだけ早くスライドを観察する必要があります。
DIG- aNDビオチン標識プローブは、放射性プローブ18、19
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著者は開示すべき事項やその他の利益相反はありません。
この研究は、中国国立自然科学財団(No.31472037)からの助成金によって支えられている。この記事の商号または商用製品についての言及は、特定の情報を提供することのみを目的としており、推薦を意味するものではありません。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 材料 | |||
| 2×TSINGKETM Master Mix | TSINGKE, China | TSE004 | |
| RNase-free H2O | TIANGEN, China | RT121-02 | |
| REGULAR AGAROSE G-10 | BIOWEST, SPAIN | 91622 | |
| Binding buffer | TIANgel Midi Purification Kit, TIANGEN, China | DP209-02 | |
| Balance buffer | TIANgel Midi Purification Kit, TIANGEN、中国 | DP209-02 | |
| 洗浄液 | TIANgel Midi精製キット、TIANGEN、中国 | DP209-02 | |
| Tベクター | プロメガ、米国 | A362A | |
| T4 DNAリガーゼ | プロメガ、米国 | M180A | |
| Escherichia coliDH5α | 天元、中国 | CB101 | |
| アンピシリン | シグマ、米国 | A-6140 | |
| イソプロピル β-D-1-チオガラクトピラノシド | イナルコ、米国 | 1758-1400 | |
| 5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリル-&β;-D-ガラクトピラノシド | SBS Genetech、中国 | GX1-500 | |
| Nco I | BioLabs、ニューイングランド | R0193S | |
| Spe I | BioLabs, New England | R0133M | |
| DIG RNA Labeling Kit | Roche, Switzerland | 11175025910 | |
| Biotin RNA Labeling Kit | Roche, Switzerland | 11685597910 | |
| DNase | DIG RNA Labeling Kit, Roche, Switzerland | 11175025910 | |
| LiCl | Sinopharm, China | 10012718 | |
| エタノール | Sinopharm、中国 | 10009257 | |
| 酢酸 | BEIJING CHEMICAL REGENTS COMPANY、中国 | 10000292 | |
| Tissue-Tek OCT化合物 | Sakura Finetek Europe、Zoeterwoude、オランダ | 4583 | |
| スライド | TINA JIN HAO YANG BIOLOGCAL MANUFACTURE CO.、LTE、中国 | FISH0010 | |
| HCl | Sinopharm、中国 | 80070591 | |
| Millex | Millipore, USA | SLGP033RS | |
| Tween 20 | AMRESCO, USA | 0777-500ML | |
| Nitroblue テトラゾリウムクロリド / 5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリル-リン酸トルイジン塩 | ロシュ, スイス | 11175041910 | |
| Glycerol | Sinopharm, China | 10010618 | |
| Name | 会社< | strong>カタログ番号 | コメント |
| Solutions | |||
| 1×トリス-アセテート-EDTA | シグマ、米国 | V900483-1KG | 0.04 mol/L トリスベース |
| 1×トリス-アセテート-EDTA | 北京化学リージェンツ会社、中国 | 10000292 | 0.12%酢酸 |
| 1倍;トリス酢酸EDTA | シグマ、米国 | 03677エ | チレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩(EDTA) |
| ルリアベルタニ(LB)液体培地 | ノファーム、中国 | 10019392 | 10 g / L NaCl |
| ルリアベルタニ(LB)液体培地 | メルク、ドイツ | VM335231 | 10g / Lカゼイン(トリプトン) |
| ルリアベルタニ(LB)液体培地 | メルク、ドイツ | VM361526 | 5g / L酵母抽出物 |
| LB固体基板プレート | シノファーム、中国 | 10019392 | 10 g/L NaCl |
| LB固体基板プレート | MERCK、ドイツ | VM335231 | 10 g/L カゼイン(トリプトン)からのペプトン |
| 固体基板プレート | MERCK、ドイツ | VM361526 | 5 g/L 酵母抽出 |
| 物 LB固体基板プレート | WISENT ING、カナダ | 800-010-CG | 15 g/L 寒天細菌学グレード |
| 10回;リン酸緩衝生理食塩水(PBS、pH 7.1) | シノファーム、中国 | 10019392 | 8.5%NaCl |
| 10×リン酸緩衝生理食塩水(PBS、pH 7.1) | Sigma、USA | V900041-500G | 14 mM KH2PO4 |
| >10×リン酸緩衝生理食塩水(PBS、pH 7.1) | Sigma, USA | V900268-500G | 80 mM Na2HPO4 |
| 10×トリス緩衝生理食塩水(TBS、pH 7.5) | シグマ、米国 | V900483-1KG | 1 M トリス塩基 |
| 10回;Tris-Buffered Saline (TBS, pH 7.5) | 中国シノファーム | 10019392 | 1.5 M NaCl |
| 検出バッファー(DAP) 発色検出 pH 9.5 TSA検出 pH 8.0 | Sigma, USA | V900483-1KG | 100 mM Tris-Base |
| Detection Buffer (DAP) 発色検出 pH 9.5 TSA 検出 pH 8.0 | シノファーム、中国 | 10019392 | 100 mM NaCl |
| 検出バッファー (DAP) 発色検出 pH 9.5 TSA検出 pH 8.0 | Sigma, USA | V900020-500G | 50 mM MgCl2·6H2O |
| 20回;生理食塩水-クエン酸ナトリウム(pH 7.0) | Sinopharm、中国 | 10019392 3 | M NaCl |
| 20×生理食塩水-クエン酸ナトリウム (pH 7.0) | Sigma, USA | V900095-500G | 0.3 M Na-Citrate |
| 4% paraformaldehyde solution (PFA, pH 9.5) | Sigma, USA | V900894-100G | 4% paraformaldehyde |
| Nadium Carbonate Buffer | Sigma, USA | V900182-500G | 0.1 M NaHCO3 |
| Sodium Carbonate Buffer (pH 10.2) | Sigma, USA | V900182-500G | 80 mM NaHCO3 |
| 炭酸ナトリウム緩衝液(pH 10.2) | Sigma, USA | S7795-500G | 120 mM Na2CO3 |
| Formamide Solution (pH 10.2) | MPBIO, USA | FORMD002 | 50% Deionized Formamide |
| Solution (pH 10.2) | 5×TBSロシュ、スイスの生理食塩水-クエン酸ナトリウム | ||
| ブロッキングバッファー | 11175041910 | 1%ブロット | |
| ブロッキングバッファー | 、米国 | 0694-500ML | 0.03% TBS |
| ブロッキングバッファー | 1×トリス緩衝生理食塩水 | ||
| ホスファターゼ溶液 | シュ、 | スイス 11175041910 | 1.5 U/mL 抗ジゴキシゲニンアルカリホスファターゼ標識抗体 |
| アルカリホスファターゼ溶液 | TBS中のブロッキングバッファー | ||
| アルカリホスファターゼ/セイヨウダイオスワサーゼペルオキシダーゼ溶液 | ロシュ、 | スイス 11175041910 | 1.5 U/mL 抗ジゴキシゲニンアルカリホスファターゼ結合抗体 |
| アルカリホスファターゼ/西洋ワサビペルオキシダーゼ溶液 | TSAキット、Perkin Elmer、米国 | NEL701A001KT | 1%抗ビオチンストレプトアビジンワサディッシュペルオキシダーゼ-標識抗体 |
| アルカリホスファターゼ/ワサビペルオキシダーゼ溶液 | TBS | ||
| ハイブリダイゼーション | バッファーMPBIOのブロッキングバッファー MPBIO、米国 | FORMD002 50%脱イオンホルムアミド | |
| ハイブリダイゼーションバッファ | 2×生理食塩水-クエン酸ナトリウム | ||
| ハイブリダイゼーションバッファーSigma | 、米国 | D8906-50G | 10%デキストラン硫酸 |
| ハイブリダイゼーションバッファーinvitrogen | 、米国 | AM7119 | 20 & micro;g/mL 酵母 t-RNA |
| ハイブリダイゼーションバッファー | シグマ、米国 | D3159-10G | 0.2 mg/mL ニシン精子 DNA |
| 2-ヒドロキシ-3-ナフト酸-2'-フェニルアニリドリン酸/ 4-クロロ-2-メチルベンゼンジアゾニウム ヘミ-塩化亜鉛塩基質 | スイス、ロシュ | 11758888001 | 1% 2-ヒドロキシ-3-ナフト酸-2'-フェニルアニリドリン酸 (10 mg/mL) |
| 2-ヒドロキシ-3-ナフト酸-2'-フェニルアニリドリン酸/ 4-クロロ-2-メチルベンゼンジアゾニウムヘミ-塩化亜鉛塩基質 | ロシュ、スイス | 11758888001 | 1% 4-クロロ-2-メチルベンゼンジアゾニウムヘミ-塩化亜鉛塩 (25 mg/mL) |
| 2-ヒドロキシ-3-ナフト酸-2'-フェニルアニリドリン酸/ 4-クロロ-2-メチルベンゼンジアゾニウムヘミ-塩化亜鉛塩基質 | 検出バッファー | ||
| チラミドシグナル増幅基質 | TSAキット、Perkin Elmer、米国 | NEL701A001KT | 2%フルオレセインチラミド |
| チラミド信号増幅基質 | TSAキット、Perkin Elmer、米国 | NEL701A001KT | 増幅希釈液 |
| Name | Company | カタログ番号 | コメント |
| Instrument | |||
| 凍結ミクロトーム | ライカ、ヌスロッホ、ドイツ | ユングCM300 クライオスタット | |
| 分光光度計 | Thermo SCIENTIFIC, USA | NANODROP 2000 | |
| 光学顕微鏡 | オリンパス、東京、日本 | オリンパス IX71顕微鏡 | |
| 共焦点顕微鏡 | オリンパス、東京、日本 | オリンパスBX45共焦点顕微鏡 |
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