ここで rootworm 胚生殖細胞変換や CRISPR/Cas9-ゲノム編集など機能ゲノム試金の実行の目的のため収集、マイクロインジェクション precellular 西部のトウモロコシのためのプロトコルは提示します。
このコンテンツを表示するには、JoVEへの購読が必要です。 または、無料トライアルをお申し込みください。
方法論記事
ここで rootworm 胚生殖細胞変換や CRISPR/Cas9-ゲノム編集など機能ゲノム試金の実行の目的のため収集、マイクロインジェクション precellular 西部のトウモロコシのためのプロトコルは提示します。
西部のトウモロコシ rootworm (WCR) トウモロコシの重要害虫であり害虫管理戦略に迅速に適応する能力があることが知られています。RNA 干渉 (RNAi) WCR 生物学を勉強するための強力なツールであることを証明している、それはその限界を持っています。具体的には、RNAi 自体は一時的なもの (すなわちわけで関連する表現型の長期的なメンデル遺伝)、それはターゲット遺伝子の DNA 順序を知る必要があり、。後者ために制限があります興味の表現型が悪い、節約またはも新規の遺伝子によって制御される場合便利なターゲットの識別に挑戦するが、不可能ではない場合。WCR のゲノム] ツールボックスのツールの数は、安定した突然変異系統を作成し、WCR ゲノムのシーケンスに依存しない調査を有効にするために使用できる手法の開発が拡大する必要があります。ここで、収集し、核酸 precellular WCR 胚を microinject するために使用方法を詳しく説明します。ここ記載されているプロトコルは、トランスジェニック WCR の創出を目指したが、一方 CRISPR/Cas9-ゲノム編集も実行でした唯一の違いは、胚に注入液の組成と同じプロトコルを使用しています。
西部のトウモロコシ rootworm (WCR)、Diabrotica virgifera virgifera、トウモロコシ1の重要な害虫であります。興味深いことに、WCR のコントロールを克服するよう措置最も農業害虫よりも急速に以来、彼らだけでなく適応だけでなく、生理学的行動2,3,4,5, 6. 過去 10 年間、RNA 干渉 (RNAi) 強力な機能ゲノム ツール WCR7、8、潜在的な制御法として研究されている、遺伝子機能9を研究手段としても使用されています。しかし、RNAi は頻繁に他の種における二本鎖 rna (dsRNA) によって実行される、インジェクション ベース RNAi は WCR にまれであります。実際、dsRNA の WCR9にマイクロインジェクションによるRNAi の報告は少ないがあります。理由は母11に dsRNA を供給することにより胚性効果の研究を許しさえ WCR が dsRNA7,10の遺伝子ノックダウンを介して摂取の高レベルに得ることができます。このメソッドには、WCR 機能ゲノム解析によるRNAi 優秀な主題が、それはこの種の胚のインジェクションの方法論の開発の進捗状況を鈍化しています。
RNAi のパワーにもかかわらず、いくつかの欠点があります。たとえば、すべての遺伝子は RNAi に均等に対応します。この変動より困難なゲノム機能アッセイの結果を解釈することができます。また、RNAi は一時的なもの、遺伝的突然変異を生成しません。その一方で、生殖細胞変換、機能ゲノムの他のツールはマーク付きの転位因子のゲノム12,13にを介して挿入変異を生成できます。これは生殖細胞変換を長期的な遺伝学的研究で使用するため突然変異系統を作成するための優れたツールになります。変換は、変異ゲノム14遺伝子の機能的なコピーを提供することにより、突然変異を救出するも使用できます。さらに、生殖細胞変換はさまざまな分子遺伝学的手法の礎です。ノックアウトや遺伝子機能を救出、に加えてエンハンサー トラップ15、遺伝子トラップ16、Gal4 ベースの異所性発現17、およびゲノム変異18の生殖細胞への変換を使用できます。
最近では、高度なゲノムの編集を有効にするツールが開発されています。これらのツールでは、転写 Activator-Like エフェクター核酸 (TALEN) CRISPR/Cas9-ヌクレアーゼ システム19,20をご利用など。これらの新しいツールの利点は、彼らは研究者のほぼすべてのゲノム内のほぼすべての場所で二本鎖 DNA 切断を誘導する能力を提供することです。どちらか非相同末端結合、削除、または目標とされた遺伝子の挿入を導入することができます、通したり、相同性監督の修理エンジニア リング構造が存在することができますを触媒する誘導、一度これらの壊れ目を修理すること、全体の遺伝子や遺伝領域21,22の交換。ただし、これらのメソッドには、DNA、RNA および蛋白質の非常に若い胚へのマイクロインジェクションが必要があります。
重要なは、RNAi、生殖のために使用される蛋白質や核酸用二本とは異なり、変換およびゲノムの編集が、細胞膜を容易に越えることはできません。したがって、プラスミド Dna や Mrna、タンパク質のマイクロインジェクションは胞胚期 (すなわち昆虫胚 cellularizes 前に) 行われなければなりません。これは注射のタイミングを重要な要因になります。たとえば、キイロショウジョウバエ胚は卵を産む12後 2 時間以内に注入する必要があります。したがって、WCR の正常胚マイクロインジェクションのプロトコルの開発は、precellular 胚の十分な量を収集するための最良の方法だけでなく、女性の卵が産卵に最適な条件に考慮に入れなければなりません。
WCR 生物学を分子遺伝学的ツールの広い範囲をもたらすべく収集と precellular WCR 胚マイクロインジェクション法の開発が必要です。ここで我々 は WCR 研究に変換ベースの技術を使用して他人を助けるためのヒントとトリックの詳細な手順を提供します。これらのテクニックには WCR 機能ゲノム研究用トランスジェニック技術を拡張すると、に加えて、遺伝子ドライブ23,24経済的に重要なこれでテストするなど強力な新しい害虫対策も有効にします。害虫。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
1. コロニー レベル WCR 大人の飼育
2. 胚のコレクションおよび配置
3. 保有するプラスミド Dna と注射針の準備
4. マイクロインジェクションと投与後のケア
5. 培養と胚の孵化
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
このプロトコルを開発するときの重要な考慮事項は、マイクロインジェクションの時に萌芽期の開発の段階をだった。具体的には、生殖細胞系列変換は萌芽期の cellularization の前に dna マイクロインジェクションを必要です。これは、Dna が細胞膜を容易に通過できないためにです。WCR 胚の dechorionation は本質的にすべての胚の完全性に責任がある保護膜を溶解するため、WCR 核染色を使用して萌芽期の開発の段階を視覚化する試みは成功しなかった。ただし、このラインの問い合わせは、タイムリーに胚の十分な量を取得 – 別の難しさに取って代わられました。フィールドに、WCR 女性は土に卵を産む、従ってそれ驚きべきである、演習では、女性のみ卵を産む暗闇の中。これは短い昼間コレクション (2-4 h) を困難になります。この問題を克服するために単一の一晩卵レイは行ったし、胚の大量をもたらすことがわかった。(図 1) を収集し、インジェクションのため (図 2
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
これはマイクロインジェクション precellular WCR 胚生殖細胞への変換を行うための重要なプロセスのためのベストプラクティスを確立する最初のプロトコルで RNAi を目的として二本の WCR のマイクロインジェクション報告9がずっと、および/またはこの種の編集 CRISPR/Cas9 ゲノム。WCR 胚の正常なマイクロインジェクションは、変換効率は、多くの要因に依存しています。後述はいくつかの主要な問題に影響を与えるこのカブトムシの生殖細胞の変形のためのプロトコルを使用しての結果。
Precellular 胚を取得
前述のように、DNA は方法 dsRNA が細胞膜を交差させない。つまりは重要な重要性の DNA、mRNA やタンパク質が前に cellularization を注入します。射出のタイミングが重要なので nondiapausing WCR ひずみ30胚形成を完了するのにかかる時間に基づく成功のインジェクションの可能性があります...
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
著者が明らかに何もありません。
この作品は、モンサント社のトウモロコシ Rootworm 知識研究プログラムからの助成金によって支えられた、NCSU から MDL に番号 AG/1005 (MDL と YC) してスタートアップ資金を与えます。(MDL) に番号 MCB 1244772 を付与する FC は、モンサント社のトウモロコシ Rootworm 知識研究プログラム (AG/1005)、全米科学財団からの助成金によって支えられました。著者は競争の興味を宣言しません。FC と MDL の考案設計実験;FC、PW、SP で行う実験。FC と MDL の分析結果FC、NG、MDL は原稿を書いていた。WCR のスクリーニングでの専門的な支援、テレサ o ' leary、ウィリアム Klobasa とステファニーと感謝します。我々 はまた飼育プロトコルを提供するラボのコロニーを確立する卵の出荷のため博士のウェイドのフランス語 (農務省、北中央農業研究所、ブルッキングズ, サウスダコタ) を感謝します。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 定性的濾紙(ブラック) | Ahlstrom | 8613-0900 | 卵マイクロインジェクション用 |
| 1オンス容器 | Anny's プラスチック食器 | ASET101 | 卵容器 |
| ショウジョウバエ寒天 II 型 | Apex | 66-103 | WCR 産卵皿用基板 |
| フェザーウェイト鉗子 | Bioquip | 4748 | 虫と蛹の取り扱い |
| クロロックスレギュラーブリーチ1 | クロロックス | 44600-30770 | ウォッシュコーンと皿 |
| のお気に入りのイエロー | クアファームサプライ | 502 | ますWCR |
| マイクロインジェクションシステム(自家製) | NA | 部品&説明書ご要望に応じて利用可能な | 制御注入圧力(0-20 psi) |
| エルマーの非毒性接着剤 | エルマーズプロダクツ株式会社 | E304 | 濾紙に卵のり |
| epTIPS マイクロローダー | Eppendorf | C2554691 | 埋め戻し針 ローディングのヒント |
| Falcon Tissue Culture Dishes | Falcon | 25383-103 | 発芽トウモロコシ /150 x 25 mm |
| Fisherbrand 定量的グレードの濾紙サークル | フィッシャーサイエンティフィ | S47576C | 卵産卵用の寒天皿を作る/9cm |
| スパークリーン | フィッシャーサイエンティフィック | 04-320-4 | ウォッシュディッシュ |
| プレーン顕微鏡スライド | フィッシャーサイエンティフィック | 12-549-3 | マイクロインジェクション用の濾紙と卵の保持 |
| ウエスタンコーン 根虫 花粉なし 代替 | フロンティア 農業科学 | F9766B | WCR大人の人工ダイエット |
| コットンボール、大型 | ジェネシーサイエンティフィック | 51-101 | スコを閉じる |
| グローブサイエンティフィック3.0mL小型電球トランスファーピペットグローブ | サイエンティフィ | ック137035 | を収集して転送ライ |
| カM165FC蛍光実体顕微鏡 | ライカ | M165 FC | WCR上映 |
| 蛍光実体顕微鏡用DsRedフィルターセット | ライカ | DSR | 励起フィルター:510-560 nm、蛍光フィルター:590-650 nm |
| EGFPフィルター | ライカ | GFP2 | 起フィルター:440–520 nm、発光フィルター:510 nm |
| BugDorm | MegaView 成 | 体コロニー用 | DP1000_5P |
| ミニチュアペイントブラシ | MyArtscape | MAS-102-MINI | ライナー 2/0 |
| ジョイスティックマイクロマニピュレーター | 成重 | MN-151 | マイクロマニピュレーター&ニードルホルダー |
| 顕微鏡XYステージ | オリンパス | 265515 | 顕微鏡ステージ(ステレオスコープ使用に適応) |
| グレード90 チーズクロス | オンラインファブリックストア | CHEE90 | 卵産用 |
| プラスチックパラフィンフィルム | Pechiney Plastic Packaging | PM-996 | マイクロインジェクション後の寒天皿を密封/ロール サイズ 4 インチ x 125 フィート |
| パーシバル インキュベーター | パーシバル | I41VLH3C8 | WCR成長チャンバー(昆虫飼育インキュベーター) |
| ナローマウス三角フラスコVWR | 4980-300-PK | 成体コロニー用水容器 | |
| グリフィンローフォームビー | カーVWR | 1000-600-PK | 卵洗浄編 |
| 組コットンロールス | モンドデンタルコットン株式会社 | 605-3599 | 成体コロニーの給水での使用 |
| ペトリ皿 (35x10mm) | SIGMA | CLS430588-500EA | ダイエットプレート用 |
| フェノールレッド | シグマ | 143-78-8 | マイクロインジェクションバッファー |
| レーザーベースマイクロピピエットプーラー | サッター器具 | P-2000/G | ニードルプーラー/熱=335、FIL=4、VEL=40、DEL=200、PUL=100 |
| プレミアム表土 | スコッツ社 | 71130758 | クロン栽培 |
| 用土壌Relocジップピット2ミルジッパーバッグ | 米国プラスチックコーポレーション | 48342 | バッグ寒天皿マイクロインジェクション/ 5x7 |
| ペトリ皿(100x15m) | VWR | 89038-968 | 卵産卵用寒天皿/ 100 x 15 mm |
| 6オンスコンテナ | Webstaurantstore | 128E506 | WCRシングルペア嵌合チャンバー |
| 38オンスコンテナ | Webstaurantstore | 128NC888 | 虫飼育ボックス/38オン |
| スChoiceHD 16オンス電子レンジ対応半透明プラスチックデリコンテナ | Webstaurantstore | 128HRD16 | 虫飼育ボックス/16オン |
| マイクロインジェクションスコープ | Wild Heerbrugg | WILD-M8 | XYステージを装備したマイクロインジェクションスコープ |
| 標準ガラスキャピラリー | ワールド精密機器 | 1B100F-4 | マイクロインジェクション針 |
| 大人のウエスタンコーン 根虫 | ノースセンターアクリカルチャー研究 研究室 | 非ジアパーゼ株 | ブライアン・ウェイド博士からのリクエスト フレンチの研究室 |
| プラスミドDNA MIDIキット | キアゲン | 12143 | 注射用プラスミドDNAの精製 |
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。