우리는 유능한 외배엽에서 반응을 유도할 수 있는 유전자의 발현을 위한 Xenopus 난모세포 및 동물 캡 시스템을 설명하고 이러한 유전자의 후속 분석을 위한 기술에 대해 논의합니다. 이 시스템은 광범위한 유전자 산물의 기능적 식별에 유용합니다.
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우리는 유능한 외배엽에서 반응을 유도할 수 있는 유전자의 발현을 위한 Xenopus 난모세포 및 동물 캡 시스템을 설명하고 이러한 유전자의 후속 분석을 위한 기술에 대해 논의합니다. 이 시스템은 광범위한 유전자 산물의 기능적 식별에 유용합니다.
배아 유도를 담당하는 유전자의 확인은 여러 가지 도전을 제기합니다. 몇 가지 예를 들자면, 분비된 관심 분자는 풍부하지 않을 수 있고, 분비되지 않고 신호 세포에 묶여 있을 수 있으며, 결합 파트너 또는 상위 조절 분자의 존재를 필요로 할 수 있습니다. 따라서 유능한 외배엽에서 초기 수정체 유도 반응을 유도할 수 있는 유전자 산물을 찾기 위해 부분비 또는 병치환 인자뿐만 아니라 전사 또는 기타 조절 단백질을 식별할 수 있는 발현 클로닝 시스템을 활용했습니다. mRNA 풀을 Xenopus 난모세포에 주입하고 반응 조직을 난모세포에 직접 배치하고 공동 배양했습니다. 렌즈가 장착된 동물 캡 외배엽에서 초기 수정체 플라코드 마커 foxe3의 발현을 유도하는 능력에 기초하여 신경판 단계 cDNA 라이브러리에서 ldb1을 기능적으로 복제한 후, mRNA 발현 패턴을 특성화하고 ldb1의 과발현 또는 녹다운에 따른 발달 진행을 분석했습니다. 이 시스템은 유능한 조직에서 기능적 반응을 사용하여 유도 물질 또는 그 업스트림 조절 분자를 식별하고자 하는 매우 다양한 상황에 적합합니다.
기능 또는 기능 상실을 통해 관심 유전자를 식별하는 순방향 유전적 접근방식 1,2은 발달 과정에서 복잡한 패터닝 이벤트를 이해하는 데 필수적인 부분입니다. 3-5 점점 더 확장되는 시스템 및 연구자들이 이용할 수 있는 강력한 역유전 기술과 함께, 이제 경로에서 핵심적인 기능적 역할을 하는 유전자를 식별한 다음 세포 수준에서 그리고 다른 유전자 산물과의 상호 작용에서 해당 기능을 규명할 수 있습니다. 과거에 많은 중요한 발견을 산출한 관심 유전자를 기능적으로 식별하는 한 가지 방법은 발현 클로닝입니다6,7.
우리의 최근 목표8은 척추동물의 수정체 유도 과정의 초기 단계가 가스트룰라 단계부터 일어난다는 것이 입증되었기 때문에 초기 렌즈 유도 요인을 식별하는 것이었습니다. 이를 위해 우리는 유도를 위한 반응 조직으로 Xenopus 배아의 일시적인 렌즈 기능을 가진9 동물 모자 외배엽(11-11.510기)을 사용하고, 유도 인자를 위한 생산 원으로 VI기 Xenopus 난모세포를 사용했습니다.
다음 프로토콜은 Smith 및 Harland6,7의 표현식 복제 및 sib 선택 프로토콜을 기반으로 하며, 다른11-13에서도 성공적으로 사용되었습니다. 당사의 난모세포 발현 시스템(Lustig 및 Kirschner14에 의해 유도 인자 생산에 처음 사용됨)에서 동물 뚜껑 외배엽에서 렌즈 유도 반응을 유도하는 인자를 직간접적으로 유발할 수 있는 주입된 전사체 풀을 선택하고 식별합니다. 이 시스템은 분비 유도 분자를 직접 발현하는 데 유용하기 때문에(난모세포 주입 INHBB mRNA는 중배엽 수용 동물 캡 외배엽8에서 중배엽 유도를 유발함) 원래 스크리닝 절차가 주로 부분비 인자를 식별하는 데 유용할 것으로 예상했습니다. 그러나 스크리닝에서 핵 인자(ldb18)를 확인했기 때문에 이 시스템을 사용하여 전사 또는 번역 조절 인자, miRNA, 보조 인자 또는 병치형 인자와 같은 다양한 분자를 식별할 수 있음이 분명합니다.
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모든 실험 절차는 버지니아 기관 동물 관리 및 사용위원회의 대학에 의해 승인되었습니다.
참고도 1은 실험 과정의 개략도를 나타낸다.
난자 1. 준비
도서관 성적 증명서 2. 사출
3. 동물 모자 분석
에서의 현장 하이브리드 화에 의한 외배엽에서 응답 4. 분석 (ISH)
5. SIB 선정 및 복제
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동물 캡 조직 응답, 난자에 주입의 mRNA의 발현에 대응하여 현장 하이브리드 (그림 2, 표 1)에 의해의 Otx2의 발현을 측정 하였다;의 Otx2이 렌즈 placode를 통해 신경관 폐쇄에서 추정 렌즈 외배엽 (PLE)로 표현된다 농축 (19). 도의 Otx2 PLE 외부 전방 신경 외배엽뿐만 아니라 비 - 신경 외배엽 헤드 표현이기 때문에,이를 신경과 placodal 반응 모두와 연관된다. foxe3 신경 판으로부터 PLE 표현되므로 foxe3의 사용은 발현 클로닝의 목적에 더 구체적인 접근을 허용 가능한 렌즈 유능한 동물 캡 외배엽의 렌즈의 유도 반응을 생성 할 수있는 유전자 산물의 라이브러리를 선별 할 인접 placodal 지역에 존재하지만 neuroectoder 결석 단계와 렌즈 소포 형성
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유능한 외배엽에서 반응을 유도 할 수있는 유전자의 기능적 클로닝 여기 기재된 방법은 유전자 산물의 넓은 범위를 식별하기 위해 사용될 수있다. 이 방법은 표현의 복제 기술과 조직 유도 분석을 결합하여 과거의 일에 확장합니다. 우리는 RNA 주입 다음, 직접 또는 간접적으로 유도 인자의 생성 소스로서 제노 푸스 난 모세포의 대사 경로를 이용한다. 이것은, 관심 cDNA 라이브러리 또는 클론의 다른 컬렉션으로부터 발생 전 사체의 발현을 사용하여 6,7의 유전자를 클로닝하기위한 확립 된 방법의 사용과 조합하여 배아 관련된 새로운 관심의 유전자를 동정하고자하는 사람들에게 유용한 방법을 제공한다 유도. 새로운 유전자의 기능 식별이 방법의 광범위한 적용은 흥미로운 새로운 역 유전 적 접근 방법에 대한 유용한 보완하고, 또한 높은 THR 사용하여 확인 시험 성적 증명서를 기능적하는 데 사용할 수 있습니다oughput (예 : RNA-서열 등)의 방법 (21).
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저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.
이 작업은 Shepherd University Foundation의 C.Z.P.에 대한 Professional Development Grant의 지원을 받았습니다. 저자는 프로토콜에 대한 유용한 토론을 해준 Brett Zirkle과 Malia Deshotel, 그리고 관대한 도움을 준 Carol Hurney 박사에게 감사를 표합니다.
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