교 잡 프로토콜 설명된 RNA 제자리에 전체 초파리 배아 또는 해 부 조직에서 RNA의 검출을 허용 한다. 96-잘 결정 접시와 tyramide 신호 증폭에 사용 하 여, 성적 감지할 수 있습니다 높은 해상도, 감도, 및 처리량, 그리고 상대적으로 저렴 한 비용.
방법 논문
교 잡 프로토콜 설명된 RNA 제자리에 전체 초파리 배아 또는 해 부 조직에서 RNA의 검출을 허용 한다. 96-잘 결정 접시와 tyramide 신호 증폭에 사용 하 여, 성적 감지할 수 있습니다 높은 해상도, 감도, 및 처리량, 그리고 상대적으로 저렴 한 비용.
표현의 패턴 및 초파리 게놈 넓은 기준 RNAs의 subcellular 지 방화를 결정 하기 위해 노력 하 고 다양 한 조직에에서, 우리 우리의 원래 형광 현장에 수많은 수정 및 향상 된 개발 했습니다. 교 잡 (물고기) 프로토콜. 처리량 및 비용 효율성을 촉진 하기 위하여 신호 검출 프로브 세대에서 모든 단계는 exon 결정 96 잘 접시를 사용 하 여 수행 됩니다. Digoxygenin (파)-이라는 antisense RNA 프로브 템플릿으로 게놈 DNA 또는 cDNA 클론을 사용 하 여 생산 됩니다. 조직 고정 permeabilization 후에, 프로브는 성적 관심에 때 교배 하 고 biotin, streptavidin 양 고추냉이 과산화 효소 (HRP)를 활용 하 고 붙일 활용에 활용 된 안티 발굴 항 체의 승계를 사용 하 여 검색 tyramide, HRP, 존재는 즉시 인접 한 단백질의 전자 밀도가 지역에는 반응성이 매우 높은 중급. 이러한 증폭 및 지역화 단계 두 세포 및 subcellular 사본 지역화를 용이 하 게 하는 강력 하 고 매우 지역화 된 신호를 생성 합니다. 제공 하는 프로토콜은 다양 한 조직 및 발달 단계에서에서 매우 구체적인 신호를 생산 하기 위해 최적화 되었습니다. 참조 또한 동시에 여러 성적 증명서 또는 성적 증명서 및 단백질의 동시 탐지를 허용 하는 추가 변이 대 한 제공 됩니다.
RNA-seq 같은 새로운 RNA 게놈 넓은 탐지 방법 우리의 지식과, 유전자 표현는 언제, 어디의 무슨 레벨1에서 크게 확대. 그러나,이 상대적으로 가난한 시간적, 공간적 해상도 제공합니다. RNA 제자리 교 잡에 따라서 세포 및 subcellular 지 방화2의 세부 사항을 공개 고정 조직, 시각적으로 관찰 기록의 공간 배급을 허용 한다. 형광 성 제자리 교 잡 (물고기)를 사용 하 여 더 많은 공간 해상도를 confocal 빛 시트 현미경3같은 강력한 현미경 검사 법 기술의 사용을 허용 수 있습니다. DAPI 같은 형광 마커 subcellular 관계4설정에 사용할 수 있습니다. 물고기는 또한 subcellular 수준에서 중복의 명확한 표시와 동시에 여러 개의 RNAs 단백질의 관측을 촉진 한다. 독특한 시 약 및 더블 라벨에 필요한 단계는 다음 참조3,5에서 찾을 수 있습니다.
여기에 설명 된 절차 96 잘 결정 플레이트 cDNA 템플릿 생산 (식민지 PCR), RNA 프로브 생산 (T7, T3 또는 SP6 중 합 효소 종속 실행 전사 사용) 에서 제자리 교 잡를 포함 하 여 모든 단계에 대 한 활용 및 형광 신호 개발입니다. 충분 한 수의 배아 또는 조직 각각에 추가 됩니다 수 있도록 일관성과 다양성의 평가 96 잘 접시의 잘. 각 그럼 다른 조사를 받습니다. 신호 개발 후 배아 또는 각 우물에서 조직 현미경 분석에 대 한 개별 현미경 슬라이드에 짓고 있다.
프로브 탐지를 위한 tyramide 신호 증폭 (TSA)를 사용 하 여 뛰어난 subcellular 해상도 5,6,,78강력한 신호를 생성합니다. RNAs의 subcellular 지 방화 발생 하는 거의 모든 RNAs 4,,1011에 표시 되는 중요 한 규제 메커니즘 9 입니다. 이 분석에서는 RNA-seq에 의해 검색 되지 않은 많은 성적은 쉽게 물고기 8에서 검색도 나타났습니다. RNA 교 잡 제자리에서 96 잘 접시에 적응 한 번에 (추가 하는 경우 더 많은 접시를 사용), 큰 데이터 집합의 분석을 가능 하 게 관심의 최대 96 유전자의 분석을 수 있습니다. 작은 섹션으로 번호판을 절단 하 여 메서드는 단지 몇 가지 샘플을 쉽게 적응 됩니다. 제공 하는 프로토콜은 대부분의 유형의 조직에서 RNA 배포판의 분석에 적합 합니다. 표시 되지 않습니다, 그것은 비-초파리 조직으로 잘 적응할 수 있는입니다.
1. cDNA 템플릿에서 플라스 미드 PCR 증폭
참고: 고품질 플라스 미드를 사용 하 여 또는 RNA에 대 한 DNA PCR 생성 템플릿을 프로브 합성. 버클리 초파리 게놈 프로젝트에 의해 생성 된 초파리 유전자 컬렉션 (DGC) 라이브러리는 대부분 코딩 유전자 초파리 게놈에서 발견의 범위를 제공 합니다 (표 1a 참조). 이들은 또한 어떤 cDNA 삽입의 증폭에 대 한 보편적인 뇌관의 사용을 허용 한다. 이 PCR 확대는 플라스 미드 DNAs lysates 세균성 문화를 포함 하는 플라스 미드의 존재에서 수행 됩니다. DNA 제품 다음 센스 RNA 프로브 (참조 표 1b)를 생성 하 체 외에 전사에 대 한 템플릿으로 사용 됩니다.
| 테이블 1a | ||||
벡터 | 항생제 농도 1:1000 일 | 뇌관 | RNA 중 합 효소 위한 antisense | RNA 중 합 효소. 대 한 감각 |
| pFLC-난 | 앰프 | pBst_SK (-) _F/R | t 3 | T7 |
| pBSt(-) | 앰프 | pBSt_SK(-) | T7 | T3 |
| pOT2 | 바로 | pOT2_F/R | S p 6 | T7 |
| pOTB7 | 클 | pOT2_F/R | t 7 | SP6 |
| 표 1b | ||||
| 뇌관 | 순서 | |||
| pOT2_Forward | 5 '-AAT-GCA-GGT-TAA-CCT-GGC-TTA-TCG-3 ' | |||
| pOT2_Reverse | 5 '-AAC-GCG-GCT-ACA-ATT-AAT-ACA-TAA-CC-3 ' | |||
| pBst_SK (-) _Forward | 5 '-GAA-ACA-GCT-ATG-ACC-ATG-ATT-ACG-CC-3 ' | |||
| pBst_SK (-) _Reverse | 5 '-CGG-CCA-GTG-AAT-TGT-AAT-ACG-ACT-C-3 ' | |||
표 1: A) 일반 DGC cDNA를 증폭에 대 한 복제 정보를 플라스 미드에 삽입. B) 시퀀스 DGC 플라스 미드에 대 한 보편적인 뇌관의.
| 시 약 | 50 μ 샘플 반응 | 96 잘 혼합 (112 x 반응) | 최종 농도 |
| 2 X PCR 중 합 효소 혼합 | 25 μ | 2800 μ | 1 X |
| Primer_For (25 pmol/μ) | 0.5 μ | 5 6 μ | 0.25 pmol/μ |
| Primer_Rev (25 pmol/μ) | 0.5 μ | μ 56 | 0.25 pmol/μ |
| ddH2O | 22 μ | μ 2464 | |
| 총 | 48 μ | 5376 μ |
표 2: PCR 주인 혼합.
| 단계 | 온도 | 시간 | Cycle(s) |
| 1 주기 | 초기 변성 | 95 ° C | 3 분 |
| 증폭 변성, 어 닐 링 및 확장 | 95 ° C | 45 초 | |
| 54-58 ° C | 45 초 | ||
| 72 ℃ | 45 초-3.5 분 | ||
| 최종 확장 | 72 ° C | 7 분 | 1 주기 |
| 스토리지 | 4 ° C | 개최 |
표 3: PCR 프로그램 권장.
| 구성 요소 | 볼륨 | 부분 |
| PCR | 50 μ | |
| 100% 에탄올 | 125 μ | PCR의 2.5 X 권 |
| 3 M NaOAc (pH = 5.2, RNase 무료) | 5 μ | PCR의 vol. 10% |
| 총 | 180 μ |
표 4: 50 µ L PCR 반응의 예.
2. 센스 프로브를 생성 하기 위해 녹음 방송 생체 외에서.
참고: RNase 없는 환경에서 작동 것이 결정적 이다. 모든 시 약 및 실험실-도자기 (예: 인증된 DNase/RNase 무료 플라스틱 도자기) 무료 RNase 이어야.
| 구성 요소 | 주식 농도 | 볼륨 | 최종 농도 |
| ATP | 100 m m | 7 μ | 10mm |
| CTP | 100 m m | 7 μ | 10 m m |
| GTP | 100mm | 7 & # 956; l | 10mm |
| UTP | 100mm | 4.5 μ | 6.5 m m |
| 발굴-11-UTP | 10 m m | 25 μ | 3.5 m m |
| RNase 무료 물 | < 신안 > | 19.5 μ | |
| 총 | 70 μ |
표 5: 발굴 NTP 믹스 준비.
< 표 테두리 = "1" fo:keep-together.within-페이지 "1" fo:keep =-와-next.within-페이지 "항상" = > 구성 요소 15 μ 반응 96 잘 혼합표 6: 2 X 전사 마스터 믹스.
표 5에 의하여| 구성 요소 | 볼륨 | 최종 농도 |
| DEPC 처리 ddH2O | 11.85 ml | %23.7% |
| 20 X SSC | 12.5 ml | 25% (5 X) |
| Formamide | 25 ml | %50% |
| 헤 파 린 (50 mg/ml) | 0.1 ml | 0. 2% (0.1 mg/ml) |
| 연어 정자 단일 좌초 DNA | 0.5 ml | %1.0% |
| 트윈-20 | 0.05 ml | %0.1% |
| 총 | 50.00 ml | %100% |
3. 초파리 양육 및 배아, 애벌레와 성인 조직 컬렉션.
참고: 작은 규모 (병)와 질량 (상자) 양육 비행, 비행 실험실 표준 프로토콜을 사용 하 여 25 ° C. 유지 적절 한 성인 및 애벌레 밀도에 cornmeal 기반으로 음식에 고 추가 활성 효 모 분말 식품에 제공 표면.
표준 프로토콜을 수행 하는| 구성 요소 | II (10 ml)을 수정 | 수정 I (10 ml) |
| 40 %PFA 주식 | 1 ml | 1 ml |
| PBTT | 8.99 ml | 9 ml |
| Picric 산 용액 | 10 μ | - |
4. 제자리에서 교 잡
참고: 프로토콜의이 부분은 필요한 최소 2 일, 샘플 준비, 사전 교 잡 및 교 잡 복용에 하루 1과 프로브 탐지에 배치 2 일입니다. 샘플의 수는 상대적으로 높은 경우 익숙하지 않은 프로토콜, 또는 하루 종일 불가능, 프로토콜 3 일 2 일간 나누어 프로브 탐지 및 신호 증폭의 단계에서 수행 되어야 합니다. 배아 또는 해 부 조직 샘플의 많은 또한 추가적인 일을 처리 해야 합니다. 달리 명시 하지 않는 한 해 부 조직 샘플에 대 한 모든 단계에 1 X PBTT으로 1 X PBT를 바꿉니다. 추가 세제는 많은 애벌레와 성인 조직, 뇌, 고환 등의 침투에 대 한 필요 합니다. 비록 테스트 하지 1 X PBTT는 태아에 대 한 또한 사용할 수 있습니다. 잘 당 100 µ L를 사용 하 여 96 잘 접시 및 1.5 mL 튜브에 대 한 800 µ L.
5. 프로브 탐지
| 단계 | 솔루션 (56 ° C)를 미리 예 열 | 시간 | 잘 당 볼륨 |
| 1 | 교 잡 솔루션: PBTT (3:1) | 15 분 | 100 μ |
| 2 | 교 잡 솔루션: PBTT (3:1) | 15 분 | 100 μ |
| 3 | 교 잡 솔루션: PBTT (1:1) | 15 분 | 100 μ |
| 4 | 교 잡 솔루션: PBTT (1:3) | 15 분 | 100 μ |
| 5 | PBTT 3 세척 | 5 분 | 100 μ |
표 9: 교 잡 후 프로브를 세척.
6. 항 체 탐지 tyramide를 사용 하 여 ( 그림 5 참조)
참고: 여기 수 제 cyanine 3 활용 tyramide 사용 되었다,이 프로토콜에서 설명에 따라 준비 되었다 12 . 많은 실험을 수행 하거나 많은 샘플 테스트,이 돈 상당한 금액을 저장 하는 경우은 효과에 비해 상업용 시 약 (경험)에서. 적은 실험 및 샘플, 상용 cyanine 3-tyramide 사용할 수 있습니다 (자료 참조).
그림 6 은이 절차를 사용 하 여 얻은 결과의 예를 보여줍니다. 상위 3 패널 패널 표시 예제 늦게 신호 초파리 배아 (amnioserosa, 근육 및 중앙 신경 조직, 다른 조직에 초기 초파리 배아 (그림 6, 패널 A-C), 다음 3의 예를 보여 각각 (그림 6, 패널 D-F). 다음은 예제 3 탈피에서 애벌레 조직 (그림 6, 패널 G J)입니다. 성인 생식 기에서 대표 이미지를 표시 하는 패널 K와 L (난소와 고환, 각각). 수백 개의 이미지는 업로드 하 고 우리의 검색에서 주석 '형광 제자리에 과일 파리 데이터베이스' (FlyFISH (http://fly-fish.ccbr.utoronto.ca)).

그림 1입니다. 형광 제자리에서 교 잡 (물고기) 프로토콜 및 키 장비 개요. CDNA의의 (A) PCR 증폭 (B) 녹음 방송 생체 외에서 생성 유전자 특정 센스 발굴-96 잘 접시 (b에서 표시 판의 사진)에서 RNA 프로브 표시. (C) 와 (D): 성인 (여성: 남성 비율 2:1. 300-400 파리/병) 파리 3-4 일 동안 친구를 사용할 수 있습니다. 25 ° C에서 표준 cornmeal 음식에 하룻밤 컬렉션에서 배아 통풍이 잘 플라스틱 상자에 전송 됩니다 (컨테이너 크기에 cornmeal 음식의 1 L: 8 "X 8" X 3"LWH) 또는 적절 한 애벌레의 밀도 유지 하는 새로운 병. 조직 컬렉션에 대 한 활성 효 모 분말, 계란 (AEL) 누워 후 48 h 24 음식 위에 뿌리고 해야 합니다. (H E): 교 잡 실험 형광 제자리에서 3 일 연속 수행. 사진 b 8 채널 흡 인기 (사진 c)와 같이 배아 또는 부동 하지 않는 조직, 96-잘 PCR 플레이트를 사용 합니다. 대부분 애벌레 조직 처럼 떠 조직에 대 한 필터 바닥 플레이트 d에서 (사진)를 사용 하 고 낮은 압력 (e에서 사진)를 사용 하는 매니폴드 흡 인기와 바닥에서 액체를 제거 합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 2입니다. RNA 프로브 수익률의 결정입니다. 새로 합성 antisense RNA 프로브 1 %agarose 젤 (5 µ L/레인)에 관찰. 수익률 (밴드의 강도에 따라) 분류 될 수 있다 '낮은 수익률' 3, 10 차선에서 1, 4, 5, 6, 8, 차선에 ' 전형적인 항복' 또는 '고수익' 차선 2, 7, 9, 11 및 12에서에서. '전형적인 수익률' 샘플에 대 한 조사 각 현장에서 실험에 대 한 교 잡 솔루션의 100 µ L에 희석의 10-15 µ L을 사용 합니다. '높은 수익률' 프로브 '전형적인 프로브' 강도 기준으로 밴드 강도 따라 추가 교 잡 솔루션 샘플을 희석. 각 우물에서 대략 동일한 최종 프로브 농도를 목표로 합니다. 화살표 'RNA 프로브', 중 하나를 가리키는 각 차선에 더 높은 악대는 원래 DNA 템플렛 이다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 3입니다. 주요 대규모 배아 수집 및 고정에 대 한 단계. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 4입니다. 애벌레 또는 부동 조직에서 액체를 제거 하기 위한 수 제 튜브. 일부 애벌레와 성인 조직 고정 중 솔루션에서 부동. 나일론 메쉬 1 mL 팁으로는 흡 인기에 연결 하는 어댑터 뒤 끝을 잘라 200 µ L에 의해 개최이 간단한 도구에 의하여 이루어져 있다. 액체는 어떤 조직을 잃지 않고 안전 하 게 제거할 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 5입니다. Tyramide 신호 증폭. (RNA 생 감각과 센스 RNA 프로브 1) 파기 표시 된 hybridizes. (Biotin 활용 된 1 차적인 항 체 발굴 UTP 사이 2) 면역-선호도 바인딩. (3) HRP streptavidin 바인딩 biotin 활용. (4) HRP catalyzes 단명 cyanine 3 tyramide 래 디 칼 형성 하 cyanine 3 tyramide와 과산화 수소 반응. (5) cyanine 3 tyramide 래 디 칼에 가까운 단백질 티로신 잔류물에 바인딩합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 6입니다. 교 잡 이미지 대표 제자리에 . 각 패널 (녹청에 표시 된) 다른 RNA와 핵 DAPI (빨간색으로 표시)으로 물에의 한 예를 보여 줍니다. (A-C) 초기 초파리 배아의 예입니다. (D, F) 늦은 초파리 배아의 예입니다. (G-J) 예제 3의 탈피 초파리 애벌레 조직 (malphigian tubules, midgut, 침 샘과 근육 각각). (K) 성인 난소입니다. (L) 성인 고환입니다. 각 패널 조사를 교배 시키기 유전자의 이름을 표시 합니다. 스케일 바 = 10 µ m. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
설명된 프로토콜 고정 초파리 배아 또는 조직에서 대부분 RNAs의 검출에 대 한 매우 민감한, 재현 하 고 경제적인 방법을 제공 한다. 전통적으로 프로브 탐지의 알칼리 성 인산 가수분해 효소 방법의 사용 하는 더 많은 것 보다 약간 더 복잡 하지만 물고기에 의해 얻은 해상도 훨씬 더 큰 하 고 감도 비교 또는 향상 7,8. 전체 또는 일부 결정 플레이트를 사용 하 여 관심사의 유전자의 대규모 또는 제한 된 분석에 대 한 프로토콜을 사용할 수 있습니다. 프로브 생성 모두를 검색할 수 있습니다 또는 프로브는 좀 더 구체적으로 설계 된 하지 않는 한 여러 성적 결합 형성에 주목 해야 한다 (즉, 단일 exons). 우리는 작은 적당 한 성공 가진 200 뉴클레오티드 프로브 테스트, 비록 작은 프로브 덜 효과적일 하는 경향이 하 고 덜 특정 수 있습니다. 명확 하 게,이 프로토콜 microRNAs 처리 또는 작은 introns, exons의 검출에 적합 하지 않습니다.
이 이렇게 효소 단계를 사용 하 여 신호 강도 향상, 하지만 신호 강도 비례 식 레벨의 비교적 선형이 고 광범위 한 범위에서 대상 유전자 발현 하 것 처럼 보인다. 더 높은 확대, 신호 puncta 또는 얼룩으로 볼은 세포와 조직 내에서. 비교적 드문 성적 증명서에 대 한 몇 가지 작은 puncta 볼 수 있습니다. 사본 풍부 하 게 증가 함에 따라이 수와 크기에서 성장 한다. 단일 분자 물고기 (smFISH), 것과 같이 단일 작은 puncta 단일 RNAs에 해당 또한 수 고 한다 또한 쉽게 측정할 수 이미징 및 정보학 소프트웨어를 사용 하 여. 동일한 대상에 대 한 우리 큐레이터 이미지와 함께 smFISH를 사용 하 여 얻은 게시 된 이미지의 비교 제안이 더 엄격한 비교 하 여 테스트 해야 하지만 전반적으로, 감도 및 해상도 두 가지 방법의 상대적으로 비슷한는. SmFISH의 훨씬 더 높은 비용을 감안할 때, 여기에 제공 된 메서드는 비용의 일부분에서 비슷한 결과 주어 야 한다. 그러나, 목표는 작은 성적표 또는 성적 증명서의 부분을 검출 하는, smFISH 것이 좋습니다.
일부 물고기 프로브 작은 크기 때문에이 메서드는 대형 또는 중요 한 장벽을 관통 조직에서 더 나은 수도 있습니다. 그러나, 높은 세제 수준 및 조직 고정 및 permeabilization 조작의 사용이이 문제를 해결 하려면 나타납니다. 마지막으로, 초파리 조직 개발, 해 부 조직에 대 한 여기에 설명 된 높은 세제 버퍼 초파리 배아로 대부분 다른 유기 체와 조직에 대 한 또한 작동 해야 한다.
저자 아무 경쟁 금융 관심사 있다.
이 프로젝트에 대 한 지원 자금 건강 연구의 캐나다 학회 (청소 133473 부여)에 의해 HMK에 교부 금에 의해 제공 했다.
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| Tween 20 | Bioshop | TWN510 | 배아의 경우 1 X PBT에서 0.3%입니다 |
| Whatman 정성 여과지, Grade 3 | Sigma-aldrich | WHA1003917 | |
| Name | Company | 카탈로그 번호 | 코멘트 |
| Solutions | Preparation | ||
| DABCO (1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octane) 글리세롤 퇴색 방지 마운팅 미디어 | DABCO (1.25 g), 글리세롤 (35 ml 또는 v/v 70 %) 및 1 X PBS (15 ml 또는 v/v 30 %). 어두운 곳에 두어 차가운 방에 있는 바위를 두십시오. -20 °에서 보관하십시오. C | ||
| 1 X PBT (1L) | 1 X PBS 1 ml Tween 20 (0.1 %) | ||
| X PBTT (1L) | 1 X PBS 1 ml Tween 20 (0.1 %) 및 3 ml Triton-X-100 (0.3 %)1 | ||
| X PBTB (1L) | X PBT 1 | ||
| X PBTTB (1L) | % 탈지유 1 X PBTT |