이 프로토콜 우리가 표준화 하 고 몇 년 동안 모기와 집 파리의 hemolymph를 직접 핵 산의 특정 수량을 제공 하는 데 사용 하는 microinjection 방법을 설명 합니다. 이 프로토콜 최소 주입 죽음 귀착되 고 통치의 복용량 상관 측정을 허용 한다.
이 프로토콜 우리가 표준화 하 고 몇 년 동안 모기와 집 파리의 hemolymph를 직접 핵 산의 특정 수량을 제공 하는 데 사용 하는 microinjection 방법을 설명 합니다. 이 프로토콜 최소 주입 죽음 귀착되 고 통치의 복용량 상관 측정을 허용 한다.
RNA 간섭, 유도 하는 데 사용 하는 합성 dsRNAs 복용량 의존 phenotypic 효과 있을 수 있습니다. 이러한 효과 dsRNAs 비 양적 방법을 사용 하 여 배달 되는 경우를 정의 하기 어려운 있습니다. 알려진된 양의 핵 산 또는 다른 화학 물질의 정확한 전달이 테스트 중인 화합물의 효능을 측정 하 고 신뢰할 수 있는 비교 화합물 중요 합니다.
여기 우리는 일반적으로 사출 부상에 의해 유도 된 사망률 감소 dsRNA의 특정 복용량의 정확한 배달을 보장 하는 재현성, 양적 microinjection 프로토콜을 제공 합니다. 이러한 수정 Rhodamine B, 졸업된 주사 바늘의 추가 포함 하 고 향상 된 복구 방법 하면와 콜린스에서 빌린. 이 메서드는 복용량 응답의 계산을 허용 하 고 화합물 사이 비교를 용이 하 게. 이 메서드의 버전은 성공적으로 통치 유전자 리보솜 RNA 사본을의 입을에서 결과에 감소를 평가 하기 위해 모기 집 파리의 3 속에 사용 되었습니다.
이 프로토콜은 작은 곤충 microinjection의 몇 가지 과제를 줄이기 위해 전략을 제공 합니다. DsRNAs 시각적 확인 동반의 함께, 기계적 배달, 배달, 효과적인 위치 식별 및 포스트 주입 복구 기간 포함 정확한 먹이 지 고 낮은 부상 사망 확인 합니다. 이 프로토콜은 또한 통치에 대 한 효과의 유니폼 결정에 대 한 산란 검정을 설명합니다.
성인 dipterans에 작은 생체, 핵 산 등을 제공 하는 Culicidae와 Muscidae에도 전하실을 입증 했다. 불 임 (때 독점적으로 유전자를 대상으로 성인의 고환에 표현)과 사망률 (때 대상 SNF7 및 스테로이드 수용 체 coactivator) 애벌레 Aedes aegypti생산 dsRNAs의 구두 글귀 보고 되었습니다1,2 . 사망률 또한 애벌레 파리 자리 부채에 HSP70을 대상으로 관찰 되었습니다3. 그러나 이러한 phenotypic 효과,, 하지 설탕 식사4,5성인 Ae aegypti dsRNA 먹이 후 이어지고 있다.
Microinjection 때 병원 체 또는 핵 산, 그로 인하여 유도 하는 조직의 반응5,6,,78,9,10 소개는 midgut를 우회 하는 데 사용 되었습니다. . 몇몇 microinjection 기술은 존재 한다, 자동된 볼륨 배달 2.3 최저 허용 하는 마이크로프로세서 제어 인젝터 분사 볼륨의 시각적 측정을 필요로 하는 사내 생산된 기구에서 배열 하는 장비와 관련 된 nL 5 , 9 , 10 , 11. ribosomal mRNAs를 표적으로 하는 RNA 간섭 (RNAi) 트리거 절지동물 소 틱 Rhipicephalus microplus, 다양 한와 Culex pipiens, Aedes aegypti 모기 난소 개발 중단 그리고는 집에서 파리 파리 자리 부채5,9,,1213. 이러한 연구에서 산란의 장애 모니터링 종료 또는 자손의 표현 형 명단 수도는 접종의 효능을 결정 하기 위한 필수적 이었다. 이것은 같은 Wolbachia-비 전통적인 biocontrol 방법의 많은 것에서 중요 하 고 원하는 효과 남성 소개 (성적 비호 환성) 감염 및 RNAi 유도 무 균5은 대가족제 치명적인 표현 형의 형태 ,,914. 사망률과 통치를 추적 하는 것은 특성화 및 매우 구체적인 biorationals (자연적 사건 병원 체 그리고/또한 자연 파생 상품)15의 개발 필요.
이 프로토콜 제공 성인 모기와 집 파리;에 대 한 자세한 microinjection 기술 종종 잘 문학에서 설명 하는 프로세스입니다. 또한, 산란 검정 방법론 성인 dipterans에 dsRNA 효과 적절 하 게 평가 하는 설명 합니다. 이러한 프로토콜 Aedes aegypti 및 파리 자리 부채 를 위해 특별히 개발 되었다 그러나 다른 종에 대 한 수정할 수 있습니다.
1. 곤충 준비
2. 곤충 주입
3. aedes aegypti 사망률과 산란 검정
4. 파리 자리 부채 사망률과 산란 검정
모기에 dsRNA의 microinjection
이 microinjection 메서드는 여러 모기 속 (Aedes, Anopheles, Culex)에 걸쳐 유전자 발현, 사망률 및 산란 80 dsRNA 트리거에 대 한 응답을 평가 하 우리의 실험실에서 사용 되었습니다. Ae aegypti (ORL1952)의 식민지 변형에서 여성 dsRNA ribosomal 성적표 (참조 Estep 외. RPS6 및 RPL26에서에서 파생 된의 1 µ g 주입 dsRNA 생산 방법 및 시퀀스 데이터 5 ) 보여준 중요 한 다중 산란에 걸쳐 상대 식 (재)에서 감소 사이클 모기 제어 dsGFP 주사에 비해. Aedes aegypti 다시 2nd gonotrophic 주기 다음 측정 RPS6 식의 상당한 감소를 보여주었다 (P < 0.05) dsRPS6 같은 그룹 (그림 4)5 dsGFP 제어 스튜던트 t-검정에 의해 결정으로 주사 하는 모기에 .
통치는 여기 설명 된 산란 검정을 사용 하 여 개별 여성에서 평가 되었다. 3 일 후 주입 후 모기 혈액 공급, 개별 산란 컨테이너로 전송 완료를 허용 했다. 두 dsRPS6 Ae aegypti 취급에 대 한 첫 번째 gonotrophic 사이클에 대 한 평균 클러치 크기 크게 감소 (n = 102 여성, 1.3 ± 0.8 (평균 ± SE) 계란) 및 처리 하는 dsRPL26 (n = 86 여성, 4.0 ± 1.1 계란) dsGFP 주사에 비해 (n = 79 여성, 49.3 ± 3.5 계란 그림 5A). 두 번째 gonotrophic 주기 후 클러치 평가 또한 두 dsRNA 대우 그룹에 대 한 하지만 감소 효과 크기가 크게 감소 산란을 보였다. Ae aegypti 의 그룹 크기 변수 되었고 따라서 수단 분리 던의 테스트5에 의해 수행 됐다. 20-4 시간 사망률은 일반적으로 3% 이하로.
50 µ g 1에서 dsRPS6를 주입 하면 명확한 복용량 효력 관찰 되었다 여성 Ae aegypti, 및 클러치 크기 ng 25 ng/여성 dsRPS6 복용량 (그림 5B) 제외한 모든 주입 1 µ g/여성 dsGFP 컨트롤에 비해 크게 변화.
DsRNA 집의 microinjection 파리
식민지 파리 자리 부채 (정상 ORL)는 5 µ g의 dsRNA 구문 집 비행기 RPS6와 RPL26 증명서9에 대 한 설계와 함께 주입 했다. Ae aegypti에서 관찰 되었다 (그림 4 및 그림 5A)에 모두 특정 대 본 식 (RPS6 및 RPL26)의 상당한 감소와 클러치 크기 감소 관찰 되었다. 다시 중요 한 감소 같은 그룹의 dsGFP 제어 스튜던트 t-검정에 의해 결정 되었다 (P < 0.05) Holm Sidak 테스트 다른 M. domestica 에 대 한 클러치 크기 사이 의미를 결정 하는 데 사용 되었다 치료 그룹. DsGFP 파리를 먹이 틴데일 비스코 규모9에 별 정상 vitellogenin 증 착 했다 동안 난소 해 dsRPS6 및 dsRPL26 치료 감소 oogenesis를 보였다.

그림 1: 성인 모기 및 집 파리 microvolumes를 제공 하기 위한 Microinjection 설치. 주사는 현미경 슬라이드에서 진정 테이블 준비 냉 취 곤충에 수행 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 2: Ae aegypti 및 M. domesticaMicroinjection 사이트. (A) 성인 Ae aegypti 는 mesokatepisternum의 중간 1/3에 주입 됩니다. (B) 성인 M. domestica 는 mesopleuron에 주입 됩니다. 화살표는 주사의 사이트를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 3: 산란 검정 설치. (A) Ae aegypti 산란 분석 결과 산란 기판, 얇은 명주 그물 및 10% 자당 흠뻑 목화와 함께 출장으로 씨앗 발 아 종이 컵. (B) 성인 여성 M. domestica 산란 분석 결과 컨테이너에서와 음식 (A), 물 (B), 그리고 애벌레 미디어 (C). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 4: Ae aegypti M. domestica 종의 dsRNAs 주사에서 RPS6의 상대 식입니다. Aedes aegypti 와 M. domestica 어느 제어 dsRNA (dsGFP)의 각각 1과 5 µ g을 주입 했다 또는 dsRNA 성적표 각 곤충에서 RPS6 또는 RPL26에 대 한 설계. 상당한 감소 (P < 0.05) RPS6의 식 모기와 파리 dsRPS6와 주입 파리 dsRPL26 (별표로 표시 된) 주사에 의해 관찰 되었다. 오차 막대는 평균 ± SE 나타내고 기본 열 번호 검사는 개인의 수를 나타냅니다. 이 그림 Estep 외 에서 수정 되었습니다. 5 와 Sanscrainte 외. 9. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 5: Ae aegypti 및 M. domestica 종의 dsRNAs 주사의 평균 클러치 크기입니다. (A) 계란 증 착 크게 감소 했다 (P < 0.05) Ae aegypti 에 어느 컨트롤의 각각 1과 5 µ g의 주사 후 M. domestica dsRNA (dsGFP) 또는 dsRNA 각 곤충에서 RPS6 또는 RPL26 성적에 대 한 설계. 별표는 같은 그룹의 dsGFP 컨트롤에서 상당한 차이 나타냅니다. 오차 막대는 평균 ± SE 나타내고 기본 열 번호 검사는 개인의 수를 나타냅니다. 이 그림 Estep 외 에서 수정 되었습니다. 5 와 Sanscrainte 외. 9. Ae aegypti 1000 ng/암 으로부터 50 ng/여성 dsRPS6 주사의 (B) 복용량 곡선 dsGFP 주입 동료에 비해 통치에 상당한 절감을 보여줍니다 (50, 100, 및 1000 ng/여성). 오차 막대는 복용량 당 36-81 개별 유기 체에서 평균 ± 95 %CI 나타냅니다. 문자로 포인트 대표 그룹 간의 중요 한 차이 (P < 0.05) ANOVA로 식별. 이 그림 Estep 외 에서 수정 되었습니다. 5. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
Microinjection 전달의 dsRNA 또는 다른 biorationals (즉, 살충제, 바이러스, microsporidia) 하는 귀중 한 실험실 기술입니다. 많은 실험실 microinjection를 수행 하는 동안 정확한 양을 주입 명확 하지 않습니다 종종 배달 시스템의 기술적인 제한으로 인해 하지 직접 측정된11의 배달된 볼륨은. 배달된 볼륨 및 농도 EC50 등 IC50 표준 독성 측정의 계산을 허용 하는 중요 한 매개 변수 또는 정의 최소한의 효과적인 복용5,16. 이것이 성인 곤충을 먹이로 납품 귀착되 지 않는다 항상 원하는 입자에 조직의 노출 및 건너는 midgut 실제 복용량은 불분명5에 RNAi를 사용 하 여 기능 연구에서 특히 중요 합니다.
Microinjection 프로시저 수 있지만 처음 도전, 연습과 인 내와 함께 속도 배달 정확도에 급속 한 개선 달성 된다. 주입 절차 자체를 지배 하는 것은 시간 투자 하지만, 성취, 일단 절차 생산 하 고 반복 가능한 결과의 상해 사망률 < 3%. 능력 300 모기의 수 주입을 증가 하거나 1 일 파리 성공적인 주사의 비율 증가 합니다.
Microinjection 과제 중 많은 사용 되 고 바늘 예정 이다. 적절 한 모 세관 바늘 브레이크 포인트와 팁 각도 결정 절차의 도전적인 측면 고 특정된 종족에 대 한 가장 효과적인 오프닝 크기를 확인 하려면 몇 가지 시행 착오를 요구 한다. 모기 microinjection (~ 150 µ m)에 대 한 가장 유용한 벌금 바늘이 너무 작아 반대로, 큰 바늘에는 파리 (~ 250 µ m)에서 작동 되도록 광범위 한 부상을 손상 작은 모기 여 동안 파리에 주입 하는 더 큰 볼륨을 신속 하 게 제공 그리고 허용 되지 않는 주입 사망률입니다. 무딘 팁 깨진 바늘은 종종 조직 손상과 사망률 증가 없이 표 피를 통해 얻을 수 어렵습니다. 곤충 비늘 이나 조직 조각 막힐 수 있습니다 바늘 실험의 과정을 통해 그것은 종종 여러 바늘 뽑아 교체가 필요한 경우 도움이 그래서. 우리는 쉽게 걸린 또는 더럽혀진 바늘을 취소 하려고 시간을 보내고 하는 것 보다 어려운 바늘을 교체 하는 것을 발견 했다.
실패 한 주사 (2.14-2.15 단계 참조) 제거 될 수 있도록 주입 솔루션 입력 곤충을 관찰 하는 것이 중요 합니다. 주입 솔루션 rhodamine B 또한 감기 개최 곤충 적절 한 먹이 지 수신 고 (단계 2.7 참조) 연습 하는 동안에 특히 유용 명확한 시각을 제공 합니다.
여기에 제시 된 주입 및 산란 검정 방법 성공적으로 유전자를 유도 해야 성인 Ae aegypti 에 M. domestica 에 대 한 종의 ribosomal 설계 dsRNAs를 사용 하 여 최저이 고 측정 가능한 phenotypic 효과 성적 증명서 (그림 4 및 그림 5A) 또한, 정확 하 게 개인에 게 microvolumes를 제공 하는이 방법의 능력 복용량 응답 곡선이 물자의 적은 양을 위해 생성 될 수 있습니다 (최저 50 ng; 그림 5B)입니다. SiRNAs 심사 같은 방법을 위해 특히 유용 또는 dsRNAs, 이러한 분자의 대량 생산으로 비용 금지 일 수 있다.
이 메서드는 주입에 의해 어떤 배달 버퍼는 무해 하지 확인 한 후 생물 학적 에이전트 (바이러스, 박테리아, microsporidia) 또는 화학 살충제를 주입 하 수정할 수 있습니다. 로 배달 볼륨 집중 생산 곤충의 크기에 의해 제한 됩니다 테스트 솔루션은 중요 합니다.
DsRNA 효능을 적절 하 게 평가 하려면 치명적인 고기만 자손에서 매니 페스트 수 있습니다으로 산란을 추적할 필요가 있다. 여기에 제시 된 대로 blooding 후 여성 Ae aegypti 를 별도로 들고 개별 클러치 크기 결정에 대 한 허용 하 고 동일한 개인에 추가 테스트를 할 수 있는 (즉, 유전자 표현 연구, 산란의 다운스트림 추가 gonotrophic 사이클, 조직의 특정 최저) 유전자 발현 같은 다른 측정을 가진 생식 출력을 연결할. M. domestica 그룹 응답에 일반적으로 oviposit, 선동을 격리 벗 파리는 매우 노동 집약적인 하지 개인17의 큰 숫자에 대 한 실용적. 따라서, 평균 클러치 크기를 결정 하는 방법을 제시 합니다.
여기에 제시 된 microinjection 메서드 모기와 집 파리를 일관 된 체계 배달을 제공 합니다. 사망률과 산란 생물 검정 추적와 결합, 이러한 다양 한 도구 사용할 수 있습니다 작은 RNA 분자, 생물 학적 에이전트 및 전통적인 살충제의 transcriptional phenotypic 효력을 평가 하기 위해 구두 배달 가능한 아니다.
모든 저자는 직원 또는 미국 농 무부 또는 국방부의 계약자. 이 원고 공무의 과정 동안 만들어진 이며 공개 도메인에 법률에 의해. 표현 작가의 의견을 대표 하 고 미국 정부에 의해 공식적인 위치 또는 지지를 대표 하지 않는다. 상용 제품의 언급은 하지 사용에 대 한 추천입니다.
저자 감사 Hanayo 아리 (미 해군), 다 나 존슨, 루시 리, 그리고 록 시 화이트 (미국 농 무부-ARS)에 대 한 데이터 수집 및 분석 도움이. 우리 또한 감사 박사 피아 Olafson (미국 농 무부-ARS), 애 우 (플로리다 대학) 원고와 니클라우스 Hostettler (플로리다 대학)의 중요 한 검토에 대 한 현미경 영상 촬영. 자금 USDA, 해군 및 해병대 부 대 보건 센터, 그리고 배포 전쟁 전투기 보호 프로그램의 WII-141 C 프로젝트에 의해 제공 했다. Funders는 디자인 또는 연구의 방향 또는 원고의 개발에 아무런 역할을 했다.
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