여기에서는 유전자 기능 연구를 용이하게하기 위해 Bursaphelenchus xylophilus 에서 RNA 간섭에 대한 상세한 담그는 방법을 소개합니다.
방법 논문
여기에서는 유전자 기능 연구를 용이하게하기 위해 Bursaphelenchus xylophilus 에서 RNA 간섭에 대한 상세한 담그는 방법을 소개합니다.
소나무 선충류 인 Bursaphelenchus xylophilus는 전 세계적으로 가장 파괴적인 침입 종 중 하나이며 소나무의 시들음과 결국 죽음을 초래합니다. 그들의 경제적 및 환경적 중요성에 대한 인식에도 불구하고, 지금까지 기존의 전방 유전학 및 트랜스제닉 방법을 사용하여 식물 기생 선충류 (PPNs)의 상세한 유전자 기능을 연구하는 것은 불가능했습니다. 그러나, 역 유전학 기술로서, RNA 간섭 (RNAi)은 B. xylophilus 를 포함한 선충류의 기능적 유전자에 대한 연구를 용이하게합니다.
이 논문은 B. xylophilus에서 ppm-1 유전자의 RNAi에 대한 새로운 프로토콜을 간략하게 설명하며, 이는 다른 병원성 선충류의 개발 및 재생에 중요한 역할을하는 것으로 보고되었습니다. RNAi의 경우, T7 프로모터를 중합효소 연쇄 반응(PCR)에 의해 표적 단편의 5'-말단에 연결시키고, 이중 가닥 RNA(dsRNA)를 시험관내 전사에 의해 합성하였다. 이어서, dsRNA 전달은 선충류를 합성 신경자극제와 혼합된 dsRNA 용액에 담그면서 달성되었다. B. xylophilus (대략 20,000 개체)의 동기화된 청소년을 세척하고 25°C에서 어둠 속에서 24 h 동안 담금질 완충액 중의 dsRNA (0.8 μg/mL)에 담갔다.
동일한 양의 선충류를 대조군으로서 dsRNA가 없는 침지 완충액에 넣었다. 한편, 또 다른 동일한 양의 선충류를 대조군으로서 녹색 형광 단백질(gfp) 유전자 dsRNA와 함께 침지 완충액에 넣었다. 침지 후, 표적 전사체의 발현 수준은 실시간 정량적 PCR을 사용하여 결정하였다. RNAi의 효과는 표현형의 현미경 관찰과 그룹 간의 성인의 신체 크기 비교를 사용하여 확인되었습니다. 현재의 프로토콜은 B. xylophilus 및 기타 기생 선충류의 유전자 기능을 유전 공학을 통해 통제 전략을 개발하기위한 연구를 발전시키는 데 도움이 될 수 있습니다.
식물 기생 선충류 (PPN)는 식량 안보 및 산림 생태계에 대한 지속적인 위협입니다. 그들은매년 1,000 억 달러의 경제적 손실을 초래하며, 그 중 가장 문제가되는 것은 주로 뿌리 매듭 선충류, 낭종 선충류 및 소나무 선충류입니다. 파인우드 선충류인 Bursaphelenchus xylophilus는 소나무 시들음병의 원인균인 이주, 내구생 선충류입니다2. 그것은 전 세계적으로 소나무 숲에 큰 해를 끼쳤습니다3. Van Megen et al.4의 용어를 사용하여, B. xylophilus 는 Parasitaphelenchidae의 구성원이며 clade 10에 속하는 반면, 대부분의 다른 주요 식물 기생충은 clade 12에 속합니다.
독립적이고 최근에 진화 된 식물 기생충 인 B. xylophilus 는 비교 연구를위한 매력적인 모델입니다. 현재까지 clade 12에 속하는 뿌리 매듭 선충류와 낭종 선충류에 대한 상당한 연구가 있었으며, 이는 의무적이며 앉아있는 내생 기생충이며 가장 강렬하게 연구 된 선충류 중 일부입니다. 그러나이 중요한 분야에서 추가 연구를 수행하는 것은 중요한 도전과 함께 온다 : 기생 유전자의 기능은 연구 병목 현상이다. 기능적 연구는 일반적으로 자궁외 발현 및 녹다운 / 아웃 실험을 포함하지만 선충류에 대한 효과적인 유전 적 변형 프로토콜에 의존합니다. 결과적으로, PPN의 역유전학은 거의 독점적으로 RNAi에 의한 유전자 침묵에 의존한다.
진핵 세포에 널리 존재하는 메카니즘인 RNAi는 이중 가닥 RNA(dsRNA)5를 도입하여 유전자 발현을 침묵시킨다. 현재까지 dsRNA에 의해 유도되는 전사 후 유전자-침묵 메카니즘은 모든 연구된 진핵생물에서 발견되었으며, 기능적 유전체학 연구 및 기타 응용의 도구로서 RNAi 기술은 많은 유기체에서 급속히 발전해 왔다. 1998년6년 예쁜꼬마선충에서 RNAi 기계가 발견된 이래로, RNAi 기술은 선충류의 유전자 기능을 확인하는 효과적인 방법이 되었으며, 병원성 선충류7를 효과적으로 조절하는 새로운 방법으로 제안되고 있다.
RNAi는 기술적으로 facile-dsRNA에 청소년을 담그면 충분할 수 있다; 그러나, 이러한 접근법의 효능 및 재현성은 선충류 종 및 표적 유전자8에 따라 광범위하게 다양하다. 뿌리 매듭 선충류, 멜로이도인 인코그니타의 RNAi 경로에 관여하는 20개의 유전자의 침묵은 긴 dsRNAs를 트리거로 사용하여 조사되었으며, 그 결과 일부 유전자의 발현의 증가 및 변화 없음9를 포함한 다양한 반응을 초래하였다. 이러한 결과는 표적 유전자가 RNAi 녹다운에 다르게 반응할 수 있음을 보여주며, RNAi를 통한 선충류 조절을 위한 표적으로서의 적합성에 대한 철저한 평가가 필요하다. 그러나 현재 B. xylophilus의 발달 및 생식 생물학에 대한 연구가 부족합니다.
이전 연구10,11,12,13의 연속으로, 우리는 dsRNA의 합성, 합성 신경 자극제 담금질 및 정량적 중합 효소 연쇄 반응 (qPCR) 검출을 포함하여 B. xylophilus의 ppm-1 유전자의 기능을 연구하기 위해 RNAi를 적용하기위한 프로토콜을 여기에서 설명합니다. 이 실험적 접근 방식에서 얻은 지식은 기본적인 생물학적 시스템을 이해하고 소나무 시들음 질병을 예방하는 데 크게 기여할 것입니다.
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이 연구는 절강 농업 및 임업 대학의 동물 실험위원회에서 승인했습니다. B. xylophilus 분리 NXY61은 원래 중국 절강 성 닝보 (Zhejiang)11의 닝보 (Ningbo) 지역의 병든 Pinus massoniana에서 추출되었습니다.
1. 유전자 클로닝
참고: 이 프로토콜에 사용된 프라이머에 대한 자세한 내용은 자료표를 참조하십시오.
2. dsRNA의 합성
3. 담그기에 의한 RNAi
4. qPCR 검출
5. RNAi를 따르는 선충류 성인의 몸 길이 평가
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RNAi 후 B. xylophilus 의 ppm-1 발현 분석
GFP dsRNA와 표적 유전자 dsRNA로 침지시킨 B. xylophilus의 ppm-1 유전자의 상대적 발현량은 각각 0.92 및 0.52이었다(ddH2O 처리 대조군의 ppm-1 유전자 발현량은 1로 설정하였다)(도 1). 따라서, 외인성 dsRNA는 B. 크실로필루스의 ppm-1 발현에 아무런 영향을 미치지 않으며; 그러나, ppm-1 dsRNA는 표적 유전자의 발현을 효과적으로 억제할 수 있다.
ppm-1 ...
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B. xylophilus의 삶의 역사와 기생 환경은 다른 선충류의 삶과 다르지만,이 식물 병원균의 분자 병인에 대한 연구는 제한적이었습니다. C. elegans 및 기타 선충류에 CRISPR / Cas9 게놈 편집 기술을 적용하는 데 큰 진전이 있었음에도 불구하고 B. xylophilus에 적용된 RNAi 기술 만현재까지 17 일까지 발표되었습니다. RNAi는 선충류의 유전자 기능을 연구하는 데 사용할 수있는 가장 강력한 도구 중 하나이며 B. xylophilus 유전자 기능, 신호 전달 경로 및 유전자 치료18,19,20을 밝히는 연구에 널리 사용되었습니다. 무척추동물 모델에 사용되는 유전자 녹아웃 접근법과는 달리, 선충류에서 표적 유전자의 RNAi 매개...
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이해 상충은 선언되지 않았습니다.
이 연구는 중국 국립 자연 과학 재단 (31870637, 31200487)이 자금을 지원했으며 절강 핵심 연구 계획 (2019C02024, LGN22C160004)이 공동으로 자금을 지원했습니다.
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| <엠>Bursaphelenchus 실로필루스 | 해당 없음 | 해당 없음 | 이 나무의 번호는 NXY61이며, 원래 중국 저장성 닝보의 병균 Pinus massoniana에서 채취되었습니다. |
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