2016년 11월 14일
유전자 인코딩 히스톤 - miniSOG는 푸른 빛 의존적으로 게놈 전체의 유전 변이를 유도한다. 이 돌연변이 유발 방법은 빠르고 간단 독성 화학 물질의 자유, 앞으로 유전자 검사 및 유전자 통합에 적합합니다.
이 돌연변이 유발 프로토콜의 전반적인 목표는 간단한 LED 설정을 사용하여 청색광 의존성 반응성 산소 발생기 단백질을 발현하는 예쁜꼬마선충의 게놈 DNA를 돌연변이화하는 것입니다. 이 기술의 두 가지 주요 장점은 하나, 돌연변이 유발 프로토콜이 매우 간단하고 독성 화학 물질이 필요하지 않다는 것입니다. 둘째, 돌연변이 유발 제너레이터는 오랜 돌연변이 후에 입증되었습니다.
저는 처음에 이 방법에 대한 아이디어를 떠올렸고, ROS 생성 단백질이 유전성 돌연변이를 유도하는 데 사용된 적이 없다는 것을 깨달았습니다. 이 실험에서는 BNC 케이블을 사용하여 LED 조명 장치의 컨트롤러를 디지털 함수 발생기에 연결합니다. 맞춤형 홀더를 사용하여 무대 위 10cm에 LED 조명을 고정합니다.
이제 블루라이트가 주변에 노출되는 것을 제한하기 위해 설정을 부분적으로 덮되 무대에 열이 너무 많이 축적되지 않도록 합니다. 상단과 하단이 열린 맞춤형 단단한 플라스틱 덮개가 여기에 사용됩니다. LED가 작동하는 동안 빛이 매우 밝기 때문에 항상 레이저 보호 안경이나 선글라스를 착용하십시오.
이제 LED 컨트롤러의 레버를 내부로 전환하고 최대 전력의 65%로 설정합니다. 광도계를 사용하여 필요한 경우 조명의 강도를 조정하여 무대에서 연속 조명 중에 제곱 밀리미터당 2.0밀리와트가 되도록 합니다. 이 프로토콜의 경우 표준 조건에서 어두운 곳에서 빛에 민감한 변형을 유지합니다.
불필요한 빛 노출은 피해야 하지만 통과를 위해 할로겐 램프를 일상적으로 사용해도 돌연변이가 발생하지 않습니다. 우발적인 돌연변이가 우려되기 때문에 균주의 부분 표본을 처음 얻을 때 동결합니다. 돌연변이 유발을 위해 중앙에 약 25mm의 정사각형 구멍이 있는 60mm 플레이트에 맞는 여과지를 준비하고 파종되지 않은 플레이트에 놓습니다.
그런 다음 100마이크로리터의 100밀리몰 염화구리를 여과지 위에 골고루 분배하여 벌레가 정사각형 구멍을 떠나지 않도록 합니다. 이제, L4 단계 이후 약 12시간 후인 지렁이 접시에서, 임신성 젊은 성인 자웅동체를 골라서 접시의 중앙 사각형에 넣습니다. 그런 다음 LED와 함수 발생기를 켭니다.
그런 다음 LED 컨트롤러를 외부로 전환하여 함수 발생기로 제어하고 전력을 적절하게 설정하십시오. 함수 생성기에서 4Hz의 사인파를 생성합니다. 이제 플레이트를 스테이지로 옮기고 30분 동안 푸른 빛으로 벌레를 비춥니다.
치료 직후, 건강해 보이는 모든 벌레를 씨를 뿌린 접시에 옮깁니다. 이 벌레는 광선 치료 후 조정되지 않은 것처럼 보이지만 회복됩니다. 빛으로 처리된 벌레는 어두운 곳에 보관하십시오.
나중에 성인 F2 자손에서 비정상적인 형태나 행동을 확인하십시오. 120개의 돌연변이가 유발된 반수체 게놈에 해당하는 60개의 F1 플레이트에 대해 설명된 기술을 사용하여 전방 유전자 스크리닝을 수행했습니다. F2 웜이 있는 60개의 F1 플레이트 중 8개는 덤불같은 몸 모양, 조정되지 않은 움직임 또는 성인 치사율과 같은 눈에 띄는 표현형을 나타냈습니다.
이 F2 웜의 자손은 이러한 관찰 가능한 표현형을 유지했습니다. 이 화면에서 보이는 돌연변이의 수는 균주와 설정이 광유전학적 돌연변이 유발에 적절하게 작동하고 있음을 시사합니다. 돌연변이 유발 절차는 한 시간 이내에 완료할 수 있습니다.
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본 연구는 유전적으로 부호화된 histone-miniSOG를 활용하여 청색광 의존적 방식으로 게놈 전반에 걸쳐 유전 가능한 돌연변이를 유도하는 돌연변이 유발 프로토콜을 제시합니다. 이 방법은 간단하고 신속하며 독성 화학 물질을 사용하지 않으므로, 순방향 유전학 스크리닝 및 외래 유전자 삽입에 이상적입니다.
C. elegans에서 histone-miniSOG를 이용한 광유전학적 무작위 돌연변이 유발은 유해 화학 물질 없이 신속하고 유전 가능한 게놈 수정을 가능하게 하여, 초기 발견 워크플로우를 간소화합니다. 이 접근 방식은 고처리량 유전적 스크리닝과 트랜스진 통합을 지원하여 운영상의 장벽을 낮추고 포트폴리오 유연성을 높입니다. 이러한 안전성과 단순함 덕분에 이 방법은 전임상 연구의 기능 유전체학 및 타겟 검증을 위한 확장 가능한 도구로 자리 잡고 있습니다.
이 광유전학적 돌연변이 유발 방법은 초기 발견 및 타겟 검증 단계에 통합되어, 리드 물질 식별 및 전임상 모델 개발을 지원합니다.