December 4th, 2020
여기서, 우리는 NASOnia vitripennis에 있는 효율적인 pupal 및 성인 주사를 위한 방법을 태아 micro주입에 접근하는 대안으로, RNA 간섭 (RNAi) 또는 CRISPR/Cas9 게놈 편집을 통해 유전자 녹아웃을 통해 RNA 침묵을 사용하여 관심있는 유전자의 기능적 분석을 가능하게 하는 방법을 기술합니다.
기생 말벌과 같은 비표준 곤충 모델에 대한 연구는 배아 미세주입이 매우 까다롭기 때문에 제한적입니다. 우리의 방법은 이 문제를 우회하여 부위 특이적이고 유전 가능한 생식세포 돌연변이를 가능하게 합니다. 번데기나 성체 암컷에게 주사하는 것은 빠르며 성공적인 배아 미세주입을 달성하는 데 필요한 값비싼 장비나 전문 훈련이 필요하지 않습니다.
이 기술은 값비싼 장비에 접근할 수 없는 전문 실험실이 모델로 사용하는 곤충 종에 대한 기능 연구를 수행하는 것을 허용하지 않습니다. 최적화 후 이 방법은 Nasonia의 다른 많은 유전자의 기능적 유전학을 연구하는 데 사용할 수 있습니다. 우리는 또한 이 방법이 Nasonia 또는 다른 곤충의 유전자 변형을 위한 핵산을 전달하는 데 사용될 수 있다고 생각합니다.
약 20마리의 짝짓기를 한 암컷을 솜으로 연결된 작은 유리 시험관에 단독으로 설정하는 것으로 시작합니다. 튜브당 두 개의 S.bullata 숙주를 추가하고 말벌을 섭씨 25도, 상대 습도 30%로 2-3일 동안 12:12 라이트 다크 사이클로 유지합니다. 2-3일 후, 끝이 가는 브러시를 사용하여 암컷을 부드럽게 제거하여 지속적인 오버 포지션과 자손 발달의 동기화를 방지합니다.
제거된 암컷은 선택적으로 다시 호스팅하거나 최대 한 달 동안 섭씨 5도에서 보관할 수 있습니다. 기생하는 숙주를 섭씨 25도, 상대 습도 30%에서 12:12 밝은 어두운 주기로 원하는 주입 단계에 흰 번데기가 필요한 경우 7일 동안, 필요한 발달 단계가 검은 번데기인 경우 13일 동안, 새로 태어난 어린 성체의 경우 14일 동안 유지합니다. 원하는 단계에 도달하면 해부 바늘로 숙주 번데기를 깨서 열어 N.vitripennis 번데기와 성충을 회복합니다.
중앙에 학교 접착제를 한 줄로 펴서 유리 슬라이드를 준비합니다. 해부 바늘로 접착제를 펴서 번데기를 정렬하는 데 사용할 두꺼운 층을 얻습니다. 번데기를 옮기기 전에 접착제를 약 2분 동안 건조시키십시오.
해부 현미경으로 해부 바늘을 사용하여 번데기의 머리 뒤쪽에 접착제를 바릅니다. 번데기를 슬라이드의 접착제 층에 복부가 위를 향하도록 부착합니다. 슬라이드에 20-30마리의 번데기를 나란히 정렬합니다.
번데기와 페트리 접시가 있는 슬라이드를 놓고 접착제가 약 10분 동안 움직이도록 합니다. 주사를 시작하기 전에 해부 바늘로 번데기를 부드럽게 밀어 번데기가 접착제에 접착되는지 테스트하십시오. 번데기가 대부분 느슨해지면 새 슬라이드를 준비합니다.
또는 느슨한 번데기를 모두 제거하고 슬라이드에 제대로 부착된 번데기를 주입합니다. 모세관 유리관 하나를 바늘 풀러에 넣고 제조업체의 지침에 따라 바늘을 당깁니다. 마이크로로더 피펫 팁을 사용하여 준비된 주입 혼합물 5마이크로리터를 바늘에 로드합니다.
바늘을 열고 두 개의 겹치는 슬라이드로 만들어진 표면에서 팁을 밉니다. 또는 한 쌍의 미세한 집게로 바늘 끝을 열어 날카로운 모서리를 만듭니다. 정렬된 번데기가 있는 슬라이드를 해부 현미경 아래에 놓고 바늘을 펨토젯의 주입 튜브에 삽입하고 그립 헤드를 조입니다.
현미경으로 바늘을 보고 펨토젯을 켜고 회전 손잡이를 돌려 보상 압력 및 사출 압력 매개변수를 설정합니다. 두 번째와 세 번째 보이는 복부 분절 사이에 바늘을 약 30도의 수직 각도로 조심스럽게 삽입하십시오. 흰색 단계 번데기의 경우 복부 전체가 녹색으로 변할 때까지 또는 검은 번데기의 경우 복부 크기가 커질 때까지 연속적으로 주입합니다.
복부가 더 이상 액체를 섭취할 수 없다는 것이 분명하거나 액체가 몸 밖으로 흘러나오기 시작하면 주입을 중지하십시오. 다음 번데기로 조심스럽게 이동하고 이 단계를 반복합니다. 주입된 번데기가 있는 슬라이드를 페트리 접시에 옮깁니다.
접시를 뚜껑으로 덮고 말벌이 나올 때까지 섭씨 25도에 놓습니다. 성체 준비를 위해 20 명의 처녀 여성 그룹을 고운 페인트 브러시로 깨끗하고 작은 시험관에 분리합니다. 얼음 위에 유리 슬라이드를 놓고 해부 스코프 아래에서 복부가 위를 향하도록 콜드 슬라이드에서 여성을 나란히 정렬합니다.
마이크로로딩 팁을 사용하여 하나의 바늘에 리보핵단백질 용액을 로드하고 바늘을 흡인기 튜브 어셈블리의 커넥터 팩에 삽입합니다. 뭉툭한 해부 바늘로 반대쪽에서 암컷을 지지하면서 복부에 천천히 주입합니다. 산란관을 만지지 마십시오.
이것은 이 중요한 생식 구조를 심각하게 손상시킬 것입니다. 두 번째와 세 번째 보이는 복부 분절 사이에 바늘을 약 30도의 수직 각도로 조심스럽게 삽입하십시오. 용액을 여성의 복부에 주입하고 더 이상 액체가 들어갈 수 없거나 잉여 용액의 누출이 관찰되면 중지합니다.
다음 암컷으로 조심스럽게 이동하고 이 단계를 반복합니다. 완료되면 페인트 브러시를 사용하여 주입된 단일 암컷을 하나의 숙주가 있는 새 튜브로 부드럽게 옮깁니다. 실온에서 약 1시간 동안 회복하도록 방치한 후 생존을 확인한 후 튜브를 사육 인큐베이터로 되돌립니다.
주입 된 번데기에서 성충 제거 후, 단일 말벌을 면으로 막은 유리에 넣고 S.bullata 숙주 하나를 삽입하십시오. CRISPR/Cas9 녹아웃 실험의 경우, 암컷이 하루 동안 숙주에 기생하고 3일 연속으로 매일 숙주를 교체할 수 있도록 합니다. 기생한 숙주를 놓고 G0 수컷이 나올 때까지 섭씨 25도로 약 13-14일
동안 설정합니다.해부 현미경으로 G0 수컷에서 돌연변이 표현형을 스크리닝합니다. 진사 유전자는 눈 색소 침착의 원인이 됩니다. 갈색 눈을 가진 말벌은 야생형이고 밝은 빨간색 눈을 가진 말벌 또는 빨간색과 갈색 눈의 변형은 돌연변이입니다.
이 프로토콜은 번데기 또는 성체 미세주입에 사용할 수 있습니다. 이 절차의 생존율은 15%에서 100%입니다.힘든 난자 주입 없이 RNAi 또는 CRISPR을 통해 원하는 표현형을 달성하는 효율성이 여기에 나와 있습니다. 번데기 또는 성인 여성을 주사할 때 바늘은 날카로워야 하며 주입 직후 액체가 누출되지 않는 방식으로 도입되어야 합니다.
이 경우 바늘을 제거하고 팁이 가늘고 날카로운지 확인하고 필요한 경우 변경하거나 다른 위치에 주입하십시오. 이 절차에서 표적이 되는 관심 유전자에 대해 기능 분석을 수행할 수 있습니다. 이것은 유전자 기능과 유전자가 연구된 특정 표현형에 필요한지 여부에 대한 질문에 답할 것입니다.
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본 연구는 Nasonia vitripennis의 효율적인 번데기 및 성충 주사 방법을 제시하여, 전통적인 배아 미세 주사의 실용적인 대안을 제공합니다. 이 기술은 RNA 간섭(RNAi) 및 CRISPR/Cas9 게놈 편집을 통한 유전자의 기능 분석을 가능하게 합니다.
Functional genetic validation in non-canonical insect models is constrained by embryonic microinjection challenges, limiting target de-risking in early discovery. This pupal and adult injection method enables site-specific and heritable germline edits without specialized equipment, supporting scalable target validation workflows. It expands mechanistic screening capacity for parasitoid wasps and related species, improving predictive confidence in pathway interrogation.
The method integrates into early discovery workflows by enabling target hypothesis testing prior to lead identification, particularly for invertebrate-derived targets or symbiont-mediated mechanisms.