Hier presenteren we een protocol om Cricket eieren te injecteren, een techniek die als basismethode dient in vele experimenten in de cricket, inclusief, maar niet beperkt tot, RNA-interferentie en genomische manipulatie.
Methodenartikel
Hier presenteren we een protocol om Cricket eieren te injecteren, een techniek die als basismethode dient in vele experimenten in de cricket, inclusief, maar niet beperkt tot, RNA-interferentie en genomische manipulatie.
Het veranderen van de genfunctie in een zich ontwikkelende organisme staat centraal in verschillende soorten experimenten. Terwijl enorm krachtige genetische hulpmiddelen zijn ontwikkeld in traditionele modelsystemen, is het moeilijk om genen of boodschapper RNA (mRNA) in de meeste andere organismen te manipuleren. Tegelijkertijd zijn evolutionaire en vergelijkende benaderingen gebaseerd op een verkenning van de genfunctie in veel verschillende soorten, waardoor de ontwikkeling en aanpassing van technieken voor het manipuleren van expressie buiten de huidige genetisch Tractable Soort(en). Dit protocol beschrijft een methode voor het injecteren van reagentia in Cricket-eieren om de effecten van een bepaalde manipulatie op embryonale of larvale ontwikkeling te testen. Instructies voor het verzamelen en injecteren van eieren met afgeschuurd naalden worden beschreven. Deze relatief ongecompliceerde techniek is flexibel en mogelijk aanpasbaar aan andere insecten. Men kan verzamelen en injecteren van tientallen eieren in een enkel experiment, en de overlevingskansen voor buffer-only injecties verbeteren met de praktijk en kan zo hoog zijn als 80%. Deze techniek zal verschillende soorten experimentele benaderingen ondersteunen, waaronder injectie van farmacologische agentia, in vitro afgetopte mRNA om genen van belang te uiten, dubbel-streng RNA (dsRNA) om RNA-interferentie te bereiken, het gebruik van geclusterd regelmatig intergespreide korte palindroom herhalingen (CRISPR) in overleg met CRISPR-geassocieerde proteïne 9 (Cas9) reagentia voor genomische modificatie, en transposeer bare elementen om voorbijgaande of stabiele transgene lijnen te genereren.
Het vermogen om het genoom te wijzigen of de genexpressie in organismen te beïnvloeden is de basis voor het ontwerp van vele soorten experimenten die functionele causaliteit testen. Het is ook van cruciaal belang voor het vergelijkende en evolutionair relevante werk dat genomische en niet-genomische wijzigings technieken beschikbaar zijn in organismen buiten traditionele genetische laboratorium systemen voor diermodellen (bijv. Mus musculus, Danio rerio, Drosophila melanogasteren Caenorhabditis elegans). Of het nu gaat om het verlangen om de organisatorische diversiteit1 of iemands naleving van het principe van Krogh te begrijpen, dat er voor elke biologische vraag een organisme is dat het meest geschikt is voor zijn oplossing2,3, de mogelijkheid om genomen te wijzigen of invloed van de genexpressie is essentieel voor moderne experimentele ontwerpen.
De cricket gryllus krekel is een opkomend modelsysteem. Gebruikt voor de vorige eeuw in neuroethologie experimenten4, de laatste twee decennia zijn getuige geweest van een toegenomen experimentele interesse in de cricket, met name gericht op de evolutie en ontwikkeling van dit organisme5. De Cricket is een hemimetabolous insect dat basaal vertakt tot goed bestudeerde holometaboleuze insecten, zoals D. melanogaster en Tribolium castaneum6. Door zijn nuttige positie op de evolutionaire boom, zijn wetenschappers geïnteresseerd in het vragen van moderne, verfijnde experimentele vragen in dit insect, dat heeft geleid tot een groeiende interesse in het aanpassen van moleculaire gereedschappen voor het gebruik in G. krekel.
Injecties van moleculaire reagentia in Cricket eieren kunnen worden gebruikt voor genomische modificatie-experimenten en niet-genomische manipulaties van genexpressie in embryo's. Transgene G. krekel met EGFP-inserties is bijvoorbeeld gemaakt met behulp van de transposase piggybac7,8. Onderzoekers hebben met succes Knockout G. krekel gemaakt met behulp van zink-vinger nucleasen (zfns) en transcriptie Activator-achtige (tal) Effector nucleasen (Talens) om dubbel-gestrande pauzes in specifieke genomische regio's te introduceren9. Hoewel ZFNs en TALENs locatiespecifieke targeting mogelijk maken bij dieren buiten de grote vier modelsystemen, zijn deze reagentia snel overtroffen door het CRISPR/Cas9-systeem, dat eenvoudiger te gebruiken, efficiënter en zeer flexibel is10. Crispr is gebruikt in G. krekel voor de productie van Knock-out 11 evenals knock-in lijnen12,13 naast de genomische modificatie, kan dsRNA in eieren worden geïnjecteerd om mRNA-expressie op te nemen in het ontwikkelen embryo's, waardoor onderzoekers de rol van specifieke transcripten in de ontwikkeling14,15kunnen begrijpen. Enkele beperkte Details over het injecteren van Cricket eieren zijn eerder gepubliceerd12.
Hier beschrijven we een gedetailleerd protocol voor het injecteren van vroege G. krekel -eieren. Dit protocol is effectief en gemakkelijk aanpasbaar aan verschillende laboratorium instellingen, injectiematerialen en mogelijk aan andere insecten. Hoewel aanvullende Details voor het ontwerpen en implementeren van genomische modificatie en knockdown-experimenten elders zijn gepubliceerd12,13, zullen deze benaderingen uiteindelijk afhankelijk zijn van het injectie protocol dat hier wordt beschreven.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
1. hardware instellen en voorbereiden van materialen
Opmerking: Zie tabel 1 en tabel met materialen voor de bereiding van oplossingen, reagens en apparatuurgegevens.
2. naalden voor injectie maken
3. inzameling en bereiding van eieren
4. bereid de micro injector voor
5. injecties
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Krekels leggen gemakkelijk eieren in het vochtige materiaal en zorgen voor voldoende materiaal, zoals vochtig zand of vuil, om een groot aantal eieren te leggen. Dit is vooral effectief als krekels voor het eerst worden beroofd van eierlegmateriaal voor 8 – 10 h. eieren die in schoon zand worden gelegd, kunnen gemakkelijk worden gescheiden, opgevangen (Figuur 1b) en in op maat ontworpen Eier putten voor injectie worden geplaatst (figuur 1...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De twee belangrijkste uitdagingen met deze techniek zijn de gerelateerde kwesties van optimale naald grootte en overlevingskansen. Hoewel kleinere naalden overlevingskansen verbeteren, hebben naalden met smallere lumen een grotere mate van capillaire krachten op het werk, wat het waarschijnlijker maakt dat dooier in de naald zal bewegen waardoor het verstopt is. In het beste geval kunnen blokkades eenvoudig worden gewist door een ander ei te injecteren of door de naald te verwijderen zoals hierboven beschreven. Men kan o...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben niets te onthullen.
Het onderzoek dat in dit project werd gerapporteerd, werd gesteund door een institutionele ontwikkelings prijs (IDeA) van het National Institute of General Medical Sciences van de National Institutes of Health onder Grant Number P20GM10342 to HH3, en door NSF Award nummer IOS-1257217 aan Cge.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Fluorescent dissecting microscope | Leica | M165 FC | Stereomicroscoop met fluorescentie |
| External light source for fluorescence | Leica | EL 6000 | |
| Microinjector | Narishige | IM-300 | -Toebehoren kunnen omvatten Injection Needles Holder, Input Hose (met een slangkoppeling), AC-voedingskabel, voetschakelaar, siliconenrubber afdichting- |
| mCherry filter cube | Leica | M205FA/M165FC | Filter cube voor mCherry of soortgelijke rode kleurstof zal werken |
| Micromanipulator | World Precision Instruments, Inc. | M3301R | Gebruikt met Magnetic Stand (Narishige, Type GJ-8) |
| Magnetic stand | Narishige | MMO-202ND | |
| Pipette Holder (Needle holder) | Narishige | HD-21 | |
| Tubing to connect air source to microinjector | |||
| Egg well stamp | 3D printed | custom | 3D geprint op een Lulzbot Taz 5 met behulp van Poly Lactic Acid thermoplastic |
| Microwave | various | ||
| Incubator or temperature controlled room | various | Temperatures van 23,5-26 °C zijn nodig. | |
| Cricket food | various | katvoer of visvlokken zijn geschikt voedsel. | |
| Cricket water | vairous | Water kan in flesjes worden bewaard en aan krekels worden gegeven via wattenbolletjes | |
| Cricket shelter | arious | Behuizingsmaterialen kunnen kreukvrij papieren handdoeken of eierdozen zijn | |
| Glass capillary tubes | World Precision Instruments, Inc. | Item no. 1B100F-4 | Kwik-Fil™ Borosilicate Glass Capillaries, 100 mm lengte, 0.58 mm ID, 1.0 mm OD, met filament |
| Micropipette puller | Flaming/Brown | Model P-97 | Gedistribueerd door Sutter Instrument Co. |
| Beveller/Micro grinder | Narishige | Model EG-45/EG-400 | EG-400 omvat een microscoopkop |
| Petri dishes | CellTreat | Product code 229693 | 90 mm diameter |
| Play Sand | Sandtastik Products Ltd. | B003U6QLVS | Witte speelzand |
| Agarose | American Bioanalytical | AB000972 | Agarose GPG/LE ultrapure |
| Egg Strainer: Extra Fine Twill Mesh Stainless Steel Conical Strainers | US Kitchen Supply | Model SS-C123 | Poriegrootte moet tussen 0,5 - 1,0 mm zijn |
| Penicillin Streptomycin | Gibco by Life Technologies | Ref 15070-063 | Pen Strep |
| Plastic tweezers | Sipel Electronic SA | P3C-STD | Zwart Static Dissipative, 118 mm |
| Syringe filters, 25 mm diameter, 0.45 µm | Nalgene | 725-2545 | Gebruik met 1 mL spuit |
| 1 mL syringe, with Tuberculin Slip Tip | Becton Dickinson | 309602 | Gebruik met spuitfilter om Injection Buffer te filteren, Luer-Lok tip spuiten zouden ook werken |
| Air tank (optioneel) | Midwest Products | Air Works® | Draagbare luchttank |
| Rhodamine dye | Thermofisher | D-1817 | dextran, tetramethylrhodamine 10,000MW, |
| 20 mL loading tips | Eppendorf | Order no. 5242 956.003 | epT.I.P.S. 20 μL Microloader |
| Compound microscope | Zeiss | Axioskope 2 plus | |
| 20x objective | Ziess | Plan-Apochromat 20x/0.75 M27 | |
| Camera | Leica | DMC 5400 | |
| Leica Application Suite software | Leica | LAS | Versie 4.6.2 gebruikt hier |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken
Toestemming aanvragen