Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Eksperymentalny i bioinformatyczny protokół do analiz sekwencyjnych RNA diapauzy fotoperiodycznej u azjatyckiego komara tygrysiego, Aedes albopictus

13.2K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/51961

⸱

30 listopada 2014

 ,  ,  ,  , 

W tym artykule

Podsumowanie

Analizy RNA-Seq stają się coraz ważniejsze dla identyfikacji molekularnych podstaw cech adaptacyjnych w organizmach niemodelowych. W tym miejscu opisano protokół identyfikacji genów o zróżnicowanej ekspresji między komarami Aedes albopictus z diapauzą i bez diapauzy, od hodowli komarów po sekwencjonowanie RNA i analizy bioinformatyczne danych RNA-Seq.

Streszczenie

Diapauza fotoperiodyczna jest ważną adaptacją, która pozwala jednostkom uciec od trudnych warunków sezonowych poprzez szereg zmian fizjologicznych, w szczególności zatrzymanie rozwoju i zmniejszony metabolizm. Globalne profilowanie ekspresji genów za pomocą RNA-Seq może dostarczyć ważnych informacji na temat mechanizmów transkrypcyjnych diapauzy fotoperiodycznej. Azjatycki komar tygrysi, Aedes albopictus, jest znakomitym organizmem do badania podstaw transkrypcyjnych diapauzy ze względu na łatwość hodowli, łatwą do wywołania diapauzę i dostępne zasoby genomowe. Niniejszy manuskrypt przedstawia ogólny eksperymentalny przebieg pracy w celu identyfikacji różnic transkrypcyjnych wywołanych diapauzą u A. albopictus. Udokumentowane są techniki hodowlane, warunki niezbędne do wywołania rozwoju diapauzy i bez diapauzy, metody szacowania procentowej diapauzy w populacji oraz ekstrakcja RNA i ocena integralności komarów. Przepływ pracy polegający na przetwarzaniu danych RNA-Seq z sekwenatorów Illumina kończy się listą genów o zróżnicowanej ekspresji. Reprezentatywne wyniki pokazują, że protokół ten może być wykorzystany do skutecznej identyfikacji genów regulowanych w różny sposób na poziomie transkrypcji u A. albopictus ze względu na różnice fotoperiodyczne. Przy niewielkich korektach ten przepływ pracy można łatwo dostosować do badania podstaw transkrypcji diapauzy lub innych ważnych cech historii życia u innych komarów.

Wprowadzenie

Szybki postęp w technologiach sekwencjonowania nowej generacji (NGS) dostarcza ekscytujących możliwości zbadania molekularnych podstaw szerokiego zakresu genetycznie złożonych adaptacji ekologicznych w szerokiej gamie organizmów niemodelowych1–3. Podejście to jest niezwykle skuteczne, ponieważ stanowi podstawę do badań genomiki populacyjnej i funkcjonalnej organizmów o szczególnie interesującej i/lub dobrze opisanej historii ekologicznej lub ewolucyjnej, a także organizmów o znaczeniu praktycznym, takich jak szkodniki rolnicze i wektory chorób. W związku z tym technologie NGS prowadzą do szybkich postępów w dziedzinie ekologii i mają p....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

1. Hodowla larw dwóch grup A. albopictus do osiągnięcia wieku dorosłego

  1. Ustaw dwie szafki fotoperiodyczne z programowalnym oświetleniem o temperaturze 21 °C, aby uzyskać optymalną ekspresję diapauzy16 i około 80% wilgotności względnej.
    1. Zaprogramuj jedną szafkę na cykl 16L:8D światło:ciemność (fotoperiod LD niewywołujący diapauzy). Ustaw drugą szafkę na cykl 8L:16D światło:ciemność (wywołujący diapauzę)13.
    2. Zaprogramuj "światła" włączone w tym samym czasie w obu szafkach, aby zsynchronizować czas okołodobowy między fotoperiodami.
  2. Oblicz ilość jaj potrzebną do przeprowadzenia ekspe....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Fluorometria dwóch reprezentatywnych próbek RNA wykazała dwa prążki o wielkości około 2,000 nt (Ryc. 1A, B). Owadzi rybosomalny RNA 28S składa się z dwóch łańcuchów polinukleotydowych połączonych wiązaniami wodorowymi, które są łatwo zrywane przez krótkotrwałe podgrzewanie lub odczynniki rozrywające wiązania wodorowe35. Powstałe dwa komponenty mają wielkość zbliżoną do rybosomalnego RNA 18S. Druga próbka RNA wykazała wysoki stopień degradacji (Ryc. 1B).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Protokół ten przedstawia metody odkrywania genów o zróżnicowanej ekspresji w wyniku fotoperiodycznie indukowanej diapauzy u A. albopictus. Protokół jest znaczący, ponieważ w unikalny sposób łączy hodowlę komarów i techniki bioinformatyczne, aby wszystkie eksperymentalne aspekty programu fizjologii molekularnej były dostępne dla początkujących użytkowników - w szczególności dla tych, którzy koncentrują się na fotoperiodycznej reakcji diapauzy. Istniejące metody, zgodnie z naszą wiedzą, nie dostarczają tak wielu s.......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Ta praca była wspierana przez grant National Institutes of Health 5R21AI081041-02 i Georgetown University.

....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Inkubator - Model 818Thermo-Scientific3751120 V
Pomieszczenie z kontrolowanym środowiskiemThermax ScientificN/APomieszczenie z kontrolowanym środowiskiem zbudowane zgodnie z niestandardowymi specyfikacjami przez Thermax Scientific Products. Większa alternatywa dla inkubatora. http://thermmax.com/
Cool Żarówka fluorescencyjnaPhilips3921834 W
szalka Petriego 100 mm x 20 mmFisher08-772-E
Bibuła filtracyjna 20,5 cmFisher09-803-6J
9,5 L WiadroPlastikanBway Produktyhttp://www.bwayproducts.com/sites/portal/plastic-products/plastic-open-head-pails/117
Użytkowe Moskitiera z tkaniny BiałaJoann10173292http://www.joann.com/utility-fabric-mosquito-netting-white/10173292.html
Pończochy ortopedyczneAlbahealth23650-040nr produktu 081420
Organiczne rodzynkiNewman's OwnUPC: 884284040255
Miseczki do składania jaj (brązowe)Fisher Scientific03-007-52Produkt to w rzeczywistości bursztynowa butelka o pojemności 125 ml, którą widzieliśmy na wierzchu.
Ręczniki papierowe z recyklinguSiódma generacja30BPT120
Modular Mates Kwadratowy zestaw Tupperware Tupperwarehttp://order.tupperware.com/pls/htprod_www/coe$www.add_items
Młynek do szkłaCorning Incorporated7727-2Te młynki do tkanek Tenbroeck rozbijają jaja i uwalniają RNA do odczynnika TRI.
Odczynnik TRISigma AldrichT9424Zastosuj 1 ml odczynnika TRI na 50-100 mg tkanki. Uwaga — Ten odczynnik jest toksyczny.
TURBO DNA-freeAmbion/Life TechnologiesAM1907Ten zestaw generuje większą wydajność niż tradycyjne leczenie DNazą, po którym następuje oczyszczanie fenolu/chloroformu, i jest prostszy w użyciu.
RNaseZapAmbion/Life TechnologiesAM9782Nakładać obficie na powierzchnie stołu i wszelkie urządzenia, które mogą mieć kontakt z próbkami RNA. Roztwór jest lekko zasadowy/, może powodować podrażnienia i jest szkodliwy po połknięciu.
2100 BioanalyzerAgilent TechnologiesG2939AAUmieść do 12 próbek RNA na jednym chipie.
Podajnik membranowy HemotekHemotek 5W1Ten system zapewnia 5 stacji karmienia, które mogą być używane jednocześnie. Zawiera zasilacz PS5 i przewód zasilający; 5 podajników FUI + zbiorniki na mączkę i oringi; Zatyczki plastikowe, membrana zasilająca kolagen Hemotek; Narzędzie do ustawiania temperatury; i narzędzie do wyjmowania wtyczek. Adres korespondencyjny firmy to: Hemotek Sp. z o.o.; Wydział 5 Sąd Związkowy; Droga Alana Ramsbottoma; Wielki Harwood; Lancashire, Wielka Brytania; BB6 7FD; Tel.: +44 1254 889 307.
Cyfrowy termometr i sondaHemotek Termometr MT3KFUMicroT3 i sonda KFU. Służy do ustawiania temperatury każdej jednostki podającej FUI.
Kurczak Krew pełna, niesterylna z cytrynianem soduPel-Freez Biologicals33130-1500 ml krwi zamrożono i przechowywano w 20 ml porcjach w temperaturze -80 ° C przez okres do 1 roku. Rozmrażaj krew w temperaturze pokojowej przez co najmniej 1 godzinę przed użyciem.

Bibliografia

  1. Bilyk, K. T., Cheng, C. H. C. Model of gene expression in extreme cold - reference transcriptome for the high-Antarctic cryopelagic notothenioid fish Pagothenia borchgrevinki. BMC Genomics. 14, 634(2013).
  2. Chapman, M. A., Hiscock, S. J., Filatov, D. A.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Przeglądaj więcej artykułów

Analiza RNA-Seqindukcja diapauzyprofilowanie ekspresji genówskładanie transkryptomuanaliza ekspresji różnicowejekstrakcja RNAsekwencjonowanie Illuminaprzepływ pracy bioinformatycznej