Method Article

Klonowanie funkcjonalne przy użyciu systemu ekspresji oocytów Xenopus

DOI:

10.3791/53518

January 30th, 2016

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Opisujemy system oocytów i czapeczek zwierzęcych Xenopus do klonowania ekspresji genów zdolnych do wywołania odpowiedzi w kompetentnej ektodermie i omawiamy techniki późniejszej analizy takich genów. System ten jest przydatny w funkcjonalnej identyfikacji szerokiej gamy produktów genowych.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Identyfikacja genów odpowiedzialnych za indukcję embrionalną stawia wiele wyzwań; by wymienić tylko kilka, wydzielane cząsteczki mogą być mało obfite, mogą nie być wydzielane, ale przywiązane do komórki sygnalizacyjnej (komórek sygnałowych), lub mogą wymagać obecności partnerów wiążących lub cząsteczek regulatorowych znajdujących się przed nimi. W związku z tym, w poszukiwaniu produktów genowych zdolnych do wywołania wczesnej odpowiedzi indukcyjnej soczewki u kompetentnej ektodermy, wykorzystaliśmy system klonowania ekspresji, który pozwoliłby na identyfikację czynników parakrynnych lub jukstakrynowych, a także białek transkrypcyjnych lub innych białek regulatorowych. Pule mRNA wstrzyknięto do oocytów Xenopus, a reagującą tkankę umieszczono bezpośrednio na oocytach i poddano wspólnej hodowli. Po funkcjonalnym klonowaniu ldb1 z biblioteki cDNA na etapie płytki nerwowej w oparciu o jej zdolność do wywoływania ekspresji markera wczesnego plakodu soczewki foxe3 w ektodermie zwierzęcej z kompetentną soczewką, scharakteryzowaliśmy wzorzec ekspresji mRNA i oznaczyliśmy progresję rozwojową po nadekspresji lub knockdownie ldb1. System ten jest odpowiedni w bardzo wielu różnych kontekstach, w których dąży się do identyfikacji induktora lub jego cząsteczek regulatorowych na wczesnym etapie łańcucha dostaw za pomocą odpowiedzi funkcjonalnej w kompetentnej tkance.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Zaawansowane podejścia genetyczne do identyfikacji genów będących przedmiotem zainteresowania na podstawie ich funkcji lub utraty funkcji1,2 są integralną częścią zrozumienia złożonych zdarzeń wzorcowych w rozwoju. W połączeniu z potężnymi technikami genetyki odwrotnej dostępnymi dla coraz szerszego wachlarza systemów i badaczy3-5, możliwe jest teraz zidentyfikowanie genów odgrywających kluczową rolę funkcjonalną w szlaku, a następnie wyjaśnienie, które funkcjonują na poziomie komórkowym i w interakcji z innymi produktami genowymi. Jednym z podejść do funkcjonalnej identyfikacji genów będących przedmiotem zainteresowania, które przyniosło wiele kluczowych odkryć w przeszłości, jest klonowanie ekspresji6,7.

Naszym ostatnim celem8 było zidentyfikowanie wczesnych czynników indukcyjnych soczewki, ponieważ wykazano, że początkowe etapy procesu indukcji soczewki kręgowców zachodzą już w stadium gastruli. W tym celu użyliśmy przejściowo kompetentnej ektodermy9 zwierzęcych czapek (etap 11-11,510) zarodków Xenopus jako tkanki reagującej na indukcję oraz oocytu Xenopus stadium VI jako źródła produkcji czynników indukujących.

Poniższy protokół opiera się na protokołach klonowania wyrażeń i selekcji sib Smitha i Harlanda6,7, z powodzeniem używanych również przez innych11-13. W naszym systemie ekspresji oocytów (po raz pierwszy wykorzystanym do produkcji czynników indukujących przez Lustiga i Kirschnera14) wybierane i identyfikowane są pule wstrzykniętych transkryptów zdolnych do bezpośredniego lub pośredniego powodowania oocytów do wytwarzania czynników wywołujących odpowiedź indukcyjną soczewki w ektodermie kapsowej zwierząt w postaci czapeczki zwierzęcej. Ponieważ system jest przydatny do bezpośredniej ekspresji wydzielanych cząsteczek indukujących (mRNA INHBB wstrzyknięte do oocytów powoduje indukcję mezodermy w ektodermie8 zwierząt kompetentnych dla mezodermy), pierwotnie spodziewaliśmy się, że procedura przesiewowa będzie przydatna głównie do identyfikacji czynników parakrynnych. Ponieważ jednak zidentyfikowaliśmy czynnik jądrowy na naszym ekranie (ldb18), jasne jest, że system może być używany do identyfikacji szerokiej gamy cząsteczek, takich jak transkrypcyjne lub translacyjne czynniki regulatorowe, miRNA, kofaktory lub czynniki jukstakrynowe.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wszystkie procedury eksperymentalne zostały zatwierdzone przez Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt Uniwersytetu Wirginii.

Uwaga: Rysunek 1 pokazuje schematyczny przegląd procedur eksperymentalnych.

1. Przygotowanie oocytów

  1. Samice X. laevis przed zaszczepieniem ze 150 j. gonadotropiny surowicy ciężarnej klaczy (PMSG) na około tydzień przed izolacją oocytów. Wstrzyknąć 1 ml 150 j./ml PMSG do grzbietowego worka chłonnego za pomocą sterylnej strzykawki o pojemności 1 ml z igłą 29 G.
  2. Przygotować roztwory do wstrzyknięcia oocytu i testu oocyty-kapturek.
    1. Przygotować wolne od Ca++/Mg++ OR2 (OR2-): 82 mM NaCl, 2,5 mM KCl, 1,5 mM Na2HPO4, 50 mM HEPES pH 7,2.
    2. Przygotować OR2: OR2- plus 1 mM CaCl2 i 1 mM MgCl2.
    3. Przygotować OCM: 60% Leibovitz L15, 0,4 mg/ml BSA, 100 μg/ml Gentamycyny, pH 7,8.
    4. Przygotuj 1x MBS: 88 mM NaCl, 1 mM KCl, 0,7 mM CaCl2, 1 mM MgSO4, 5 mM HEPES (pH 7,8), 2,5 mM NaHCO3.
    5. Przygotuj 3% Ficoll w 1x MBS.
    6. Przygotować 1x NAM: 110 mM NaCl, 2 mM KCl, 1 mM Ca(NO3)2, 1 mM MgSO4, 0,1 mM EDTA, 1 mM NaHCO3, 2 mM Na3PO4, pH 7,4.
  3. Znieczulić samicę w 0,03% roztworze soli metanosulfonianu 3-aminobenzoesanu etylu (MS222) w 0,1 x MBS (najpierw rozpuść 0,3 g MS222 w 10 ml 95% etanolu, a następnie rozcieńczyć w 1 l 0,1 x MBS), umieszczając żabę w roztworze na 10 - 15 minut lub do momentu, gdy przestanie reagować.
    1. Sprawdź, czy znieczulenie zostało zakończone, obracając znieczuloną żabę na plecy, aby upewnić się, że nie reaguje (niecałkowicie znieczulone żaby poruszają kończynami lub przewracają ciało).
  4. Chirurgicznie wyizoluj fragmenty jajnika, wykonując nacięcie brzucha przez skórę i ścianę ciała za pomocą ostrza skalpela, izolując tkankę jajnika za pomocą kleszczy i nożyczek. Umieść fragmenty jajników w OR2-. Zamknij ścianę ciała jedwabnym szwem 3-0 na zakrzywionej igle 24 mm i zamknij skórę osobno tymi samymi szwami. Umożliwiają odzysk samicy w 1 g / L soli akwariowej w wodzie.
  5. Za pomocą cienkich kleszczyków rozerwij tkankę jajnika na małe (10 - 20 oocytów) kawałki i przenieś do świeżego OR2-.
  6. Odblokować fragmenty jajników w 2,0 mg/ml kolagenazy A w OR2- delikatnie mieszając na wytrząsarce przez 1 godzinę, przenosząc do świeżej kolagenazy i mieszając przez dodatkową godzinę.
  7. Umyj oocyty 10 razy w OR2 [zawierającym Ca++/Mg++], odrzucając mniejsze oocyty.
  8. Umyj oocyty w OCM dwa razy i przenieś do świeżego OCM. Wyizoluj oocyty w stadium VI według wielkości po oględzinach i odrzuć niedojrzałe (mniejsze) oocyty: oocyty w stadium VI są większe niż niedojrzałe oocyty z równomierną pigmentacją w półkuli zwierzęcej i mają średnicę około 1,2-1,4 mm.
  9. Przed wstrzyknięciem należy utrzymać oocyty w temperaturze 18 - 20 °C w OCM. Uwaga: Szalki Petriego pokryte agarozą mogą być używane w celu zminimalizowania przywierania oocytów do szalki.

2. Wstrzykiwanie transkrypcji bibliotecznych

  1. Przygotuj kierunkową bibliotekę cDNA15 przy użyciu RNA wyekstrahowanego na odpowiednim etapie rozwoju (na przykład stadium płytki nerwowej 1410). Kup bibliotekę cDNA lub skonstruuj ją za pomocą komercyjnego zestawu zgodnie z przeglądem w czterech poniższych krokach.
    1. Wyizolować około 5 μg mRNA, używając produktu do wzbogacania o poli(A)+ RNA (patrz tabela materiałów) i postępując zgodnie z instrukcjami producenta. Uwaga: Transkrypty, które mają być użyte do wytworzenia biblioteki cDNA, mogą być ograniczone do tkanki indukującej (takiej jak płytka nerwowa, po mikrodysekcji pożądanej tkanki) lub mogą pochodzić z całych zarodków na określonym etapie.
    2. Wyprodukuj cDNA za pomocą komercyjnego zestawu, postępując zgodnie ze wskazówkami producenta.
    3. Związać około 20 ng cDNA do wektora dołączonego do zestawu handlowego lub innego odpowiedniego wektora. Odpowiedni wektor plazmidowy obejmuje sekwencje zapewniające stabilność mRNA, takie jak sekwencje 5' β-globiny i 3 sekwencje poli(A) (pCS2+, pTnT, pCS105).
    4. Przekształć ligację w kompetentne komórki bakteryjne przy użyciu zalecanego przez dostawcę protokołu transformacji szoku cieplnego.
      Uwaga: Alternatywnie, kolekcja klonów z otwartą ramką odczytu (ORFeome) jest dostępna na rynku i może być używana do generowania transkrypcji do wstrzyknięcia.
  2. Przygotuj 10 pul plazmidów o złożoności 103 do 104 (104 do 105 całkowitej złożoności). Odpowiada to 10 płytkom z 1 000 - 10 000 kolonii każda.
    1. Hodowlę z biblioteki płytek na 10 15-centymetrowych płytkach LB-ampicyliny, wzrost 12 - 18 godzin w temperaturze 37 °C i zebranie kolonii z każdej z nich przez delikatny nacisk za pomocą szklanego rozsiewacza w 7 ml LB.
    2. Przygotować bulion glicerolowy z 0,5 ml (dodać do 0,2 ml sterylnego glicerolu i przechowywać w temperaturze -20 °C), a pozostałe 6,5 ml wykorzystać do przygotowania DNA za pomocą standardowego, dostępnego w handlu zestawu do minipreparatyki DNA, postępując zgodnie ze wskazówkami producenta.
  3. Linearyzować zgrupowany plazmidowy DNA (1,0 - 2,0 μg) za pomocą odpowiedniego enzymu restrykcyjnegotrawienia 16 w temperaturze 37 °C przez 1 - 1,5 godziny. Wyizolować zlinearyzowane DNA za pomocą ekstrakcji fenol/chloroform, a następnie wytrącić etanol i ponownie zawiesić w wodzie zgodnie ze specyfikacją zastosowanego zestawu polimerazy RNA. Zsyntetyzuj sens RNA za pomocą komercyjnego zestawu polimerazy RNA zgodnie ze wskazówkami producenta.
  4. Przygotować igły do mikroiniekcji (za pomocą ściągacza igieł ze szklaną rurką kapilarną) o średnicy około 20 μm; zmierzyć końcówki igieł pod mikroskopem złożonym za pomocą skalibrowanego mikrometru ocznego. Uwaga: Ustawienia ściągacza igieł muszą być empirycznie określone, aby wyprodukować igłę z cienką końcówką, tak aby po złamaniu drobnymi kleszczami dawała pożądany rozmiar końcówki.
  5. Przygotować (wepchnąć glinę w jednolitą warstwę na dnie naczynia) wyłożone gliną szalki Petriego o wymiarach 35 x 10 mm z równoległymi rowkami, aby utrzymać oocyty na miejscu podczas mikroiniekcji; wykonać rowki za pomocą sondy Mall lub pipety Pasteura stopionej na końcówce w płomieniu. Jako alternatywę dla gliny przygotuj naczynia agarozowe, wykonując wgłębienia za pomocą formy elastomerowej17. Przenieś oocyty za pomocą pipety o szerokim otworze do 3% Ficoll w 1X MBS (około 2 ml) w rzędach w naczyniach wyłożonych gliną.
  6. Za pomocą mikrowstrzykiwacza napełnij igłę 1 ng/nl RNA i wyreguluj równowagę, aby wytworzyć lekkie dodatnie ciśnienie (aby zapobiec tworzeniu się cytoplazmy oocytów).
  7. Wstrzyknąć oocyty z około 20 nl RNA w regionie równikowym. Odczekaj 1 godzinę, aż wstrzyknięte oocyty pozostaną w Ficoll-MBS, a następnie delikatnie przenieś do 1x MBS. Inkubować przez 8–24 godziny w temperaturze 20 °C przed badaniem czapek u zwierząt.

3. Test na czapeczkę zwierzęcą

  1. Przygotuj 3/4x NAM i uzyskaj cienkie kleszcze, pętlę do włosów, zakrzywione fragmenty szkiełek nakrywkowych, gliniane naczynia z wgłębieniami w kształcie miseczek do przechowywania oocytów. Wykonaj zakrzywione fragmenty szkiełka nakrywkowego, rozbijając szklane szkiełka nakrywkowe na małe fragmenty (około 1 - 2 mm x 2 - 4 mm) i przechodząc przez płomień, aż krawędzie wypolerują się i opadną, tworząc zakrzywiony kawałek.
  2. Zapłodnić jaja X. laevis 18 poprzez in vitro lub naturalne krycie i hodowlę do etapów gastruli (10 - 11 godzin po zapłodnieniu w RT) w 0,1x MBS przed sortowaniem według etapów; zebrać zarodki w połowie gastruli (stadium 11 - 11,5)10.
  3. Przenieś zarodki na szalkę Petriego wypełnioną mniej więcej do połowy z 3/4x NAM. Za pomocą dwóch par cienkich kleszczy usuń błonę zapłodnienia (witelinę) z gastrulae.
  4. Przenieś oocyty do 3/4x NAM (około 2 ml) w naczyniach wyłożonych gliną i unieruchamiaj w indywidualnych wyciskach w glinie, wytwarzając wyciski w celu pomieszczenia poszczególnych zarodków, jak opisano powyżej.
  5. Przenieś zarodki do wyłożonych gliną naczyń i odetnij kapelusze zwierząt z gastrulae za pomocą dwóch par cienkich kleszczy. Należy uważać, aby wyizolować tylko ektodermę czapeczki zwierzęcej, a nie tkankę równikową18.
  6. Umieść zwierzęcą czapkę na półkuli zwierzęcej każdego oocytu, tak aby wewnętrzna powierzchnia kapturka zwierzęcia stykała się z oocytem. Trzymaj rekombinanty razem, nakładając zakrzywiony szklany fragment szkiełka nakrywkowego i wywierając nacisk w dół na szkło, spłaszczając ektodermę, gdy szkiełko nakrywkowe styka się z gliną (nakrętki zwierzęce mogą pozostać otwarte z wewnętrzną warstwą wystawioną na powierzchnię oocytu przez 6 - 8 godzin lub dłużej).
    Uwaga: Alternatywnie umieść czapkę zwierzęcia w glinianym wgłębieniu jej wewnętrzną powierzchnią skierowaną do góry i umieść oocyt na czapce; Zabezpiecz rekombinant małymi przedłużeniami gliny.
  7. Hodowla w temperaturze 20 °C do momentu, gdy zarodki kontrolne osiągną pożądane stadium do oznaczenia.
  8. Oddzielić rekombinant, usuwając szkiełko nakrywkowe/glinkę i izolując ektodermę za pomocą kleszczy i pętli do włosów.
  9. Utrwal fragmenty ektodermalne przez 1 godzinę w MEMFA (3,8% formaldehydu w MEM [0,1 M MOPS pH 7,4, 2 mM EGTA i 1 mM MgSO4]).
  10. Przenieść fragmenty (i zarodki kontrolne) z MEMFA do etanolu i przechowywać w temperaturze -20 °C.

4. Analiza odpowiedzi w ektodermie przez hybrydyzację in situ (ISH)

  1. Przygotuj rozwiązania dla ISH.
    1. Przygotuj 1x PBS: 0,01 M sól fizjologiczna buforowana fosforanem, NaCl 0,138 M, pH 7,4
    2. Przygotowanie PBS-Tween (PTw): 1x PBS, 0,1% Tween-20
    3. Przygotuj 100x roztwór Denharta: 2% BSA, 2% poliwinylopirolidon, 2% Ficoll
    4. Przygotuj bufor hybrydyzacyjny: 50% formamidu, 5x SSC, 1 mg/ml RNA drożdży torula, 1 μg/ml heparyny, 1x roztwór Denharta, 0,1% Tween-20, 0,1% CHAPS, 10 mM EDTA, DEPC-H2O
    5. Przygotuj bufor kwasu maleinowego (MAB): 100 mM kwas maleinowy, 150 mM NaCl, pH 7,5
    6. Przygotuj MAB + blok: MAB, 2% odczynnik blokujący (podgrzać do 60 °C do rozpuszczenia)
    7. Przygotuj bufor fosfatazy alkalicznej (AP): 100 mM Tris pH 9,5, 50 mM MgCl2, 100 mM NaCl, 0,1% Tween, dH2O
  2. Przygotuj sondę RNA.
    1. Korzystając z komercyjnego zestawu polimerazy RNA i mieszanki dig-NTP, dodaj do probówki o pojemności 1,5 ml (reakcja 50 μl): 25,5 μl DEPC-H2O, 10 μl 5X buforu transkrypcyjnego, 2,5 μl 10x mieszanka dig-NTP, 5 μl 100 mM DTT, 2 μl RNAsin, 2 μl zlinearyzowana matryca DNA (~1 μg/μl), 3 μl polimerazy RNA i inkubować w temperaturze 37 °C przez 90 min.
    2. Dodać 2 μl polimerazy RNA i inkubować w temperaturze 37 °C przez 60 min.
    3. Sprawdź 2 μl reakcji na 1% żelu agarozowym.
    4. Dodać 1 μl DNazy RQ1 bez RNaz i inkubować w temperaturze 37 °C przez 20 minut.
    5. Wytrącić sondę, dodając 50 μl DEPC-H2O, 25 μl 10 M octanu amonu i 313 μl etanolu. Przechowywać w temperaturze -20 °C przez noc (O/N), a następnie odzyskać RNA przez odwirowanie w temperaturze 13 800 x g przez 20 minut. Umyć 500 μl 75% etanolu, krótko odwirować, usunąć etanol i pozostawić granulat do wyschnięcia na powietrzu. Dodać 50 μl DEPC-H2O.
    6. Dodać bufor hybrydyzacyjny do końcowego stężenia ~0,5 μg/μl.
  3. Przygotuj tkankę do hybrydyzacji. O ile nie zaznaczono inaczej, napełniać fiolki do góry przy każdej opisanej zmianie roztworu (około 4 ml).
    1. Usuń etanol z fiolek i przenieś zarodki do 75% etanolu/PTw, a następnie 50% etanolu/PTw przez 10 minut każdy, poziomo na wahaczu.
    2. Umyj trzy razy w PTw przez 5 minut na bujaku.
    3. Przenieść do 10 μg/μl Leczenie proteinazą K w PTw; rurki skalne pionowo 15 min.
    4. Płukać dwa razy po 10 min w 0,1 M Trietanoloamina pH 7,8 - rurki skalne pionowo.
    5. Dodaj 12,5 μl bezwodnika octowego do probówek i miel pionowo przez 5 min. Powtórz z dodatkowymi 12,5 μl bezwodnika octowego przez 5 min.
    6. Prać w PTw 5 min pionowo na bujaku.
    7. Ponownie napraw w 4% paraformaldehydzie 20 min na bujaku. Bufor do hybrydyzacji cieplnej do 60 °C.
    8. Umyj trzy razy w PTw przez 5 minut na bujaku.
    9. Usuń wszystkie oprócz ~1 ml PTw z każdej probówki i dodaj 250 μl buforu Hyb; delikatnie zakręć probówkami do wymieszania. Rury skalne w pionie 5 min.
    10. Zastąp roztworem Hyb Buffer o temperaturze 60 °C (0,5 ml) i delikatnie mieszaj w temperaturze 60 °C przez 10 minut. Zastąp świeżym buforem Hyb i mieszaj w temperaturze 60 °C przez dwie do 4 godzin.
    11. Podgrzej sondę (1 ml przy 0,5 μg/μl w buforze Hyb) do 60 °C (3 min). Usuń Hyb Buffer i dodaj sondę do probówek. Delikatnie mieszać O/N w temperaturze 60 °C.
  4. Przygotuj tkankę na przeciwciała.
    1. Ciepły bufor Hyb i 2x SSC + 0,1% roztwory Tween-20 do 60 °C.
    2. Zastąp roztwór sondy buforem Hyb (zachowaj sondy w temperaturze -20 °C do 2-3 razy ponownego użycia). Prać w temperaturze 60 °C przez 10 min.
    3. Umyć trzykrotnie w temperaturze 60 °C w 2x SSC-Tween (po 20 minut z mieszaniem).
    4. Prać trzykrotnie w temperaturze 60 °C w 0,2x SSC-Tween (po 20 minut z mieszaniem).
    5. Umyj dwa razy w MAB (RT) przez 15 minut każdy poziomo na bujaku.
    6. Dodać 1 ml MAB + blok. Prać 2 godziny pionowo na bujaku.
    7. Przenieść do 1 ml MAB + bloku zawierającego 1/2 000 Anti-digoxygenin-AP. Kołysz pionowo w temperaturze 4 °C O/N.
  5. Przygotuj tkankę do odczynnika barwiącego.
    1. Zastąp roztwór przeciwciała roztworem MAB; umyj trzy razy w MAB po 5 minut poziomo na kołysce.
    2. Umyj trzy razy w MAB po 1 godzinie, poziomo na bujaku.
    3. Umyj dwa razy w buforze AP po 10 minut poziomo na kołysce.
    4. Przenieś tkankę do wielodołkowej plastikowej tacki, usuń bufor AP i dodaj odczynnik BM Purple (~1 ml). Pozwól, aby reakcja postępowała w ciemności 5 minut do O/N.
    5. Po uzyskaniu odpowiedniego zabarwienia przenieś tkankę do fiolek z PTw. Umyj dwa razy po 10 minut w PTw na kołysce.
    6. Utrwalić w roztworze Bouina w temperaturze 4 °C O/N na wahaczu.
    7. Umyj Bouin's trzema praniami 70% etanolu/30% PTw w RT. Przejdź do przechwytywania obrazu za pomocą epi-illuminacji i kamery zamontowanej pod mikroskopem, wybielając w razie potrzeby18.

5. Wybór i klonowanie Sib

  1. Wybierz pulę o najwyższej aktywności (największa odpowiedź w tkance ektodermalnej).
  2. Miareczkować (rozcieńczyć LB do odpowiedniej gęstości) zapas glicerolu dla puli o najwyższej aktywności i pokryć dziesięć nowych płytek około jedną dziesiątą kolonii z poprzedniego etapu (stosując sekcję 2 w powyższym protokole).
  3. Zmniejsz rozmiar puli, dopóki aktywność nie zostanie przypisana do pojedynczej kolonii.
  4. Uzyskać sekwencję DNA przy użyciu standardowych starterów w wektorze.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

W odpowiedzi na ekspresję mRNA wstrzykniętego do oocytów, odpowiadająca tkanka kapturka zwierzęcego została przetestowana pod kątem ekspresji otx2 przez hybrydyzację in situ (Rysunek 2 i Tabela 1); otx2 jest wyrażony w przypuszczalnej ektodermie soczewki (PLE) od zamknięcia cewy nerwowej przez pogrubienie plakodu soczewki19. Ponieważ jednak otx2 ulega również ekspresji w ektodermie przednich neuronów, a także w ektodermie gło...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Opisana tutaj metoda funkcjonalnego klonowania genów zdolnych do wywołania odpowiedzi w kompetentnej ektodermie może być wykorzystana do identyfikacji szerokiego zakresu produktów genowych. Metoda ta rozszerza wcześniejsze prace, łącząc testy indukujące tkanki z technikami klonowania ekspresji. Wykorzystujemy szlaki metaboliczne oocytu Xenopus jako źródło produkcji czynników indukujących, bezpośrednio lub pośrednio, po wstrzyknięciu RNA. To, w połączeniu z zastosowaniem uznanych metod klonowania genu będącego pr...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ta praca była wspierana przez Grant Rozwoju Zawodowego dla C.Z.P. z Fundacji Uniwersytetu Shepherd. Autorzy pragną podziękować Brettowi Zirkle i Malii Deshotel za pomocne dyskusje na temat protokołów oraz dr Carol Hurney za hojną pomoc.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
12/101Badania rozwojowe przeciwciał Bank Hybridoma 12/101Przeciwciało monoklonalne do wykrywania tkanki mięśniowej
20x bufor SSCSigmaS6639dla
bezwodnika octowegoSigmaA6404dla ISH
Anti-Dig-APRoche 11093274910dla ISH
Aurum Plasmid Mini KitBio-Rad732-6400Oczyszczanie plazmidowego DNA
Odczynnik blokującyRoche11096176001dla ISH
BM PurpleRoche11442074001dla pieca
do hybrydyzacji ISH BoekelFisher Scientific13-245-121dla
roztworu ISH BouinaSigmaHT10132dla ISH
BSASigmaA9647dla OCM
CHAPSSigmaC3023dla ISH
Kolagenaza ARoche10103578001Defolikulacja oocytów
CysteinaSigmaC121800Zarodki Dejelly
DEPC-H2OFisher ScientificBP5611do
mieszanki znakowania ISH Dig-RNA11277073910do sond ISH
Kleszcze Dumont #5World Precision Instruments500233do koperty Vitelline usuwanie
3-aminobenzoesanu etyluSigmaA5040MS222 znieczulenie
Ficoll PM 400SigmaF4375do mediów iniekcyjnych
FormamidSigmaF9037dla ISH
Siarczan gentamycynySigmaG1914do
OCM Kapilary szklaneWorld Precision Instruments48783.5" długość, I,D, 0,530 mm
Szklane fiolki na próbkiFisher Scientific06-408Bdla ISH
PętlaWłosy umieszczone w pipecie Pasteura do manipulacji tkankami
Sól sodowa heparynySigmaH4784do
wtryskiwacza ISH Nanolitr 2010World Precision InstrumentsNanolitr 2010Mikrowtryskiwacz sterowany mikroprocesorem
Instant OceanCarolina972433Aquarium Sól do odzyskiwania żab
IRBG XGC Xenopus zweryfikowana pełnowymiarowa kamera cDNAŹródło Nauki biologiczne989_IRBGbiblioteka cDNA 
LB Płytki agarowe ze 100 &mikro; g/ml AmpicillinTeknovaL5004150 mm wstępnie wylane płytki LB-Amp do selekcji sib
LB Luria BrothTeknovaL8650LB do zbierania kolonii w selekcji sib z płytek i rozcieńczania kultur
Magnetyczny zestaw do izolacji mRNANew England BioLabsS1550Sdo izolacji RNA wzbogaconego w poli(A)
Kwas maleinowySigmaM0375dla ISH
Ręczny mikromanipulator MicrofilWorld Precision InstrumentsM3310RRęczny mikromanipulator
Mikser nutującyFisher Scientific22-363-152Rocker do ISH
PermoplastNascoSB33495MGlina do naczyń iniekcyjnych i preparacyjnych
buforowana fosforanemSigmaP5368dla ISH
PMSGSigmaG4877w celu stymulacji rozwoju oocytów
PoliwinylopirolidonSigmaPVP40dla
programowalnego ściągaczaWorld Precision InstrumentsPUL-1000Ściągacz igieł do mikropipet
Proteinaza KSigmaP6556dla ISH
pTnT VectorPromegaL5610Budowa biblioteki cDNA
System kombinowany rybosondyPromegaP1450in vitro transkrypcja
Indeks górny Pełnowymiarowy zestaw do budowy biblioteki cDNA LifeTechnologies18248013zestaw do budowy biblioteki cDNA
Szewy, jedwab 3-0Fisher Scientific19-037-516Nić i igła do szycia po usunięciu oocytów
Torula RNASigmaR3629dla ISH
TrietanoloaminaSigmaT1502dla ISH
Tween 20SigmaP9416dla
uniwersalnego systemu syntezy cDNA ryboklonuISH PromegaC4360Alternatywny zestaw do budowy biblioteki cDNA
Xenopus Pełne klony wejściowe ORF - ORFeomeCollaboration Źródło: Bioscience5055_XenORFeomeKlony ORFeome
XL2-Blue Ultrakompetentne komórkiAgilent Technologies200150do transformacji cDNA biblioteka
ISH do włosów Sól fizjologiczna ISH

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Yergeau, D., Kelley, C., Zhu, H., Kuliyev, E., Mead, P. Forward Genetic Screens in Xenopus. Using Transposon-Mediated Insertional Mutagenesis. Methods in Molecular Biology. 917, 111-127 (2012).
  2. Grainger, R. Xenopus tropicalis. as a Model Organism for Genetics and Genomics: Past, Present and Future. Methods in Molecular Biology. 917, 3-15 (2012).
  3. Nakayama, T., Fish, M., Fisher, M., Oomen-Hajagos, J., Thomsen, G., Grainger, R. Simple and Efficient CRISPR/Cas9-Mediated Targeted Mutagenesis in Xenopus tropicalis. Genesis. 51, 835-843 (2013).
  4. Ishibashi, S., Cliffe, R., Amaya, E. Highly efficient bi-allelic mutation rates using TALENs in Xenopus tropicalis. Biology Open. 1 (12), 1273-1276 (2012).
  5. Zhao, Y., Ishibashi, S., Amaya, E. Reverse Genetic Studies Using Antisense Morpholino Oligonucleotides. Methods in Molecular Biology. 917, 143-154 (2012).
  6. Smith, W., Harland, R. Injected Xwnt-8. RNA acts early in Xenopus. embryos to promote formation of a vegetal dorsalizing center. Cell. 67, 753-765 (1991).
  7. Smith, W., Harland, R. Expression cloning of noggin., a new dorsalizing factor localized in the Spemann organizer in Xenopus embryos. Cell. 70, 829-840 (1992).
  8. Plautz, C., Zirkle, B., Deshote, M., Grainger, R. Early stages of induction of anterior head ectodermal properties in Xenopus. embryos are mediated by transcriptional cofactor ldb1. Developmental Dynamics. 243 (12), 1606-1618 (2014).
  9. Servetnick, M., Grainger, R. Changes in neural and lens competence in Xenopus. ectoderm: evidence for an autonomous developmental timer. Development. 112, 177-188 (1991).
  10. Nieuwkoop, P., Faber, J. Normal Table of Xenopus laevis (Daudin). , Garland Publishing, Inc. New York and London. (1994).
  11. Lemaire, P., Garrett, N., Gurdon, J. Expression cloning of Siamois., a Xenopus. homeobox gene expressed in dorsal-vegetal cells of blastulae and able to induce a complete secondary axis. Cell. 81, 85-94 (1995).
  12. Lustig, K., Kroll, K., Sun, E., Kirschner, M. Expression cloning of a Xenopus T.-related gene (Xombi.) involved in mesodermal patterning and blastopore lip formation. Development. 122, 4001-4012 (1996).
  13. Hsu, D., Economides, A., Wang, X., Eimon, P., Harland, R. The Xenopus. dorsalizing factor Gremlin identifies a novel family of secreted proteins that antagonize BMP activities. Molecular Cell. 1 (5), 673-683 (1998).
  14. Lustig, K., Kirschner, M. Use of an oocyte expression assay to reconstitute inductive signaling. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 92, 6234-6238 (1995).
  15. Basic Methods in Cellular and Molecular Biology. Molecular Cloning. JoVE Science Education Database. , (2015).
  16. Basic Methods in Cellular and Molecular Biology. Restriction Enzyme Digests. JoVE Science Education Database. , (2015).
  17. Viczian, A., Zuber, M. Tissue Determination Using the Animal Cap Transplant (ACT) Assay in Xenopus laevis. J. Vis. Exp. (39), e1932(2010).
  18. Sive, H., Grainger, R., Harland, R. Early development of.Xenopus laevis.: A laboratory manual. , Cold Spring Harbor Laboratory Press Cold Spring Harbor. New York. (2000).
  19. Zygar, C., Cook, T., Grainger, R. Gene activation during early stages of lens induction in Xenopus. Development. 125, 3509-3519 (1998).
  20. Medina-Martinez, O., Jamrich, M. Foxe view of lens development and disease. Development. 134, 1455-1463 (2007).
  21. Amin, N., Tandon, P., Osborne, N. E., Conlon, F. RNA-seq in the tetraploid Xenopus.laevis. enables genome-wide insight in a classic developmental biology model organism. Methods. 66, 398-409 (2014).
  22. Gilchrist, M., Zorn, A., Voigt, J., Smith, J., Papalopulu, N., Amaya, E. Defining a large set of full-length clones from a Xenopus tropicalis EST project. Developmental Biology. 271, 498-516 (2004).
  23. Karpinka, J., et al. Xenbase, the Xenopus. model organism database; new virtualized system, data types and genomes. Nucleic Acids Research. 43, D756-D763 (2015).
  24. Zhang, S., Li, J., Lea, R., Amaya, E., Dorey, K. A Functional Genome-Wide In Vivo Screen Identifies New Regulators of Signaling Pathways during Early Xenopus Embryogenesis. PLoS ONE. , e79469(2013).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Xenopus Oocyte Expression SystemAnimal Cap AssayFunctional CloningmRNA InjectionEmbryonic InductionLens Placode MarkerIn Situ HybridizationOocyte IsolationTissue RecombinationDevelopmental Biology

Related Articles