$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Danio rerio (Danio rerio) to organizm kręgowców szeroko stosowany jako model do badania chorób, jak również do przedklinicznych testów hipotez terapeutycznych1,2,3. Zwierzęta te mają krótki czas generacji, są łatwe w obsłudze, wykazują wysoki wskaźnik reprodukcji, niski koszt i są łatwo podatne na manipulacje genetyczne poprzez mikroiniekcję DNA do zarodków4. Poprzez rosnący rozwój nowatorskich technologii transgenicznych i edycji genów, takich jak nukleazy palców cynkowych (ZFN)5, NAL podobne do efektorów (TALENs)6,7, oraz system Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR)/CRISPR-associated 9 (Cas9) system8, danio pręgowany ma szansę znacznie poprawić zrozumienie kilku stanów patologicznych. Technologie te zostały wykorzystane do stworzenia ukierunkowanych nokautów zarówno w komórkach somatycznych, jak i rozrodczych u danio pręgowanego, skutecznie rozmnażając genetycznie zmodyfikowane zwierzęta8. Najnowsze przykłady w literaturze obejmują pomyślny rozwój modeli genetycznych padaczki i zaburzeń metabolicznych u danio pręgowanego3,9,10,11,12.
Dzięki postępowi w edycji genomu danio pręgowanego, szybkie i niezawodne genotypowanie stało się niezaprzeczalnym krokiem ograniczającym szybkość. Identyfikacja specyficznych mutacji DNA sąsiadujących z przewidywanym miejscem docelowym edycji genomu jest niezbędnym etapem protokołu. Tradycyjnie, techniki genotypowania poprzez obcinanie płetw są zwykle wykonywane tylko u młodych lub dorosłych danio pręgowanego. Jednak czas spędzony na hodowli danio pręgowanego do dorosłości (>2 miesiące) znacznie opóźnia postęp w badaniach. W wielu przypadkach dorosłość nie może zostać osiągnięta z powodu nokautu niezbędnych genów (np. w modelowaniu choroby) lub mutacji związanych ze wzmocnieniem funkcji, co prowadzi do szkodliwych skutków fenotypowych. Ponadto niektóre testy wymagają łączenia larw, takich jak ekstrakcja RNA lub metabolitów, a zatem wymagają wcześniejszej identyfikacji genotypów, co może być trudne, gdy dostępne są tylko techniki genotypowania post hoc. Powyższe przykłady podkreślają znaczenie technik genotypowania larw, które są jednocześnie precyzyjne i umożliwiają pełną regenerację i prawidłowy rozwój larw. Genotypowanie danio pręgowanego we wczesnym stadium nie wydaje się być obecnie szeroko stosowane; Znajduje to odzwierciedlenie w ostatnich publikacjach modeli chorób, w których genotypy larw są identyfikowane za pomocą genotypowania pośmiertnego, a nie genotypowania przed wykonaniem eksperymentu12,13,14. W artykule przedstawiono strategię obcinania płetw larw, mającą na celu ulepszenie wcześniej ustalonych procedur genotypowania.
W przeszłości strategie wykorzystujące trawienie proteinazy K do genotypowania żywych larw danio pręgowanego prowadziły do zmiennej wydajności reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR)15. Chociaż niedawno opublikowana technika mikroskopowej biopsji ogona dostarczyła bardziej obiecujących wyników16, my i inne grupy nie byliśmy w stanie odtworzyć wysokiej wydajności i odzyskiwania DNA zgłoszonego przez autorów. Poważnym niepowodzeniem protokołu opisanego przez Wilkinsona i wsp.16 może być transferem tkanki ogona do probówki PCR. Ze względu na mikroskopijne rozmiary trudno jest upewnić się, że płetwa została prawidłowo pobrana i dozowana przez pipetowanie. Aby rozwiązać tę barierę, opracowaliśmy ulepszony protokół genotypowania dużej liczby żywych larw danio pręgowanego z prawie 100% skutecznością9. Za pomocą mikroskalpela usuwa się końcówkę ogona płetwy i umieszcza na kawałku bibuły filtracyjnej. Kawałek bibuły filtracyjnej zawierający tkankę można łatwo zobrazować i prawidłowo umieścić w probówce PCR. Następnie przeprowadza się ekstrakcję genomowego DNA, a następnie amplifikację PCR regionu będącego przedmiotem zainteresowania w celu genotypowania próbki. Do zalet tej metody należy wysoka skuteczność PCR, niski odsetek wyników fałszywie dodatnich i niska śmiertelność. Dodatkowo przy użyciu tego protokołu możliwe jest genotypowanie dużej liczby zarodków. Opisany tu protokół pozwala na obcinanie płetw setkom larw w ciągu 2 - 3 godzin przy użyciu tego podejścia oraz prawidłową identyfikację zgenotypowanych ryb i regenerację ogona w ciągu dwóch dni.