Ten artykuł bierze za przykład transgenezę za pośrednictwem integrazy phiC31 u Drosophila i przedstawia zoptymalizowany protokół mikroiniekcji zarodka, kluczowy krok do tworzenia transgenicznych muszek.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Ten artykuł bierze za przykład transgenezę za pośrednictwem integrazy phiC31 u Drosophila i przedstawia zoptymalizowany protokół mikroiniekcji zarodka, kluczowy krok do tworzenia transgenicznych muszek.
Transgeneza u Drosophila jest podstawowym podejściem do badania funkcji genów na poziomie organizmu. Mikroiniekcja zarodka jest kluczowym krokiem w budowie muszek transgenicznych. Mikroiniekcja wymaga niektórych rodzajów sprzętu, w tym mikroiniektora, mikromanipulatora, mikroskopu odwróconego i mikroskopu stereoskopowego. Plazmidy wyizolowane za pomocą zestawu minipreparacyjnego plazmidu kwalifikują się do mikroiniekcji. Zarodki w stadium preblastodermy lub blastodermy syncytialnej, w których jądra mają wspólną cytoplazmę, poddaje się mikroiniekcji. Sitko komórkowe ułatwia proces dekorionacji zarodków. Optymalny czas dechorionacji i wysuszenia zarodków musi zostać określony doświadczalnie. Aby zwiększyć skuteczność mikroiniekcji zarodków, igły przygotowane za pomocą ściągacza muszą być ukosowane za pomocą młynka do igieł. W procesie mielenia igieł wykorzystujemy nożną pompę powietrza z manometrem, aby uniknąć efektu kapilarnego końcówki igły. Rutynowo wstrzykujemy 120-140 zarodków do każdego plazmidu i uzyskujemy co najmniej jedną linię transgeniczną dla około 85% plazmidów. W artykule tym wzięto za przykład transgenezę za pośrednictwem integrazy phiC31 u Drosophila i przedstawiono szczegółowy protokół mikroiniekcji zarodka w celu transgenezy u Drosophila.
Muszka owocowa Drosophila melanogaster jest niezwykle podatna na manipulacje genetyczne i analizę genetyczną. Transgeniczne muszki owocowe są szeroko stosowane w badaniach biologicznych. Od czasu opracowania na początku lat 80., transgeneza za pośrednictwem transpozonu elementu P była niezbędna do badań nad Drosophila1. W niektórych scenariuszach inne transpozony, takie jak piggyBac i Minos, były również używane do transgenezy u Drosophila2. Transgeny za pośrednictwem transpozonu są losowo wstawiane do genomu Drosophila, a poziomy ekspresji transgenów w różnych loci genomu mogą się różnić ze względu na efekty pozycji, a zatem nie można ich porównać2. Wady te zostały przezwyciężone przez transgenezę specyficzną dla miejsca, w której pośredniczy phiC313. Gen phiC31 bakteriofaga koduje integrazę, która pośredniczy w specyficznej dla sekwencji rekombinacji między miejscami attB i attP w Drosophila3. Wiele miejsc dokowania attP zostało scharakteryzowanych i jest dostępnych w Bloomington Drosophila Stock Center3,4,5,6,7,8,9.
System transgenezy phiC31 dla Drosophila jest szeroko stosowany przez społeczność much. Wśród miejsc dokowania attP, attP18 na chromosomie X, attP40 na drugim chromosomie i attP2 na trzecim chromosomie są zwykle preferowanymi miejscami integracji transgenu na każdym chromosomie, ponieważ transgeny w tych trzech miejscach wykazują wysoki poziom indukowanej ekspresji, mając jednocześnie niski poziom ekspresji podstawowej5. Ostatnio jednak van der Graaf i współpracownicy odkryli, że miejsce attP40, blisko locus genu Msp300, i transgeny zintegrowane z attP40 powodują grupowanie się jąder mięśni larwalnych u Drosophila10. W innym niedawnym badaniu Duan i współpracownicy odkryli, że homozygotyczny chromosom attP40 zakłóca normalną organizację kłębuszków nerkowych klasy neuronów receptora węchowego Or47b u Drosophila11. Wyniki te sugerują, że podczas projektowania eksperymentów i interpretacji danych należy uwzględnić rygorystyczne kontrole.
Drosophila jest idealnym organizmem modelowym do badania in vivo funkcji genów ze względu na krótki cykl życia, niski koszt i łatwość utrzymania. Genetyczne badania przesiewowe całego genomu opierają się na budowie bibliotek transgenicznych całego genomu w Drosophila12,13,14,15. Wcześniej wygenerowaliśmy 5551 konstruktów UAS-cDNA/ORF opartych na binarnym systemie GAL4/sekwencja aktywująca (GAL4/UAS), obejmujących 83% genów Drosophila konserwatywnych u ludzi w Drosophila Genomics Resource Center (DGRC) Gold Collection16. Plazmidy UAS-cDNA/ORF mogą być wykorzystane do stworzenia transgenicznej biblioteki UAS-cDNA/ORF u Drosophila. Wydajna technologia mikroiniekcji zarodków może przyspieszyć tworzenie bibliotek muszek transgenicznych.
W przypadku mikroiniekcji zarodkowej, końcówka igły jest zwykle złamana na szkiełku nakrywkowym17. W związku z tym igły często się zapychają lub powodują wyciek dużych ilości cytoplazmy, a gdy pojawiają się te problemy, należy zastosować nowe igły. Chociaż igły do ukosowania mogą zwiększyć wydajność mikroiniekcji, roztwór do mielenia dostaje się do ukosowanej końcówki podczas procesu mielenia. Roztwór mielący w skośnej końcówce nie odparowuje szybko w sposób naturalny; Dlatego igły nie mogą być używane do mikroiniekcji bezpośrednio po ukosowaniu. Czynniki te obniżają skuteczność zabiegów mikroiniekcji zarodków. Tutaj, używając jako przykładu transgenezy specyficznej dla miejsca za pośrednictwem phiC31, przedstawiamy protokół mikroiniekcji zarodka w celu transgenezy u Drosophila. Aby zapobiec przedostawaniu się roztworu do mielenia do igły, wykorzystujemy pompę powietrza do wywierania ciśnienia powietrza w igle, zapobiegając w ten sposób przedostawaniu się roztworu mielącego do skośnej końcówki. Igły skośne są gotowe do załadowania próbki i mikroiniekcji bezpośrednio po ukosowaniu.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Przygotowanie plazmidów
2. Ciągnięcie igieł
3. Igły do mielenia (Rysunek 1)
4. Przygotowanie pipet do ładowania plazmidów
5. Pobieranie zarodków
6. Zarodki dechorionujące
7. Ustawianie zarodków w kolejce
8. Wysuszanie zarodków
9. Mikroiniekcja zarodków
10. Zbieranie larw
11. Pozyskiwanie transgenicznych much
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Końcówka igły do iniekcji jest ściinana za pomocą szlifierki do igieł (Rycina 1). W ciągu jednej godziny można ściinać od 50 do 60 igieł. DNA jest mikroiniekcjonowane do tylnej części zarodka w stadium przedblastodermy lub syncytialnej blastodermy, kiedy jądra dzielą wspólną cytoplazmę (Rycyna 2A). Tylną część zarodka można łatwo zlokalizować na podstawie mikropylu znajdującego się w przedniej części zarodka (Rycina 2A). Zarodki w s...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W tym miejscu przedstawiamy protokół mikroiniekcji zarodka w celu transgenezy u Drosophila. W przypadku transgenezy specyficznej dla miejsca za pośrednictwem phiC31 wstrzyknęliśmy 120-140 zarodków dla każdego plazmidu i uzyskaliśmy co najmniej jedną linię transgeniczną dla około 85% plazmidów (Tabela uzupełniająca 2). Z naszego doświadczenia wynika, że plazmidowe DNA wyizolowane za pomocą zestawu do minipreparacji plazmidu wystarcza do transgenezy u Drosophila. Stężenia plazmidowego DNA...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Praca była wspierana przez Fundusz Badań Naukowych dla Talentów Wysokiego Poziomu, Uniwersytet Południowych Chin.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 100 μ m Sitko do komórek | NEST | 258367 | |
| Dwustronny klej 3M | 3M | 415 | |
| Szkło borokrzemowe | SUTTER | B100-75-10 | |
| Diamentowa płyta ścierna | SUTTER | 104E | |
| PŁONĄCY/BRĄZOWY Ściągacz do mikropipet | SUTTER | P-1000 | |
| Nożna pompa powietrza z manometrem | Shenfeng | SF8705D | |
| Olej halowęglowy 27 | Sigma | H8773 | |
| Olej halowęglowy 700 | Sigma | H8898 | |
| Mikroskop odwrócony | Nikon | ECLIPSE Ts2R | |
| Pompa mikroiniekcyjna | eppendorf | FemtoJet 4i | |
| Mikromanipulator | eppendorf | TransferMan 4r | |
| Mikropipeta Beveler | SUTTER | BV-10 | |
| Okulary nakrywkowe do mikroskopu (18 mm x 18 mm) | CITOLAS | 10211818C | |
| Szkiełka mikroskopowe (25 mm x 75 mm) | CITOLAS | 188105W | |
| szalka Petriego (90 mm x 15 mm) | LAIBOER | 4190152 | |
| Photo-Flo 200 | Kodak | 1026269 | |
| QIAprep Spin Zestaw do miniprepu | Qiagen | 27106 | |
| Stereo Mikroskop | Nikon | SMZ745 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.