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Plaqueamento de RNAi para alimentação de C. elegans: uma técnica para induzir a expressão de dsRNA alvo em E. coli

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30 de abril de 2023

Neste artigo

Resumo

Fonte: Kolundzic, E., et al. Aplicação de RNAi e expressão de fator de transcrição induzida por choque térmico para reprogramar células germinativas para neurônios em C. elegans. J. Vis.(2018).

Este vídeo descreve os princípios por trás do tratamento com RNAi em C. elegans e demonstra um protocolo para derrubar o lin-35 em uma cepa de verme transgênico.

Protocolo

Este protocolo foi extraído de Kolundzic, et al, Aplicação de RNAi e expressão do fator de transcrição induzido por choque térmico para reprogramar células germinativas para neurônios em C. elegans, J. Vis. Exp. (2018).

  1. Preparação da solução
    1. Placas de ágar NGM (1 L)
      1. Adicione 3 g de NaCl, 2,5 g de meio peptonada (por exemplo, Bacto-Peptone) e 20 g de ágar. Após a autoclavagem, adicione 1 mL de colesterol (5 mg / mL em estoque de EtOH a 95%), 1 mL de 1 M MgSO4, 1 mL de 1 M CaCl2, 25 mL de 1 M K2PO4 e 1 mL de anfotericina B (estoque de 2,5 mg / mL).
    2. Placas de RNAi de ágar NGM (1 L)
      1. Adicione 3 g de NaCl, 2,5 g de meio peptona e 20 g de ágar. Após a autoclavagem, adicione 1 mL de colesterol (5 mg / mL em estoque de EtOH a 95%), 1 mL de 1 M MgSO4, 1 mL de 1 M CaCl2, 25 mL de 1 M K2PO4, 1 mL de anfotericina B (estoque de 2,5 mg / mL), 1 mL de IPTG 1 M e 1 mL de carbenicilina (50 mg / mL).
    3. Ágar LB (1 L)
      1. Adicione 10 g de meio peptona, 5 g de extrato de levedura, 5 g de NaCl, 20 g de ágar, 10 mL de 1 M Tris pH 8,0. Adicione H2O a 1 L. Após a autoclavagem, adicione 1 mL de carbenicilina 50 mg / mL e 2,5 mL de tetraciclina 5 mg / mL.
    4. LB Médio (1 L)
      1. Adicione 10 g de meio peptona, 5 g de extrato de levedura, 5 g de NaCl e 10 mL de 1 M Tris pH 8,0. Adicione H2O a 1 L. Após a autoclavagem, adicione 1 mL de 50 mg / mL de carbenicilina.
    5. Tampão M9 (1 L)
      1. Adicione 6,0 g de Na2HPO4, 3 g de KH2PO4, 5 g de NaCl e 50 mg de gelatina. Antes de usar, adicione 1 mL de 1 M MgSO4.
    6. Solução clareadora (10 mL)
      1. Adicione 1 mL de NaClO e 2 mL de NaOH 5 N. Adicione H2O a 10 mL.
  2. Preparação de Placas de RNAi
    NOTA: C. elegans é tipicamente cultivado em laboratório em placas de Petri de 6 cm contendo 7,5 mL de ágar meio de crescimento de nematóides (NGM-Agar). Este protocolo é otimizado para vermes mantidos a 15 °C. Para preparar placas com NGM, use técnicas estéreis padrão para evitar contaminação fúngica e bacteriana. A seguir está o protocolo para preparar placas NGM suplementadas com reagentes para RNAi.
    1. Prepare placas de RNAi de ágar NGM de 6 cm contendo 1 mM de isopropil β-D-1-tiogalactopiranosídeo (IPTG) e 50 μg/mL de carbenicilina. Deixe-os secar por 24 a 48 h em temperatura ambiente no escuro12.
      1. Mantenha as placas de RNAi a 4 ° C no escuro. Não use se tiver mais de 14 dias.
    2. Selecione o clone de bactéria RNAi (Escherichia coli HT115) contendo o plasmídeo L4440 com a sequência de DNA do gene lin-53 do estoque de glicerol congelado da biblioteca de RNAi disponível em placas de ágar LB contendo 50 μg/mL de carbenicilina e 12,5 μg/mL de tetraciclina usando o padrão de estrias trifásicas. Cultive a bactéria a 37 °C durante a noite. Este clone permite a produção dependente de IPTG de lin-53 dsRNA na bactéria.
      1. Além disso, cultive bactérias de RNAi que contenham o plasmídeo L4440 sem nenhuma sequência gênica como controle de vetor vazio.
    3. No dia seguinte, escolha uma única colônia de lin-53 ou placas de ágar LB vetor vazias usando uma ponta de pipeta de 200 μL e inocule cada uma delas em um tubo de cultura separado contendo 2 mL de meio LB líquido suplementado com 50 μg/mL de carbenicilina. Cultive culturas durante a noite a 37 °C até atingirem uma densidade óptica (OD) a 600 nm de 0,6 – 0,8. Meça a DO usando um espectrofotômetro.
      CUIDADO: O meio LB líquido não deve conter tetraciclina em contraste com a placa LB-ágar usada para retirar as bactérias do estoque de glicerol, uma vez que a inclusão de tetraciclina durante a alimentação leva a uma diminuição da eficiência do RNAi.
    4. Adicionar 500 μL de cada cultura bacteriana (lin-53 ou vetor vazio) a placas de RNAi de ágar-NGM de 6 cm usando uma multipipeta. Incube as placas com a tampa fechada durante a noite em temperatura ambiente no escuro para secar. Durante esse tempo, o IPTG nas placas NGM induzirá a produção de dsRNA na bactéria.
      1. Use pelo menos 3 placas por cultura bacteriana por experimento. Isso fornecerá 3 réplicas técnicas para cada experimento.
    • Armazene placas de RNAi de ágar NGM secas com bactérias a 4 °C no escuro por até duas semanas.
  3. Preparação de C. elegans Cepa BAT28
  4. Manter a cepa de vermes BAT28 contendo os transgenes otIs305 [hsp-16.2prom::che-1, rol-6(su1006)] e ntIs1 [gcy-5prom::gfp] em bactérias OP50 usando placas de ágar NGM padrão a 15 °C.
    OBSERVAÇÃO: Para um protocolo detalhado sobre a cultura de nematóides, consulte. O rol-6 (su1006) é um alelo dominante e um marcador de injeção fenotípicacomumente usado 16 que causa o movimento típico de rolamento. É usado no transgene otIs305 para rastrear hsp-16.2prom::che-1.
    1. Manter a estirpe BAT28 a 15 °C em permanência para evitar a activação preventiva do transgene hsp-16.2prom::che-1. Reduza a exposição a temperaturas superiores a 15 °C enquanto manuseia a cepa o máximo possível.
  5. Para sincronizar os vermes com a idade, use a técnica de branqueamento.
    1. Lave as placas de ágar-NGM de 6 cm contendo adultos e ovos de BAT28 usando tampão M9 de 900 μL. Vermes de pellets centrifugando a 900 x g por 1 min. Remova o sobrenadante.
    2. Adicione 0,5 a 1 mL de solução clareadora e agite o tubo por aproximadamente 1 min até que os vermes adultos comecem a se abrir. Monitor usando um estereomicroscópio padrão.
    3. Vermes da pelota centrifugando em 900 x g por 1 min. Remova o sobrenadante.
    4. Lave o pellet de minhoca 3 vezes adicionando 800 μL de tampão M9 e centrifugando a 900 x g.
    5. Coloque os ovos limpos em placas frescas de NGM semeadas com bactérias OP50. Cultive uma população branqueada de bactérias OP50 a 15 °C até atingirem o estágio L4 (aproximadamente 4 dias). As larvas L4 podem ser reconhecidas por uma mancha branca aproximadamente na metade do lado ventral do verme usando um estereomicroscópio padrão.
      OBSERVAÇÃO: Para atingir o fenótipo de conversão de células germinativas em neurônios após a depleção de lin-53, ele precisa ser esgotado na geração parental (P0). A pontuação para o fenótipo de conversão é realizada na geração seguinte (geração filial F1). Para atingir o esgotamento da lin-53 já no P0, os animais L4 são submetidos ao RNAi.
  6. Transfira manualmente 50 vermes de estágio L4 por réplica usando um fio de platina para uma placa NGM que não contenha nenhuma bactéria e deixe os vermes se afastarem de qualquer bactéria OP50 transferida. Deixe as minhocas se moverem no prato por cerca de 5 minutos. Use bactérias das placas de RNAi NGM-Agar previamente semeadas com bactérias de RNAi lin-53 (ou controle de vetor vazio) para transferir para as respectivas placas de RNAi.
    1. Evite transferir bactérias OP50 para as placas de RNAi reais. Trabalhe rápido para minimizar o tempo de exposição da cepa a temperaturas superiores a 15 °C.
  7. Incubar vermes em placas de RNAi NGM-Agar a 15 ° C por aproximadamente 7 dias até que a progênie F1 dos vermes atinja o estágio L3 - L4. Eles podem ser claramente separados dos animais P0, pois são maiores e mais grossos que a progênie F1.
    1. Verifique visualmente sob um estereomicroscópio padrão se os vermes da progênie F1 mostram o fenótipo da vulva saliente (pvul), conforme mostrado na Figura 1. O RNAi contra o lin-53 tem efeitos pleiotrópicos e causa o fenótipo pvul, que pode ser usado para avaliar se o RNAi contra o lin-53 foi bem-sucedido.
      NOTA: O RNAi contra lin-53 também pode causar letalidade de embriões F1. Este efeito aumenta se as placas forem expostas a graus superiores a 15 °C antes de os animais atingirem o estádio L3 – L4. Embriões mortos podem ser reconhecidos pelo desenvolvimento interrompido e pela falta de eclosão.
    2. Incube as placas no escuro, pois o IPTG é sensível à luz.

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Resultados

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Figura 1: Fenótipo Pvul causado por RNAi contra lin-53. (Topo) Imagem DIC de vermes da progênie F1 em estágio L4 / adulto jovem derivados de mães tratadas com controle ou lin-53 RNAi. Barras de escala = 20 μm. (Abaixo) Animais tratados com lin-53 RNAi exibem o fenótipo da vulva saliente (pvul) (pontas de setas pretas). O fenótipo pvul confirma que o RNAi contra lin...

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Produtos químicos
Agar-Agar, Kobe IRothRolamento 5210.1
bactopeptona A. Hartenstein GmbH211 677Mídia Peptonada
Extrato de levedura AplicaçãoA1552,0100
Anfotericina BUSBiologicalA2220
CaCl2Merck Biociências208290
ColesterolRoth8866.2
GelatinaRothRolamento 4275.3
IPTGsigma15502-10G
K2PO4RothT875.2
KH2PO4Roth 3904.2
MgSO4VWR25.163.364
Na2HPO4RothPág. 030.1
NaClRoth9265.1
NaClORoth9062.3
NaOH (5 N)Roth KK71.1
TrisRothAE15.2
CarbenicilinaRoth634412
TetraciclinaRoth2371.2
Incubadoras
Incubadora Sanyo MIR-55534210para manutenção de cepas de vermes a 15 °C ou 25 °C
Microscópios
EstereomicroscópioSMZ745Nikon
Cepas bacterianas
Escherichia coli HT115F-, mcrA, mcrB, IN(rrnD-rrnE)1, rnc14::Tn10(LISOGÊNIO DE3: lavUV5promotor -T7 polimerase) (polimerase T7 induzível por IPTG) (RNAseIII menos).
Escherichia coli OP50 Cepa de E. coli auxotrófica de uracila
Cepas de vermes
BAT28: otIs305 (hsp16.2prom::che-1::3xHA) ntIs1 (gcy-5prom::gfp) V.derivado de OH9846 por 4x mais retrocruzamento com N2
RNAi Clones
LIN-53FonteBiociênciaID I-4D14Biblioteca Ahringer 16B07 ChromI, K07A1.12
vetor vazio: L4440Addgene #1654

Reimpressões e permissões

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Etiquetas

Transforma o de E coliPlasm deo L4440Bact rias HT115Placas de gar NGMIndu o por IPTGSele o por CarbenicilinaKnockdown do gene lin 53

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