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Artigo de método

Visualizando e rastreando mRNAs endógenas em câmaras de ovo de Drosophila melanogaster ao vivo

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DOI:

10.3791/58545

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4 de junho de 2019

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Neste artigo

Resumo

Aqui, apresentamos um protocolo para a visualização, detecção, análise e rastreamento do tráfico endógeno de mRNA em câmara de ovo de Drosophila melanogaster ao vivo usando balizas moleculares, microscopia confocal de disco giratório e análise de código aberto Software.

Resumo

As técnicas de imagem com base em fluorescência, em combinação com a evolução da microscopia de luz, revolucionaram a forma como os biólogos celulares realizam estudos de imagem celular ao vivo. Os métodos para detectar RNAs expandiram-se extremamente desde que os estudos seminal lig a localização local-específica do mRNA ao Regulamento da expressão genética. Os processos dinâmicos do mRNA podem agora ser visualizados através das aproximações que detectam mRNAs, acoplados com os set-ups da microscopia que são rápidos bastante capturar a escala dinâmica do comportamento molecular. A tecnologia de baliza molecular é uma abordagem baseada em hibridação capaz de detecção direta de transcrições endógenas em células vivas. As balizas moleculares são sondas de ácido nucleico discriminante, em forma de hairpin, extinto internamente, mononucleotídeo, que fluorescência somente após a hibridação a uma sequência de alvos única. Quando acoplados com a microscopia de fluorescência avançada e a imagem latente de alta resolução, permitem que um realize o seguimento espacial e temporal do movimento intracelular de mRNAs. Embora essa tecnologia seja o único método capaz de detectar transcrições endógenas, os biólogos celulares ainda não adotaram totalmente essa tecnologia devido às dificuldades de projetar tais sondas para imagens de células ao vivo. Uma aplicação de software nova, pinmol, permite o projeto realçado e rápido das pontas de prova seridas melhor para hibridizam eficientemente às regiões do alvo do mRNA dentro de uma pilha viva. Além disso, a aquisição de imagem de alta resolução, em tempo real e o software de análise de imagens de código aberto, permitem uma saída de dados refinada, levando a uma avaliação mais fina da complexidade subjacente aos processos dinâmicos envolvidos no ciclo de vida do mRNA.

Aqui nós apresentamos um protocolo detalhado para projetar e entregar balizas moleculars em câmaras do ovo do melanogaster de Drosophila . A deteção e o visualização diretos e altamente específicos de mRNAs maternos endógenos são executados através da microscopia confocal do disco giratório. Os dados da imagem latente são processados e analisados usando a deteção e o seguimento do objeto no software gelado para obter detalhes sobre o movimento dinâmico dos mRNAs, que são transportados e localizados às regiões especializadas dentro do oocyte.

Introdução

Estudos de biologia celular que visualizam eventos dinâmicos com resolução espacial e temporal foram possibiliados pelo desenvolvimento de técnicas de imagens de células ao vivo baseadas em fluorescência. Atualmente, in vivo mRNA visualização é alcançada através de tecnologias que são baseadas em interações RNA aptamer-proteína, RNA aptamer-induzida por fluorescência de corantes orgânicos e ácido nucleico sonda de recozimento1,2, 3. They todos oferecem a especificidade elevada, a sensibilidade e a relação do sinal-à-fundo. No entanto, as abordagens centradas no RNA r....

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Protocolo

1. projeto de MBs para a imagem latente viva da pilha

  1. Dobre a sequência de RNA alvo para prever a estrutura secundária do alvo do mRNA usando o "formulário RNA" do servidor mfold (http://unafold.RNA.Albany.edu/?q=mfold/RNA-Folding-Form).
    1. Colar/carregar a seqüência de destino no formato FASTA, selecione 5 ou 10% sub-optimality (estruturas com uma energia livre de dobrar dentro de 5 ou 10% do valor de MFE, respectivamente), e ajustar o número máximo de dobraduras computadas em conformidade (por exemplo, maior para 10% sub-optimality).
      Nota: a inclusão de estruturas secundárias sub-optimal ao projetar MBs permite a identi....

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Resultados

Usando o Pinmol, vários MBS podem ser projetados para um alvo de mRNA (Figura 1b-C). Após síntese e purificação, os MBs selecionados são caracterizados e comparados por meio da análise in vitro.

figure-results-1
Figura 1: técnica e descrição tecidual para imagens de células ao vivo de mRNAs endógenas.......

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Discussão

A visualização ao vivo do tráfico endógeno de mRNA em câmaras de ovos de Drosophila depende do uso de MBS específicos, eficientes e resistentes a nucleases, que agora podem ser facilmente projetados com o software pinmol . Os MBs são sondas específicas projetadas para detectar sequências exclusivas dentro de um mRNA alvo (preferencialmente regiões livres de estrutura secundária), possibilitando uma detecção altamente resolvida de uma transcrição. A única limitação ao adotar esta técnica/protocolo para o.......

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Divulgações

Os autores não têm conflito de interesse em divulgar.

Agradecimentos

Agradecemos a Salvatore AE Marras (centro do Instituto de pesquisa em saúde pública, Universidade Rutgers) pela síntese, rotulagem e purificação de balizas moleculares, e Daniel St Johnston (Instituto Gurdon, Universidade de Cambridge) para o Oskar-MS2/ Estoque de mosca transgênica MCP-GFP. Este trabalho foi apoiado por um prêmio de carreira da Fundação Nacional de ciência 1149738 e um Congresso de pessoal profissional-prêmio CUNY para DPB.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
EspectrofluorômetroFluoromax-4 Horiba-Jobin Yvonn/aEspectrofluorômetro de contagem de fótons
Cubeta de quartzoFireflysci (antiga Precision Cells Inc.)Pinça 701MFL
Dumont #5World Precision Instruments501985Pinças finas são muito importantes para separar as câmaras de ovos individuais
Óleo de halocarbono 700Sigma-AldrichH8898
Lamínula de cobertura nº 1 22 mm x 40 mmVWR48393-048
Microscópio de dissecaçãoLeica MZ6 Leica Microsystems Inc.n / a
CO2< / sub> almofada de anestesia para mosca-da-frutaGenesee Scienific59-114
Tris-HCL pH 7,5Sigma-Aldrich1185-53-1
Cloreto de magnésioSigma-Aldrich7791-18-6
NaClSigma-Aldrich7647-14-5
Microscópioconfocal de disco giratórioMicroscópio invertido Leica DMI-4000B equipado com disco giratório Yokogawa CSU 10 Leica Microsystems Inc.n/a
Hamamatsu C9100-13 ImagEM EMCCD câmeraHamamatsun/a
PatchMan NP 2 MicromanipuladorEppendorf Inc.
Microinjetor FemtoJetEppendorf Inc.
Agulha de injeção: Femtotips IIEppendorf Inc.
Dica de carregamento: 20 μ L MicroloaderEppendorf Inc.
Micro Óculos de cobertura nº 1 ou 1,5, 22 mm x 40 mmVWR48393-026; 48393-172
Fermento secoQualquer mercearian/a
Computador, > 20 GB de RAMEmbora o processamento possa ser realizado na maioria dos computadores, recursos mais altos aumentarão a velocidade do processamento
920000037920010504930000043930001007

Referências

  1. Tyagi, S. Imaging intracellular RNA distribution and dynamics in living cells. Nature Methods. 6 (5), 331-338 (2009).
  2. Bao, G., Rhee, W. J., Tsourkas, A. Fluorescent probes for live-cell RNA detection. Annual Reviews of Biomedical Engineering. 11

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Reimpressões e permissões

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