Aqui nós apresentamos um protocolo para injetar ovos do grilo, uma técnica que sirva como um método fundamental em muitas experiências no grilo, incluindo, mas não limitado a, a interferência do RNA e a manipulação genomic.
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Artigo de método
Aqui nós apresentamos um protocolo para injetar ovos do grilo, uma técnica que sirva como um método fundamental em muitas experiências no grilo, incluindo, mas não limitado a, a interferência do RNA e a manipulação genomic.
Alterando a função gênica em um organismo em desenvolvimento é central para diferentes tipos de experimentos. Embora as ferramentas genéticas tremendamente poderosas tenham sido desenvolvidas em sistemas modelo tradicionais, é difícil manipular genes ou RNA mensageiro (mRNA) na maioria dos outros organismos. Ao mesmo tempo, abordagens evolutivas e comparativas dependem de uma exploração da função gênica em muitas espécies diferentes, necessitando do desenvolvimento e adaptação de técnicas para manipular a expressão fora do momento geneticamente tratável Espécie. Este protocolo descreve um método para injetar reagentes em ovos do grilo para ensaiar os efeitos de uma manipulação dada no desenvolvimento embrionário ou larval. Instruções sobre como coletar e injetar ovos com agulhas chanfradas são descritas. Esta técnica relativamente simples é flexível e potencialmente adaptável a outros insetos. Pode-se reunir e injetar dezenas de ovos em um único experimento, e as taxas de sobrevivência para injeções de buffer-only melhorar com a prática e pode ser tão alto quanto 80%. Esta técnica apoiará vários tipos de abordagens experimentais, incluindo a injecção de agentes farmacológicos, o mRNA tampado in vitro para expressar genes de interesse, RNA duplo-encalhado (dsRNA) para alcançar a interferência do RNA, o uso de aglomerados regularmente repetições palindrômicas curtas interespaçadas (CRISPR) em concerto com reagentes de proteína 9 (Cas9) associados à CRISPR para modificação genômica e elementos transponíveis para gerar linhas transgênicas transitórias ou estáveis.
A capacidade de modificar o genoma ou influenciar a expressão gênica em organismos é a base para o projeto de muitos tipos de experimentos que testam a causalidade funcional. Também é fundamental para o trabalho comparativo e evolutivamente relevante que técnicas de modificação genômica e não-genômica estejam disponíveis em organismos fora dos sistemas de modelo animal de laboratório genético tradicional (por exemplo, Mus musculus, Danio rerio, Drosophila melanogastere Caenorhabditis elegans). Se é o desejo de compreender a diversidade organizosa1 ou a adesão ao princípio de Krogh, que para cada questão biológica há um organismo mais adequado à sua solução2,3, acapacidade de modificar genomas ou influência da expressão gênica é essencial para projetos experimentais modernos.
O grilo Gryllus bimaculatus é um sistema emergente de modelo. Usado para o século passado em experimentos de Neurologia4, as duas últimas décadas testemunharam um aumento do interesse experimental no críquete, particularmente focado na evolução e desenvolvimento deste organismo5. O grilo é um inseto hemimetábolos que ramifica basalmente aos insetos holometábolos well-estudados, tais como D. melanogaster e castaneum do Tribolium6. Devido à sua posição útil na árvore evolutiva, os cientistas estão interessados em fazer perguntas experimentais modernas e sofisticadas neste inseto, o que levou a um crescente interesse em adaptar ferramentas moleculares para o uso em G. bimaculatus.
Injeções de reagentes moleculares em ovos de críquete podem ser usadas para experimentos de modificação genômica, bem como manipulações não-genômica da expressão gênica em embriões. Por exemplo, G. bimaculatus transgênica carregando inserções de EGFP foram criadas usando a peptídeo piggybac7,8. Os investigadores criaram com sucesso o Knockout G. bimaculatus usando nucleases do zinco-dedo (ZFNs) e a transcrição ativador-como (tal) nucleases efetoras (Talens) para introduzir rupturas dobro-encalhados em regiões genomic específicas9. Embora ZFNs e TALENs permitam segmentação local específica em animais além dos quatro grandes sistemas de modelos, esses reagentes foram rapidamente ultrapassados pelo sistema CRISPR/Cas9, que é mais simples de usar, mais eficiente e altamente flexível10. Crispr tem sido usado em G. bimaculatus para produzir knock-out11 , bem como Knock-in linhas12,13 além de modificação genômica, dsRNA pode ser injetado em ovos para derrubar a expressão de mRNA no desenvolvimento embriões, permitindo que os investigadores compreendam o papel das transcrições específicas ao longo do desenvolvimento14,15. Alguns detalhes limitados sobre como injetar ovos de críquete foram publicados anteriormente12.
Aqui, nós descrevemos um protocolo detalhado para injetar ovos adiantados do G. bimaculatus . Este protocolo é eficaz e facilmente adaptável a vários ajustes do laboratório, materiais da injeção, e possivelmente a outros insetos. Embora detalhes adicionais para projetar e implementar experimentos de modificação e knockdown genômica tenham sido publicados em outro lugar12,13, essasabordagens, emúltima análise, dependem do protocolo de injeção detalhado aqui.
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1. configuração de hardware e preparação de materiais
Nota: Consulte a tabela 1 e a tabela de materiais para preparação de soluções, reagentes e detalhes do equipamento.
2. fazendo agulhas para injeção
3. coleta e preparação de ovos
4. Prepare o Microinjector
5. injeções de
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Os grilos prontamente colocam ovos no material úmido, e fornecendo material adequado, como areia úmida ou sujeira, induz-os a colocar um grande número de ovos. Isto é especialmente eficaz se os grilos são primeiro privados de material de postura de ovos para 8 – 10 h. os ovos colocados em areia limpa podem ser facilmente separados, recolhidos (Figura 1b) e colocados em poços de ovos concebidos medida para injeção (Figura 1C). Um ...
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Os dois desafios principais com esta técnica são as edições relacionadas do tamanho e do survivability óptimos da agulha. Embora as agulhas menores melhorem o survivability, as agulhas com lúmens mais estreitos têm um maior grau de forças capilares no trabalho, que o faz mais provável que o gema se mova na agulha que causa o entupir. Na melhor das casos, os bloqueios podem ser limpos simplesmente injetando outro ovo ou limpando a agulha como descrito acima. Um pode igualmente tentar aumentar a pressão do contrapeso no mi...
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Os autores não têm nada a revelar.
A pesquisa relatada neste projeto foi apoiada por um prêmio de desenvolvimento institucional (IDeA) do Instituto Nacional de ciências médicas gerais dos institutos nacionais de saúde o número de subvenção P20GM10342 a HH3, e pelo número de prêmio NSF IOS-1257217 para CGE.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Microscópio de dissecação fluorescente | Leica | M165 FC | Estereomicroscópio com fluorescência |
| Fonte de luz externa para fluorescência | Leica | EL 6000 | |
| Microinjetor | Narishige | IM-300-Os | acessórios podem incluir suporte de agulhas de injeção, mangueira de entrada (com um conector de mangueira), cabo de alimentação CA, pedal, junta de borracha de silicone - |
| cubo | de filtro mCherryO | M205FA / M165FC | para mCherry ou corante vermelho semelhante funcionará |
| Micromanipulador | World Precision Instruments, Inc. | M3301R | Usado com Suporte Magnético (Narishige, Tipo GJ-8) |
| Suporte magnético | Narishige | MMO-202ND | |
| Suporte de Pipeta (Porta-agulha) | Tubulação Narishige | HD-21 | |
| para conectar a fonte de ar ao microinjetor | |||
| Carimbo de poço de ovo | impresso em 3D | personalizado | impresso em 3D em um Lulzbot Taz 5 usando termoplástico |
| Microondas | várias | ||
| incubadoras ou salas com temperatura controlada | várias | temperaturas de 23,5-26 ° C são necessários. | |
| Comida de críquete | vários | alimentos para gatos ou flocos de peixe são alimentos apropriados. | |
| Água de grilo | vairous | A água pode ser mantida em frascos e apresentada aos grilos através de bolas de algodão | |
| Abrigo de críquete | arious | Os materiais de abrigo podem incluir toalhas de papel amassadas ou caixas de ovos | |
| Tubos capilares de vidro | World Precision Instruments, Inc. | Item nº 1B100F-4 | Kwik-Fil™ Capilares de vidro borossilicato, 100 mm de comprimento, 0,58 mm de diâmetro interno, 1,0 mm de diâmetro externo, com filamento |
| Extrator de micropipeta | Flaming/Brown | Modelo P-97 | Distribuído pela Sutter Instrument Co. |
| Beveller/Micro moedor | Narishige | Modelo EG-45/EG-400 | EG-400 inclui uma cabeça de microscópio |
| Placas de Petri | CellTreat | Código do produto 229693 | 90 mm de diâmetro |
| Play Sand | Sandtastik Products Ltd. | B003U6QLVS | Areia branca Agarose |
| Bioanalytical | AB000972 | Agarose GPG/LE ultrapure | |
| Filtro de ovos: Malha de sarja extra fina Filtros cônicos de aço inoxidável | de suprimentos de cozinha dos EUA | SS-C123 | O tamanho dos poros deve estar entre 0,5 - 1,0 mm |
| Penicilina Estreptomicina | Gibco da Life Technologies | Ref 15070-063 | Caneta Strep |
| Pinças de plástico | Sipel Electronic SA | P3C-STD | Preto Dissipativo Estático, 118 mm |
| Filtros de seringa, 25 mm de diâmetro, 0,45 µ m | Nalgene | 725-2545 | Use com seringa de 1 mL |
| Seringa de 1 mL, com Ponta Deslizante de Tuberculina | Becton Dickinson | 309602 | Use com filtro de seringa para filtrar Tampão de Injeção, seringas de ponta Luer-Lok também funcionariam |
| Tanque de ar (opcional) | Midwest Products | Air Works® | Tanque de ar portátil |
| Corante de rodamina | Thermofisher | D-1817 | dextrano, tetrametilrodamina 10.000MW, |
| pontas de carregamento de 20 mL | Eppendorf | Nº de pedido 5242 956.003 | epT.I.P.S. 20 μ L Microloader |
| Microscópio composto | Zeiss | Axioskope 2 plus | |
| 20x objetiva | Ziess | Plan-Apochromat 20x/0.75 M27 | |
| Camera | Leica | DMC 5400 | |
| Leica Application Suite software | Leica | LAS | Versão 4.6.2 usado aqui |
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