Тихоходки известны своей способностью переносить экстремальный стресс, который был бы фатален для других животных, включая высыхание, экстремальное давление, экстремальные температуры и воздействие агентов, повреждающих ДНК, таких как химиотерапевтические препараты и ионизирующее излучение1,2,3,4,5,6,7,8. В последние годы ученые исследуют механизмы, лежащие в основе экстремальной устойчивости тихоходок, используя такие молекулярные подходы, как секвенирование РНК, РНК-интерференция (РНКи) и гетерологичная экспрессия генов тихоходок в других системах, включая клетки человека и бактерии8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20. Применение этих подходов стало мощным инструментом, позволяющим понять, каким именно образом тихоходки способны к такой экстремальной стрессоустойчивости8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22. Однако все эти молекулярные методы изучения стрессоустойчивости тихоходок зависят от возможности выделить РНК из этих крошечных животных в достаточном количестве и надлежащего качества для использования в последующих анализах.
Предыдущий метод выделения РНК из тихоходок оказался успешным для исследователей, работающих с Hypsibius exemplaris23. Однако при попытке воспроизвести этот протокол на H. exemplaris мы обнаружили, что он ненадежен с точки зрения получаемой концентрации и качества РНК (неопубликованные данные). Альтернативный метод выделения РНК на основе фенола продемонстрировал эффективность для H. exemplaris, Ramazzottius varieornatus и одного вида гетеротихоходок13,21,22,24,25,26. Было показано, что данный протокол позволяет получить РНК достаточного качества и количества для последующих этапов анализа как из одиночных особей, так и из пулов животных (~50). Однако этот протокол требует работы с реагентами, содержащими фенол. Фенол является опасным химическим веществом, требующим осторожного обращения, и неправильное выполнение протокола может привести к переносу фенола, что повлияет на чистоту РНК и последующие приложения. Другой ранее опубликованный протокол выделения РНК из тихоходок ориентирован на возможность выделения РНК из одиночных особей27. Хотя этот протокол ценен для таких приложений, как количественная ПЦР (qPCR)27, он менее подходит для таких задач, как секвенирование РНК, где целью является получение более целостного представления о том, как животные реагируют на определенный стрессор или условие.
Ограничения существующих протоколов выделения РНК привели к исследованию альтернативных методов выделения РНК из тихоходок. Набор для выделения РНК на основе колонок, используемый в данном протоколе, предназначен для выделения РНК из небольших объемов ткани. Этот набор ранее применялся для выделения РНК из тканей насекомых с целью последующего секвенирования РНК, что позволяет предположить его применимость для выделения из других мелких животных, имеющих кутикулу, таких как тихоходки.28В данном исследовании представлен пошаговый протокол использования данного набора для выделения РНК на основе колонок применительно к тихоходкам, включая пояснения относительно специфических мер предосторожности, которые необходимо соблюдать при выполнении данного протокола с тихоходками. В статье сообщается об успешном применении данного протокола для шести видов тихоходок (H. exemplaris, Milnesium sp., Paramacrobiotus experimentalis, Paramacrobiotus fairbanksi, Paramacrobiotus gadaboutiи гетеротардиграды Viridiscus celatus). В ходе исследования было подтверждено, что РНК достаточного качества и количества может быть выделена даже из 25 животных. Также приведены примеры данных о концентрации и качестве полученной РНК, которая подходит для последующего применения, такого как секвенирование РНК (с минимальным смещением, экспоненциальным усилением библиотек) и синтез комплементарной ДНК (кДНК). Данный протокол выделения РНК уже доказал свою эффективность при изучении механизмов радиорезистентности у H. exemplaris8Успешное применение данного протокола для различных видов тихоходок свидетельствует о возможности его более широкого использования для изучения механизмов стрессоустойчивости, механизмов развития и эволюционных процессов.