Lysrör<em> In situ</em> Hybridisering (FISH) för att identifiera mRNA-transkript i enskilda celler kan analysera polygenisk aktivitet såsom samtidig transkription av mer än en ledamot av<em> Var</em> Multigenfamilj i<em> Plasmodium falciparum</em> Infekterade erytrocyter<sup> 1</sup>. Tekniken är anpassningsbar och kan användas på olika typer av gener, celler och organismer.
Vidhäftning av Plasmodium falciparum-infekterade erytrocyter (IE) till humana endotelceller receptorer under malariainfektionerna förmedlas genom uttryck av PfEMP1 proteinvarianter kodade av VAR generna.
Den haploida P. falciparum genomet hyser ungefär 60 olika VAr gener av vilka endast en har tros vara transkriberas per cell vid en tidpunkt under blod skede av infektionen. Hur sådana ömsesidigt uteslutande reglering av var gentranskription uppnås är oklart, liksom att identifiera enskilda Var gener eller undergrupper av VaR gener associerade med olika receptorer och följden av differentierad bindande för kliniska utfallet av P. falciparum infektioner. Nyligen har ömsesidigt uteslutande transkription paradigm kallats in tvivel genom transkription analyser baserade på individuella P. falciparum avskrift identifiering enda infected erytrocytiska celler med användning av RNA-fluorescent in situ hybridisering (FISH) analys av var gentranskription av parasiten i enskilda kärnor av P. falciparum IE 1.
Här presenterar vi ett detaljerat protokoll för att genomföra RNA-FISH metodik för analys av var gentranskription i singel-kärnor av P. falciparum infekterade humana erytrocyter. Metoden är baserad på användning av digoxigenin-och biotin-märkt antisens-RNA-prober med hjälp av TSA Plus Fluorescens Palett System 2 (Perkin Elmer), mikroskopiska analyser och nyligen valda P. falciparum IE. In situ-hybridisering metod kan användas för att övervaka transkription och reglering av ett flertal gener uttrycks under de olika stadierna av P. falciparum livscykel och kan anpassas till andra arter malariaparasiten och andra organismer och celltyper.
RNA-FISH-analys, i motsats till metoder såsom Northern blotting och RT-PCR, möjliggör diskriminering av specifika mRNA-transkript på en enda cell nivån. Detta gör det möjligt att diskriminera mellan transkriptionellt aktiva och inaktiva celler, i detta exempel, P. falciparum parasitiska protozoer inuti humana röda blodkroppar. Sådana hel-cell observationer är ofta nödvändiga och kan reda ut viktiga och nya transkriptionella mönster 1.
Fastän andra RNA FISH m…
The authors have nothing to disclose.
Författarna vill tacka Michael Alifrangis och Ulla Abildtrup för genotypning av parasiter och Christina Holm för utmärkt tekniskt stöd. Detta arbete har finansierats av Howard Hughes Medical Institute (bidrag 55.005.511), The Lundbeck Foundation (bidrag R9-A840) och av Niels Bohr Foundation.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
Acetic Acid | Sigma/Aldrich | 338826-100ml | |
Albumax media: RPMI 1640 Glutamine solution | Lonza | BE12-115F | 500 ml RPMI 1640
5 ml glutamine solution |
Albumax media: Gentamycin sulphate Albumax-solution | Lonza | BE02-012E | 2.5 ml gentamycin sulphate
50 ml Albumax-solution |
Albumax-solution: Hypoxanthine | Sigma-Aldrich | H9377 | 0.8 g Hypoxanthine |
Albumax-solution: AlbuMAX II | Invitrogen | 11021-037 | 200 g Albumax |
Albumax-solution: RPMI 1640 | Lonza | BE12-115F | 4 liter RPMI 1640
Dissolve with magnet at max. 50 °C. Filter sterilize and store at -20 °C in aliquots. |
Amberlite | Sigma | A5710-110G | Resin to deionize formamide. |
Anti-biotin goat pAb Peroxidase Conjugate | Calbiochem | 203206 | |
Anti-Dig antibody | Novus biologicals | NB100-41330 | |
Anti-fade reagent with DAPI | Invitrogen | P36931 | The mounting media has to cure for 24 hr before sealing the slide completely. |
Biotin RNA Labeling Mix | Roche | 11685597910 | |
Camera digital | Nikon digital sight DC-F11 | ||
Coverslips | Menzel-glaser | 631-1570 | |
culture flask 25 cm2 Nunclon surface | Nunc | 156340 | |
DEPC | Fluka/Sigma | 32490-100ml | 1 ml DEPC in 1000 ml deinonized water. Add a stir bar and stir for 12 hr. Autoclave for 30 min. |
Digital camera | Nikon digital sight DC-F11 | ||
Dynabeads Protein A | Invitrogen | 10002D | |
DynaMaq-15 Magnet | Invitrogen | 123-01D | |
Formamide bioultra 99 % | Fluka/Sigma | 47671-1l-F | Deionized formamide: 5 g of ion exchange resin per 100 ml of formamide. Stir 30 min. Filter through Whatman paper. |
Gelatine 0.75% solution: Gelatine | Sigma-Aldrich | G2500 | 3.75 g gelatine in 500 ml RPMI 1640. Heat to 56 °C to dissolve. Filter sterilize when 56 °C. Store at -20 °C in aliquots. |
Gelatine 0.75% solution: RPMI 1640 | Lonza | BE12-115F | 3.75 g gelatine in 500 ml RPMI 1640. Heat to 56 °C to dissolve. Filter sterilize when 56 °C. Store at -20 °C in aliquots. |
Glutamine solution: L-glutamin | Sigma-Aldrich | G3126 | 14.6 g L glutamine in 500 ml 0.9 % NaCl. Dissolve, filter sterilize and store at -20 °C in aliquots. |
Glutamine solution: HCl | Sigma | H1758 | 14.6 g L glutamine in 500 ml 0.9 % NaCl. Dissolve, filter sterilize and store at -20 °C in aliquots. |
Hybridization solution: Formamide Bio ultra 99% SSC 20x | Fluka/Sigma | 47671-1l-F | Total 20 ml, keep frozen at -20 °C in aliquots 10 ml deionized formamide |
Hybridization solution: Denhardt’s 50x concentrate | Sigma | D2532 | 5 ml 20xSSC |
Hybridization solution: Yeast tRNARoche blocking reagent | Sigma | R-6750 | 2 ml 50x Denhardt’s 250 μl 20 mg per ml yeast tRNA |
Hybridization solution: Salmon sperm DNA | Fluka/Sigma | 31149-106GF | 0.4 g Roche blocking reagent 1 ml of 10 mg per ml salmon sperm DNA (Critical: denature salmon spermDNA at 96 °C for 5 min before adding to the hybridization solution) |
Hybridizer ThermoStar 100 HC4 | Quantifoil Instruments GmbH | 1004-0011 | Can be replaced by hybridization oven and RNase free hybridization chambers padded with DEPC water. |
Immersion oil UV transparent fluorescence free | Sigma | 10976-1EA | |
Immunofluorescence or confocal microscope | Nikon D-Eclipse TE2000C | ||
Nailpolish | Available in any drugstore | ||
PBS 20x:NaCl
KCl Na2HPO4 x 2H2O KH2PO4 DEPC deionized H2O |
Ajust pH to 7.4
160 g 4 g 23 g 4 g 1 l |
||
Paraformaldehyde 4 % | Fluka/chemika | 76240 | 4 g PFA in 80 ml PBS/DEPC. Heat to 65 °C until the PFA dissolves. Add 20 ml PBS, allow the solution to cool. Adjust the pH to 7.4. Filter. Store in aliquots at -20 °C. |
Paraformaldehyde 4 %/ Acid acetic 5 % | 950 μl paraformaldhyde + 50 μl Acetic acid | ||
Pepsin | Sigma/Aldrich | P7000 | |
Peroxidase-conjugated anti-biotin | Calbiochem | 203206 | |
RBC-wash media: RPMI 1640 Glutamine solution | Lonza | BE12-115F | 500 ml RPMI 1640 5 ml glutamine solution |
RBC-wash media: Gentamycin sulfate | Lonza | BE02-012E | 2.5 ml gentamycin sulphate |
RNase | Sigma/Aldrich | Make a 10 mg/ml stock solution. | |
RNase free 1.5 ml tube | Ambion | AM12450 | |
RNase Zap | Ambion | AM9780 | |
Slides 4 wells 11 mm | Thermo Scientific | MENZXER306W | |
SSC 20x: NaCl | Sigma/Aldrich | S9625 | 3 M NaCl (175 g/l) 0.3M Na3 citrate x H2O (88 g/l) Adjust to pH 7.0 with 1M HCl |
SSC 20x: Sodium citrate dehydrate | Sigma/aldrich | W302600 | 3 M NaCl (175 g/l) 0.3M Na3 citrate x H2O (88 g/l) Adjust to pH 7.0 with 1M HCl |
SSPE 20x: NaCl | Sigma/Aldrich | S9625 | 175.3 g NaCl |
SSPE 20x: NaH2PO4 | Sigma/Aldrich | S0751 | 27.6 g NaH2PO4. |
SSPE 20x:4 EDTA powder | 9.4 g EDTA powder Add DEPC water, adjust pH 7.4. Autoclave for 20 min |
||
TNB buffer: TNT buffer | 10 ml TNT buffer | ||
TNB buffer: Blocking reagent | 0.05 g Blocking reagent To dissolve the blocking reagent, heat the solution to 60 °C for one hour with stirring. Store at -20 °C. (Derived from the Perkin Elmer TSA-protocol.) |
||
TNT buffer: Tris/HCl | Sigma | T1503 | 1M Tris/HCl, pH 8.0 |
TNT buffer: NaCl | Sigma Aldrich | S9625 | 100 ml |
TNT buffer: Tween20 | Sigma | 93773 | 5 M NaCl 30 ml 1 ml DEPC dH2O 869 Ml Adjust pH to 7.5 at room temperature. (Derived from the Perkin Elmer TSA-protocol.) |
TSA plus Cyanine3/ Fluorescein system | Perkin Elmer | NEL753000IKT | Read the protocol from the TSA Plus Fluorescence Palette System carefully before starting the experiment. |
Tubes 14 ml sterile | Almeco – CM LAB Aps | 91016 |