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方法論記事

病気のベクトル蚊幼虫におけるキトサン/干渉RNAナノ粒子媒介遺伝子サイレンシング

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DOI:

10.3791/52523

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2015年3月25日

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* These authors contributed equally

この記事について

サマリー

ここでは、幼虫により摂取されたキトサン/干渉RNAナノ粒子の使用を通じて疾病媒介蚊で遺伝子機能を阻害するための手順を記述している。

要約

媒介蚊は、他の生物よりも多くの人的被害を与える-と百万人以上の人毎年殺す。蚊のゲノムプロジェクトは、プライマリアフリカのマラリアベクトルハマダラカとデング熱や黄熱病ベクトルネッタイシマカにおける機能遺伝子研究を含め、蚊の生物学の新しいファセットの研究を促進した。電波妨害RNA(RNAiを)媒介遺伝子サイレンシングは、これらの疾患の媒介蚊の種の両方において、目的の遺伝子を標的とするために使用されてきた。ここでは、食物と一緒にし、幼虫により摂取されたキトサン/干渉RNAナノ粒子の調製のための手順を記載している。長い二本鎖RNA(dsRNA)または低分子干渉RNA(siRNA)分子と互換性があり、この技術的に簡単で、高スループット、比較的安価な方法は、Aの異なるいくつかの遺伝子のノックダウンの成功のために使用されているハマダラカとA.ネッタイシマカ幼虫。定量RT-PCRを介して、またはin situハイブリダイゼーションで確認された幼虫授乳、ノックダウン、続いて、少なくとも後半蛹を通 ​​じて持続することができます。この方法は、農業害虫、並びに他の非モデル生物を含む蚊および他の昆虫種の多種多様に適用可能である。研究室でのその有用性に加えて、将来、キトサン、安価な、非毒性および生分解性ポリマー中に、潜在的な分野で利用することができる。

概要

ハマダラカとAedine属の血液供給の媒介蚊は、人類の最悪の災いのいくつかの責任病気の原因となる物質を伝達する。推定34億の人々が毎年世界中でオーバーワン50万人の死亡の原因であるマラリアを、縮小するための危険にさらされている。 マラリア原虫属による感染からマラリアの結果。主要なアフリカのベクトルハマダラカ (含むハマダラカ属の感染した蚊の刺さを通じて人々に送信され、寄生虫、 http://www.who.int/topics/malaria/en/ 、2014)1。 ネッタイシマカは、デング熱、世界で最も広範かつ重要なアルボウイルス疾患である非特異的な熱性疾患の原因となるデング熱ウイルス、の主要な蚊ベクトルである。デング熱ウイルスは毎年incidenで、現在熱帯> 25億人への脅威である毎年〜24000人が死亡(結果として約5000万例のCE http://www.cdc.gov/dengue/ 、2014)2。人の健康に蚊が媒介する病気の壊滅的な世界的な影響にもかかわらず、これらの疾患の予防及び治療の効果的な手段が不足している。モスキートコントロールは、現在、病気の予防の最善の....

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プロトコル

1.蚊種と飼育

  1. A.を維持ハマダラカ G3 とA.ネッタイシマカリバプールIB12株(下の代表的研究に使用される)または関心のある他の株の標準実験室の練習にまたは以前に23,24説明したように従った。

2. dsRNAおよびsiRNAの設計と製造

  1. 設計プライマーは、関心対象の遺伝子に特異的な長いdsRNAテンプレートを構築した。 E-のRNAiツール25を使用してください。として選択または方法に従ってのdsRNA産生は、以前に19を記載した。
    1. 陰性対照のために、緑色蛍光タンパク質(GFP)、β-ガラクトシダーゼ(β-gal)、または蚊では発現されないいくつかの他の遺伝子の配列に対応するdsRNAが19を合成する。所望であれば、以下に要約する代表的な結果を生成するために利用dsRNAは19を陽性対照として使用することができる。ストアdsRNAは、-80℃で無RNAse水に溶解; C必要になるまで。
  2. あるいは、設計遺伝子特異的siRNA標準ラボ慣行または以前に記載10のようによれ。すべての蚊の遺伝子に対応していないネガティブコントロールsiRNAを設計するためにノックダウンsiRNAの配列を....

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結果

A.ハマダラカ:

キトサン/ dsRNAはナノ粒子によるキトサンのアミノ基とdsRNAのリン酸基との間の静電相互作用によって形成されている。溶液からのdsRNAの枯渇によって測定されるように、ナノ粒子中へのdsRNAの取り込みの効率は、通常90%以上である。原子間力顕微鏡画像は、100〜200nmの( 図1)の範囲の直径がそのキトサンのdsRNA粒径平均が140nmを示す。

figure-results-1
キトサンおよび干渉RNAによる図1のナノ粒子の形成。キトサン/ dsRNAのナノ粒子(A)またはdsRNA(B)を添加していないキトサン溶液の原子間力.......

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ディスカッション

本明細書に記載のキトサン/干渉RNAナノ粒子法は、効果的にAの発育中の遺伝子を標的とするために使用されているハマダラカ ( 図2、図3)およびA.ネッタイシマカ ( 図4、図5、図6、表1、表2)。キトサンナノ粒子は、本明細書に記載の代表的な結果によって証明されるように蚊に成功裡に使用されている両方とも、長いdsRNAまたはsiRNAのいずれかを用いて調製することができる。 dsRNAの合成は、siRNAを購入するよりも安価であるが、より労働集約的である。キトサン/ siRNAは使用される場合、表現型が明らかに表現型がオフサイト標的化によるものではないことをより良く保証を可能にする、複数のsiRNAを用いて確認することができる。また、siRNAは一斉の商業生産は、より良好な視野に種特異的な蚊の駆除のためのRNAサイレンシングを妨害/キトサンの拡張を容易にすることができる。これはもちろんobsta克服が必要ですそのようなコスト、納期などクル。

私たちはこのプロトコ.......

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開示事項

著者らは開示するものは何もない。

謝辞

>jove_content<カンザス州農業試験場とK州立節足動物ゲノミクスセンターからKYZへの資金提供は、A. gambiae19におけるキトサン/dsRNA媒介遺伝子サイレンシングの元の開発を支援しました。ここで述べたA. gambiaeの研究は、NIH/NIAIDからKMへのR01-AI095842によって部分的に支持されました。A. aegypti20,21におけるキトサン/siRNA媒介遺伝子サイレンシングの開発は、MDSに対するNIH/NIAID賞R01-AI081795によって支援されました。この研究の内容は著者の責任であり、必ずしもNIHの公式見解を表すものではありません。

....

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
0.02 ml ピペットマンレイニンPR20(干渉 RNA の再懸濁
0.2 ml ピペットマンレイニンPR200(干渉 RNA の再懸濁および干渉 RNA/ナノ粒子の調製用
) 0.5 ml 目盛り付きチューブ フィッシャーサイエンティフィ05-408-120再懸濁干渉RNA分注
1 mlピペットマンニンPR1000干渉RNAの再懸濁および干渉RNA /ナノ粒子の調製用
1.5 ml目盛り付きチューブ フィッシャーサイエンティフィ05-408-046干渉RNA /ナノ粒子の調製用
1M酢酸ナトリウム、pH 4.5TEKnovaS0299酢酸ナトリウム緩衝液
酢酸、AIRSTARを調製します。ACS、USP、FCC グレードBDHVWR BDH3092-500MLP酢酸ナトリウム緩衝液
を調製 アガロース ジェネティック テクノロジー グレードMP バイオメディカルス LLC.800668RNA /ナノ粒子
ッペンドルフAG5415DRNA /ナノ粒子
トサンをSigma-AldrichC3646-25G干渉RNAと結合して干渉RNA /ナノ粒子の調製のために干渉RNAと結合
ドライイーストユニバーサルフードコーポレーションNA干渉RNAと蚊の幼虫の餌を準備するためにナノ粒子
E-RNAi ツールドイツがん研究センターNA dsRNA の設計用; http://www.dkfz.de/signaling/e-rnai3//
金魚フードウォードリー金魚フレーク FOOD干渉 RNA/ナノ粒子を含む蚊の幼虫用フードを調製
温水浴Thermo Scientific51221048RNA/ナノ粒子を 55oC で加熱
氷は適用されません干渉するRNAの解凍および干渉するRNA /ナノ粒子
[header]
アイスバケツフィッシャーサイエンティフィック02-591-44手順中に使用される氷の貯蔵
肝臓の粉末MP Biomedicals LLC.蚊の幼虫に餌を与える900396 干渉RNA/ナノ粒子処理
電子レンジ2%アガロース溶液
トリディッシュ(100 x 15 mm)ッシャーサイエンティ875713幼虫用干渉RNA/ナノ粒子供給チャンバー
pHメーターメトラー・トレドS220バッファーの準備用
カミソリ刃フィッシャーサイエンティフィ12-640は、給餌用の干渉RNA/ナノ粒子ペレットを分割します
siRNAサーモサイエンティフィック/ダルマコンカスタムsiRNA/ナノ粒子の調製用
硫酸ナトリウム、無水(Na2SO4)BDH/VWRVWR BDH0302-500Gされ、干渉するRNAが 50 mM 硫酸ナトリウム溶液を調製します再懸濁
計VWR61066-046ウォーターバス温度を測定するため
つまようじVWR470146-908干渉するRNA/ナノ粒子の食品調製および切断ゲルペレットの攪拌用
超低冷凍庫-80oCでの干渉RNAアリコートおよび干渉RNA/ナノ粒子の保管には適用されないさまざまなベンダー
ボルテックスミキサーフィッシャーサイエンティフィ02-216-108キトサン/干渉RNAの調製用
重量紙フィッシャーサイエンティフィNC9798735食用の干渉RNA/ナノ粒子ペレットを分割します
用) ック用レイック エビの殻から干渉するをペレット化する 遠心分離機エ 干渉キコーティングするする 干渉 の調製には適用されませんペの調製に適用されないさまざまなベンダー フィフィックックで配布温度ック ック 摂

参考文献

  1. Malaria. , World Health Organization. http://www.who.int/topics/malaria/en (2014).
  2. Dengue. , Malaria Centers for Disease Control and Prevention. http://www.cdc.gov/dengue/ (2014).
  3. Knipling, E. F., et al. Genetic control of insects of public health importance. Bulletin of the World Health Organizat....

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