Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

Meiotische Spil Assessment in Muis Eicellen door siRNA-gemedieerde silencing

Published: October 11, 2015 doi: 10.3791/53586

Summary

Hier presenteren we een protocol specifieke siRNA-gemedieerde mRNA afbraak gevolgd door immunofluorescentie analyse meiotische spileenheid en organisatie evalueren muizen oöcyten. Dit protocol is geschikt voor in vitro depletie van transcripties en functionele beoordeling van verschillende spil en / of MTOC geassocieerde factoren in oöcyten.

Introduction

Meiose is een unieke divisie proces dat plaatsvindt in gameten (eicellen en zaadcellen) en omvat twee opeenvolgende divisies zonder tussenliggende DNA-synthese van homologe chromosomen en zusterchromatiden scheiden tijdens de meiose I en meiose II, respectievelijk 1. Fouten in chromosoom segregatie tijdens de meiose verdeeldheid in eicellen kan leiden tot aneuploïdie, die wordt overgenomen door het embryo tijdens de bevruchting. Met name de incidentie van aneuploïdie in ontwikkelende embryo's stijgt met voortschrijdende leeftijd van de moeder en is een hoofdoorzaak van aangeboren afwijkingen en miskramen 1,2, dus het benadrukken een grote behoefte om de moleculaire basis van aneuploïdie in meiotische deling begrijpen .

Tijdens de celdeling, chromosoom segregatie is sterk afhankelijk van de montage van de microtubule spoelfiguur en de vestiging van stabiele chromosoom-microtubuli interacties voor de juiste bevestiging aan tegenovergestelde spindelpalen. Belangrijker nog, meiotische spindel formatie in zoogdieren eicellen verschilt van mitose in somatische cellen, en wordt gereguleerd door unieke microtubule organiserende centra (MTOCs) dat centriolen 3,4 missen. Essentiële eiwitten die nodig zijn voor microtubuli nucleatie en organisatie lokaliseren aan eicel MTOCs, waaronder γ-tubuline dat microtubule assemblage katalyseert. Bovendien pericentrin functioneert als essentiële steigers eiwit, dat bindt en ankers γ-tubuline alsook andere factoren MTOCs 5. Met name onze studies aangetoond dat depletie van belangrijke MTOC-geassocieerde eiwitten verstoort meiotische spindel organisatie en leidt tot chromosoomsegregatie fouten eicellen, die niet volledig opgelost door de spileenheid checkpoint (SAC) 6,7. Daarom defecten in spindel stabiliteit, die niet leiden tot meiotische arrestatie, vormen een groot risico bij te dragen aan aneuploïdie. Ondanks hun essentiële rol in de assemblage van de spoel en organisatie, eicel MTOC protein samenstelling en functie blijft slecht begrepen.

Het testen van de functie van de specifieke doelgroep eiwitten in zoogdieren eicellen is een uitdaging, omdat de cellen transcriptie rusttoestand kort voor de hervatting van de meiose 8,9. Vandaar pre-ovulatoire eicellen afhankelijk maternale mRNA winkels meiose hervatten en te ondersteunen meiotische deling en de eerste splitsing divisies na bevruchting 10,11. De werkzaamheid van RNA-interferentie (RNAi) gemedieerde afbraak van mRNA transcripten in zoogdieren eicellen is goed ingeburgerd en moedersterfte RNA's geworven voor de vertaling tijdens de meiose rijping zijn bijzonder vatbaar voor siRNA gericht 12-14. Daarom, micro-injectie van korte interfererende RNA's (siRNA's) in de eicellen levert een waardevolle aanpak doel mRNA afbrekende voor functionele testen.

We beschrijven hier werkwijzen voor de isolatie van muizen eicellen en siRNA-gemedieerde depletie specifieke transcripts de functie van wezenlijke MTOC-geassocieerde eiwit te testen, pericentrin. Verder beschrijven we immunofluorescentieanalyse voorwaarden meiotische spindel formatie in oöcyten evalueren.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Dit protocol werd goedgekeurd door de Institutional Animal Care en gebruik Comite (IACUC) aan de Universiteit van Georgia.

1. Voorbereidingen

  1. Voor eicel cultuur aankoop of vers bereiden Minimaal Essentieel Medium (MEM) en aangevuld met 3 mg / ml runderserumalbumine (BSA) als aangegeven in tabel 1. Plaats een polystyreen fles op een laad- saldo (tarra nul). Voeg alle reagentia, behalve BSA, teneinde brengen en het uiteindelijke volume met MQ-water per gewicht in totaal 250 g. Voeg dan de BSA, laten ontbinden en filter steriliseren.
    Opmerking: De beschreven MEM medium vereist equilibratie en celincubatie met een medisch gasmengsel van 5% CO2, 5% O2 en 90% N2. Maar ook andere media (bijvoorbeeld CZB) worden gebruikt die het mogelijk maken cellen incuberen in 5% CO 2 onder atmosferische omstandigheden.
  2. Voor eicel micro-injectie, kopen of te bereiden M2 medium.
  3. Bereid pregnant merrie serum gonadotropin (PMSG) tot een concentratie van 5 IU / 100 ui.
  4. Aankoop en reconstrueren siRNA voorraden om een ​​werkende concentratie van 1 uM.

2. Mouse Eicel Collection

  1. DAG 1: follikel ontwikkeling te stimuleren en het verhogen van het aantal pre-ovulatoire follikels, beheren 5 IE PMSG intraperitoneaal aan vrouwelijke muizen 48 uur voorafgaand aan de eicel collectie.
  2. DAG 3: Voor eicel inzameling en cultuur, het opzetten van 35 mm cultuur gerechten met 3 ml MEM / BSA aangevuld met 1 ug / ml milrinon. Dit fosfodiesteraseremmer handhaaft de eicellen in profase-I te arresteren en voorkomt kiemblaasje afbraak (GVBD). Equilibreer de kweekschalen in een medisch gasmengsel gedurende tenminste 15 min.
    Opmerking: Milrinon aangevuld media vereist heel eicel collectie, evenals eicel micro-injectie en de 24 uur cultuur hold periode na siRNA.
  3. Halen de eierstokken van de vrouwelijke muizen met gevestigde laboratorium beoefent 15 en over te dragen aan een nieuwe cultuur schotel met voorverwarmde en in evenwicht MEM / BSA / milrinon.
  4. Plaats de cultuur schotel op het podium van een stereomicroscoop voor eicel collectie. Vrijkomen cumulus-eicel complexen (COC's) door het handmatig doorboren de antrale follikels met 27 G naalden. Bevestig een eierstok aan de bodem van de kweekschaal met een 27 G naald bevestigd aan een injectiespuit 1 ml, en moet een tweede naald alle grote follikels doorboren. Herhaal dit voor elke eierstok.
  5. Met behulp van standaard procedures mond pipetteren of ander eicel aspiratie, verzamel oöcyten die zijn omgeven door 2 of meer lagen compacte cumulus cellen. Breng de COC's een nieuwe schaal en incubeer bij 37 ° C gedurende 1 uur.
  6. Haal de omringende cumulus cellen door herhaalde voorzichtig pipetteren met een pipet 1 ml ingesteld op een aspiratie volume van 750 pi. Herhaal de pipetteren stap ongeveer 12 keeren laat de oöcyten te herstellen gedurende 5 min. Ga zo verder totdat alle of de meeste van de cumulus cellen zijn verwijderd. Breng de blootgelegde oöcyten om een ​​kweekschaal om de temperatuur bij 37 ° C gedurende 15 min.
  7. Verdeel de blootgelegde oöcyten in drie experimentele groepen worden gebruikt: (i) micro-injectie van siRNA's tegen doelwit van belang, (ii) micro-injectie van onspecifieke (control) siRNAs, en (iii) een niet-geïnjecteerde controlegroep verantwoorden kweekomstandigheden.

3. Eicel micro-injectie

  1. Opgericht kweekplaten met 3 ml M2 medium aangevuld met milrinon (1 ug / ml) voor oöcyt micro-injectie. Bereid cultuur gerechten met MEM / BSA / milrinon voor het wassen en de daaropvolgende cultuur van de geïnjecteerde eicellen.
    Opmerking: M2 medium bevat HEPES buffer en vereist voorverwarmen bij 37 ° C gedurende 15 min onder atmosferische omstandigheden. MEM vereist pre-opwarming en verevening met behulp van medische gassen zoals beschrevend hierboven.
  2. Bereid de micro-injectie systeem. Laad de injectienaald met 5 ul van 1 uM specifieke siRNA-oplossing. Bevestig het bedrijf pipet en injectienaald te micromanipulators van de micro-injectie systeem en het opzetten van de injectie-eenheid met gekalibreerde volume en druk.
  3. Plaats een 200 ul micro-druppel M2 media aan de binnenzijde van het deksel van een 3 cm kweekschaal en voeg een eicel te zetten en uitlijning van de micro-injectie systeem.
  4. Met behulp van de eicel als een gids, stel de positie van het bedrijf en injectienaalden. Breng negatieve druk op het bedrijf pipet zachtjes zet de eicel en de positie van de injectienaald aan te passen aan het breedste diameter van de cel. Instellingen aanpassen om micro-injectie van ongeveer 10 pl van de siRNA-oplossing mogelijk te maken overal in de eicel cytoplasma.
    Figuur 1
    Figuur 1. Eicel micro-injectie opgezet. ( (B) Groep profase-I gearresteerd eicellen (GV-fase) voor micro-injectie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
  5. Zet de deksel op de stereomicroscoop podium en voeg 200 ul micro-druppel vers medium M2. Een groep van eicellen (~ 10) aan de micro-drop via de mond pipetteren of alternatieve methoden, dan terug het deksel met micro-neerzetten aan de micro-injectie podium.
    1. Overgaan tot de individuele eicellen microinject. Bevestig een eicel met die pipet langzaam steek de punt van de injectienaald in het cytoplasma en uitzetting van het injectievolume van siRNA oplossing. Intrekken zorgvuldig de injectienaald en move de geïnjecteerde eicel naar een positie onder in de micro-drop. Verplaats succesvol geïnjecteerde oöcyten naar een positie aan de bovenkant van de micro-drop.
    2. Herhaal de procedure micro-injectie bij elke oöcyt. Om een ​​optimale leefbaarheid eicel, microinject slechts een klein aantal eicellen te houden op een moment. Ervoor zorgen dat dit proces niet meer dan een paar minuten op temperatuur en pH veranderingen in het micro-schommelingen te voorkomen.
  6. Aspireren succes geïnjecteerd eicellen of voorzichtig te verplaatsen van het deksel met de micro-drop van geïnjecteerde eicellen aan de stereomicroscoop. Breng de geïnjecteerde levensvatbare oöcyten oraal pipetteren of alternatieve methoden, naar / BSA / milrinon medium te wassen en te equilibreren bij 37 ° C MEM.
  7. Een andere groep oöcyten, herhaalt de micro-injectie proces een nieuwe injectienaald geladen met aspecifieke siRNA's van de controlegroep. Was de eicellen in MEM / BSA / milrinon en transfer naar een aparte cultuur schotel.
  8. Cultuur alle groepenoöcyten voor 24 uur in MEM / BSA / milrinon bij 37 ° C onder een atmosfeer van medisch gas.
    Opmerking: De 'milrinon blok' kweekperiode is nodig voor een efficiënte doelwit mRNA / eiwit uitputting.

4. Eicel Cultuur voor Meiotische rijping

  1. DAG 4: Voor elke experimentele groep van eicellen set-up 4 cultuur gerechten (35 mm) met 3 ml MEM / BSA. Supplement één media schotel per groep 10% (hoge kwaliteit) foetaal runderserum (FBS) dat voor rijping van oöcyten. Sta alle cultuur gerechten in evenwicht komen bij 37 ° C met medische gasmengsel.
  2. Om eicellen vrijgeven van "milrinon block", achtereenvolgens wassen van de eicellen driemaal in schalen met MEM / BSA en breng de oöcyten om de rijping schaaltje met medium met 10% FBS. Culture alle eicel groepen voor 17 uur bij 37 ° C, om hervatting van de meiose en progressie mogelijk.
  3. DAG 5: Bereid oplossingen voor eicel fixatie, waaronder: (i) 4% paraformaldehyde (PFA) in PEM buffer (100 mM PIPES [pH 6,9], 1 mM MgCl2, 1 mM EGTA) met 0,5% Triton-X 100, en (ii) PBS aangevuld met 5 % FBS die wordt gebruikt voor wassen en blokkeren de eicellen.
    Opmerking: Deze oplossingen vereisen vooraf opwarmen tot 37 ° C voorafgaand aan fixatie eicel.
  4. Voor eicel fixatie (na 17 uur kweek), snelle elke experimentele groep eicellen overdragen via de mond pipetteren of alternatieve werkwijzen in individuele putjes (een 4-putjes) met 750 ul voorverwarmde 4% PFA-oplossing en incubeer bij 37 ° C gedurende 1 uur. Vervolgens wast elke groep oöcyten 3 keer (15 minuten elk) in 750 pl voorverwarmde PBS bevattende 5% FBS.
  5. Block eicellen in 200 ul PBS / 5% FBS O / N bij 4 ° C om niet specifieke binding te minimaliseren antilichaam.

5. Immunofluorescentie analyse

  1. DAG 6:
    Opmerking: Immunokleuring wordt uitgevoerd in een multi-putjesplaat en OOCYtes worden serieel overgedragen aan opeenvolgende putten, met respectieve antilichaam en wasoplossingen. Ofwel 48 of 96-well platen kunnen worden gebruikt, alleen het volume van de oplossing aanpassen op basis van goed formaat. Voor 96-putjes platen gebruiken 200 ul per putje. Eicellen worden overgebracht naar de verschillende oplossingen in de volgende volgorde: primaire antilichaam oplossing - 3 wash putten - secundair antilichaam oplossing - 3 wassen putten. Blootstelling aan licht de plaat kan worden afgedekt met folie te beperken.
    Bereid verse PBS / 5% FBS en deze oplossing antilichaam verdunningen bereiden (bijvoorbeeld konijn anti-pericentrin (1 / 1.000), muizen anti-tubuline (1 / 1.000)).
  2. Breng de vaste eicellen van elke experimentele groep individuele putjes die 200 ul (of 100 pl, indien minder volume gewenst) van de primaire antilichaamoplossing en bedekken het goed met parafilm. Incubeer volgens optimale antilichaam-specifieke omstandigheden (bijvoorbeeld 37 ° C gedurende 1 uur of 4 ° CO / N).
    Opmerking: Primaire antilichaam dilution en specifieke incubatietijd en temperatuur vereisen testen om de optimale omstandigheden voor de verschillende gebruikte antilichamen te bepalen.
  3. Na incubatie met het primaire antilichaam, was de eicellen drie keer in PBS / 5% FBS (10-15 min elk).
  4. Breng de eicellen in de oplossing die fluorescent-geconjugeerde secundaire antilichamen (bijvoorbeeld 1/1000 verdunning van anti-konijn en anti-muizen-antilichamen geconjugeerd met fluorochromen van verschillende golflengten). Incubeer gedurende 1 uur bij 37 ° C.
  5. Was de eicellen drie keer in PBS / 5% FBS (10 - 15 min elk).
  6. Na de laatste wasstap, de overdracht van de eicellen op een schoon glasplaatje en zachtjes zuigen de overtollige wasoplossing. Dit zal immobiliseren oöcyten op het glasoppervlak. Voeg 8 ul van de montage media (met DAPI) en voorzichtig overlay de montage media met een 22 mm x 22 mm dekglas. Laat de dekglaasje langzaam om te voorkomen dat luchtbellen en / of beschadiging van de eicellen.
    Opmerking: Als alternatief voor het 3-dimensionale eigenschappen van de eicel voor confocale microscopie analyse handhaven, voeg een klein volume van 100 urn glasparels (gemengd met vaseline) aan de hoeken van het dekglas vóór montage op de dia.
  7. WINKEL slides bij 4 ° C, of ​​op de beoordeling van de meiotische progressie en de analyse van expressieniveaus en subcellulaire lokalisatie eiwit met behulp van een fluorescentiemicroscoop uitgerust met de nodige filters naar de secundaire antilichamen gebruikt passen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Micro-injectie van siRNAs een effectieve aanpak voor mRNA afbraak en daaropvolgende eiwit depletie in oöcyten die efficiënt en zeer specifieke functionele testen van verschillende doelwit factoren in vitro mogelijk maakt. Vervolgens wordt immunofluorescentie gebruikt voor specifieke fenotype analyse en eiwit uitputting valideren siRNA-geïnjecteerde oöcyten. In het huidige voorbeeld, fluorescent etikettering van individuele eicellen met DAPI samen met anti-tubuline en anti-pericentrin antilichamen ingeschakeld: (i) een bevestiging van pericentrin uitputting, evenals (ii) een uitgebreide beoordeling van zowel chromatine en meiotische spindel configuraties in controle en pcnt - uitgeput eicellen.

Representatieve immunofluorescentie beelden oöcyten gemicroinjecteerd met aspecifieke control of pcnt siRNAs zijn weergegeven in figuur 2 7. Na een 17 uur cultuur meeste controle oöcyten tot de metafase-II herte en bevatten georganiseerde meiose spindels met uitgelijnde chromosomen en heldere pericentrin etikettering op de spindel polen (Figuur 2A). Met name werd pericentrin niet gedetecteerd in oocyten geïnjecteerd met pcnt siRNA bevestigt efficiënte knockdown eiwit in deze cellen. Bovendien is de meerderheid van de pcnt verarmd oöcyten bleef op de metafase-I fase en vertonen ongeorganiseerd spindel structuren uitgelijnd chromosomen (Figuur 2B). De weinige-pcnt uitgeputte eicellen die gevorderd tot metafase-II ook tentoongesteld verstoord spindels (figuur 2C).

Figuur 2
Figuur 2. Immunofluorescentie analyse van meiotische spindel organisatie muizen oöcyten Representatieve beelden van oöcyten geïnjecteerd met hetzij (A) controle niet-specifieke siRNA of (B, C) ​​bepaalde pcnt. -siRNA. Eicellen werden dubbel gelabeld met anti-pericentrin (rood) tezamen met een anti-geacetyleerde α-tubuline antilichaam voor de detectie van microtubuli (groen). DNA werd gelabeld met DAPI en wordt getoond in blauw. De inzet toont een 2x vergroting van de spindel pole gebied. Pijlen duiden verkeerd chromosomen. * Spindel pole. Pb: Eerste polaire lichaam. Schaalbalk van 10 urn. Dit cijfer is aangepast van Ma en Viveiros, 2014 7. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Tabel 1. Recept voor bereiding van MEM. Overzicht van alle reagentia en specifieke hoeveelheden die nodig zijn om 250 ml MEM bereiden. De media filter gesteriliseerd via een 0,45 micrometer celluloseacetaat (CA) membraanfiltereenheid en bewaard bij 4 ° C gedurende maximaal 7 dagen.

Chemisch Amount
Earle's Balanced Salt Solution (10x) 25 ml
Natriumbicarbonaat 0,550 g
Pyrodruivenzuur 0,0063 g
Penicilline G 0,0188 g
Streptomycinesulfaat 0,0125 g
L-Glutamine 0,073 g
EDTA, dinatriumzoutdihydraat 0,1 mg
Essentiële aminozuren (50x) 5,0 ml
MEM Vitamine Mengsel (100x) 2,5 ml
Fenolroodoplossing 0,2 ml
Bovine Serum Albumine (BSA) 0,75 g

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Hoewel er meerdere werkwijzen voor het exogene nucleïnezuur overdracht somatische cellen, zoals elektroporatie en transfectie, microinjectie is de optimale methode voor afgifte van RNA moleculen in transcriptioneel rustende muizen oöcyten. Het huidige protocol levert een effectieve aanpak voor in vitro depletie van specifieke mRNAs die de functionele testen van verschillende spil en / of MTOC geassocieerde factoren bij oöcyten mogelijk. Deze aanpak resulteert in een efficiënte transcript uitputting en is zeer flexibel. Hoewel siRNA's werden gebruikt om specifiek te richten pcnt transcripten, kunnen soortgelijke omstandigheden worden toegepast op vrijwel elk gen van belang te richten.

Verschillende aspecten van dit protocol, met inbegrip van de eicel collectie, cultuur en manipulatie vereisen praktijk en ervaring om eicel kwaliteit te behouden en om technische artefacten te vermijden. Schommelingen in de pH en / of temperatuur van het kweekmedium moet worden voorkomen door te werken expediently en zorgvuldig. Micro-injectie van kleine groepen van eicellen en de beschikbaarheid van een verwarmde fase van de micro-injectie systeem nadelige veranderingen temperatuur begrenzen. Het gebruik van vooraf gevalideerde siRNA wordt aanbevolen en efficiënte doeleiwit depletie vereist bevestiging door immunofluorescentie of Western blotting. Sommige stappen zullen aanpassing vereisen verschillende genen van belang te richten. Bijvoorbeeld, de aanbevolen 24 hr 'bewaarperiode in milrinon-gesupplementeerd medium effectief voor verschillende siRNA's. Dit kan echter tijdsperiode correcties voor zeer overvloedige mRNA's en / of doelwiteiwitten vereisen bijzonder lange halfwaardetijden, of kunnen worden ingekort minder overvloedig targets. Toch is het belangrijk te bedenken dat eicelkwaliteit en meiotische potentieel worden best conservering periodes greep van 24 uur of minder. Wees voorzichtig met de eicel handling is ook nodig tijdens de fixatie en immunofluorescentieanalyse. Eicel fixatie bij 37 ° C beperkt microtubule depolymersatie, die beter optreedt bij lagere temperaturen, en behoudt meiotische spindel structuur. Echter, kan het nodig zijn deze voorwaarden worden aangepast, afhankelijk van het doel eiwit van belang. Daarnaast moeten ook optimale omstandigheden voor immunofluorescentie (dwz antilichaamconcentraties evenals incubatietijd en temperatuur) worden vastgesteld voor alle antilichamen van belang, en getest rigoureus voorafgaand aan het uitvoeren van de siRNA micro-injectie.

Deze techniek kan niet effectief afbreken zeer overvloedige eiwitten binnen een redelijke termijn die de eicel kwaliteit en competentie houdt om meiotische deling te ondergaan, als eicel levensvatbaarheid alleen kan worden volgehouden voor een beperkte tijd in de cultuur. Hypomorph fenotypes kan worden waargenomen met gedeeltelijke knock-down van het doel transcripties. Echter, kan co-injectie van specifieke morpholinos worden gebruikt als een parallelle strategie bijkomende inhibitie van de vertaling. Er zijn ook een aantal beperkingen met betrekking tot potentiële downstream analysis dat mogelijk met gemicroinjecteerd eicellen zijn. Zo kan de gewenste hantering en uitgebreid cultuur eicel vermogen om succesvolle in vitro fertilisatie (IVF) ondergaat en de weg aan de studie van functionele effecten op pre-implantatie embryo-ontwikkeling te beperken. Bovendien grote aantallen individuen moeilijk te bereiken met deze benadering die nodig zijn voor sommige stroomafwaartse toepassingen, zoals immunoblotting of biochemische assays.

Ondanks enkele beperkingen, deze benadering effectief bevordert in vitro depletie van specifieke mRNA's die het functioneel testen van verschillende factoren maakt in eicellen en is met succes door verschillende onderzoeksgroepen gebruikt. Verlies-van-functie analyse in eicellen meestal gaat het genereren van (voorwaardelijke) knockout of transgene RNAi muismodellen. Beide benaderingen zijn arbeids- en tijdsintensief. Daarentegen, in vitro siRNA micro-injectie kan gemakkelijk worden gebruikt voor tests met significantminder tijd en middelen. Het is een bijzonder waardevolle aanpak om inzicht van functionele implicaties van een doelwit eiwit te krijgen alvorens de taak van het genereren van een knockout / transgene muismodel.

De combinatie van siRNA micro-injectie en immunofluorescentie analyse een krachtig analytisch hulpmiddel voor de studie van eiwitexpressie en subcellulaire distributie patronen tijdens de verschillende stadia van de meiotische progressie naar aanleiding siRNA doeleiwit uitputting. Mogelijke verschillen in siRNA werkzaamheid van eicel tot eicel duidelijk herkenbaar is en zorgen voor een nauwkeurige correlatie tussen succesvolle doelproteïne uitputting en fenotypische / functionele analyse. Verdere ontwikkeling van protocollen voor de co-injectie van specifieke siRNA moleculen bedekte messenger RNA codeert histon H2B-GFP-fusie-eiwitten (of ander fluorescerend gemerkte merkers) de beoordeling van de doeleiwit functie in real-time door levende cel inschakelenl beeldvorming.

Kortom, met geoptimaliseerde omstandigheden, siRNA micro-injectie voor transcriptie silencing een waardevolle mechanistische benadering om de functie van specifieke doeleiwitten in muizen oöcyten te testen op een cel per cel basis, vooral in combinatie met andere krachtige analytische instrumenten zoals immunofluorescentie analyse. Deze gecombineerde aanpak werd gebruikt om MTOC-geassocieerde eiwitten succes afbreken en evalueren meiotische spindel formatie.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Reagents
Pregnant Mare's Serum Gonadotropin (PMSG) EMD Biosciences 367222
Minimal Essential Medium (MEM) *Recipe outlined in Table 1
Earle's Balanced Salt Solution (10x) Sigma E-7510
Sodium Bicarbonate Sigma S-5761
Pyruvic Acid, sodium salt  Sigma P-5280
Penicillin G, potassium salt  Sigma P-7794
Streptomycin Sulfate  Sigma S-9137
L-Glutamine  Sigma G-8540
EDTA, disodium salt dihydrate  Sigma E-4884
Essential Amino Acids (50x) Gibco  11130-051
MEM Vitamin Mixture (100x) Sigma M-6895
Phenol Red solution Sigma P-0290
Bovine Serum Albumin (BSA) Sigma A1470
Milrinone Sigma M4659
Fetal Bovine Serum (FBS) Hyclone SH30070.01
EmbryoMax M2 Media with Hepes EMD Millipore MR-015-D
siRNAs targeting Pericentrin Qiagen GS18541
Negative control siRNAs  Qiagen SI03650318
Paraformaldehyde (16% solution) Electron Microscopy Sciences 15710
Triton-X Sigma T-8787
Phosphate Buffered Saline (PBS) Hyclone SH30028.02
Anti-Pericentrin (rabbit) Covance PRB-432C
Anti-acetylated a-tubulin (mouse) Sigma T-6793
Goat anti-rabbbit Alexa Fluor 488 Invitrogen A-21430
Goat anti -mouse Alexa Fluor 555 Invitrogen A-11017
Major Equipment
Stereomicroscope (SMZ 800) Nikon
Upright Fluorescent Microscope Leica Microsystems
Inverted Microscope Nikon 
Femtojet Micro-injections System Eppenforf
Micro manipulators Eppendorf
Micro-injection needles (femtotips) Eppendorf 930000035
Holding pipettes (VacuTip) Eppendorf 930001015
Plasticware
35 mm culture dishes Corning Life Sciences 351008
4-well plates Thermo Scientific 176740
96 well plates Corning Life Sciences 3367
0.45 mm CA Filter System Corning Life Sciences 430768

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Nagaoka, S. I., Hassold, T. J., Hunt, P. A. Human aneuploidy: mechanisms and new insights into an age-old problem. Nat Rev Genet. 13 (7), 493-504 (2012).
  2. Hassold, T. J., Hunt, P. A. To err (meiotically) is human: the genesis of human aneuploidy. Nat Rev Genet. 2 (4), 280-291 (2001).
  3. Szollosi, D., Calarco, P., Donahue, R. P. Absence of Centrioles in the First and Second Meiotic Spindles of Mouse Oocytes. J Cell Sci. 11 (2), 521-541 (1972).
  4. Manandhar, G., Schatten, H., Sutovsky, P. Centrosome Reduction During Gametogenesis and Its Significance. Biol Reprod. 72 (1), 2-13 (2005).
  5. Zimmerman, W. C., Sillibourne, J., Rosa, J., Doxsey, S. J. Mitosis-specific anchoring of gamma tubulin complexes by pericentrin controls spindle organization and mitotic entry. Mol Biol Cell. 15 (8), 3642-3647 (2004).
  6. Ma, W., Baumann, C., Viveiros, M. M. NEDD1 is crucial for meiotic spindle stabilty and accurate chromosome segregation in mammalian oocytes. Dev Biol. 339 (439-450), (2010).
  7. Ma, W., Viveiros, M. M. Depletion of pericentrin in mouse oocytes disrupts microtubule organizing center function and meiotic spindle organization. Mol Reprod Dev. 81 (11), 1019-1029 (2014).
  8. Bouniol-Baly, C., et al. Differential Transcriptional Activity Associated with Chromatin Configuration in Fully Grown Mouse Germinal Vesicle Oocytes. Biol Reprod. 60 (3), 580-587 (1999).
  9. De La Fuente, R., Eppig, J. J. Transcriptional Activity of the Mouse Oocyte Genome: Companion Granulosa Cells Modulate Transcription and Chromatin Remodeling. Dev Biol. 229 (1), 224-236 (2001).
  10. Hodgman, R., Tay, J., Mendez, R., Richter, J. D. CPEB phosphorylation and cytoplasmic polyadenylation are catalyzed by the kinase IAK1/Eg2 in maturing mouse oocytes. Development. 128 (14), 2815-2822 (2001).
  11. De La Fuente, R. Chromatin modifications in the germinal vesicle (GV) of mammalian oocytes. Dev Biol. 292 (1), 1-12 (2006).
  12. Wianny, F., Zernicka-Goetz, M. Specific interference with gene function by double-stranded RNA in early mouse development. Nat Cell Biol. , 270-275 (2000).
  13. Svoboda, P., Stein, P., Hayashi, H., Schultz, R. M. Selective reduction of dormant maternal mRNAs in mouse oocytes by RNA interference. Development. 127 (19), 4147-4156 (2000).
  14. Svoboda, P. Renaissance of mammalian endogenous RNAi. FEBS Letters. 588 (15), 2550-2556 (1016).
  15. Behringer, R., Gertsenstein, M., Nagy, K., Nagy, A. Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manual. , Fourth Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press. (2014).

Tags

Molecular Biology eicel meiose spindel microtubuli korte interfererende RNA (siRNA) microtubule organiserende centra (MTOCs) pericentrin tubuline chromosoom
Meiotische Spil Assessment in Muis Eicellen door siRNA-gemedieerde silencing
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Baumann, C., Viveiros, M. M. Meiotic More

Baumann, C., Viveiros, M. M. Meiotic Spindle Assessment in Mouse Oocytes by siRNA-mediated Silencing. J. Vis. Exp. (104), e53586, doi:10.3791/53586 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter