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Bioengineering

Produzione di geneticamente criceti dorati siriani di pronuclei iniezione del complesso CRISPR/Cas9

Published: January 9, 2018 doi: 10.3791/56263
* These authors contributed equally

Summary

Pronuclei iniezione (PN) del cluster regolarmente intervallate brevi ripetizioni palindromi (CRISPR) e sistema di CRISPR-collegato della proteina-9 nucleasi (CRISPR/Cas9) è un metodo altamente efficiente per produrre geneticamente criceti dorati siriani. Qui, descriviamo il protocollo dettagliato di PN iniezione per la produzione di gene knockout criceti con il sistema CRISPR/Cas9.

Abstract

La tecnica di iniezione pronuclei (PN) è stata fondata in topi per introdurre materiale genetici estraneo in pronuclei di embrioni in fase uno-cella. Materiale genetico introdotto può integrarsi nel genoma embrionale e generare animali transgenici con stranieri informazioni genetiche dopo il trasferimento degli embrioni iniettati per favorire le madri. Dopo il successo nei topi, iniezione di PN è stato applicato con successo in molte altre specie animali. Recentemente, iniezione PN è stato impiegato con successo per introdurre i reagenti con gene-modifica attività, quali il sistema CRISPR/Cas9, per ottenere le modifiche genetiche site-specifiche in laboratorio diversi e specie animali da fattoria. Oltre alla padronanza il set speciale di microiniezione competenze per la produzione di animali geneticamente modificati mediante iniezione di PN, i ricercatori devono capire la fisiologia della riproduzione e il comportamento delle specie bersaglio, perché ogni specie presenta unico sfide. Ad esempio, criceto siriano embrioni hanno unica gestione requisiti in vitro tale che tecniche di iniezione di PN non erano possibili in questa specie fino alle recenti scoperte dal nostro gruppo. Con il nostro protocollo per volta specie iniezione PN, siamo riusciti a produrre diversi knockout del gene (KO) e knockin criceti (KI), che sono stati utilizzati con successo per malattie umane modello. Qui descriviamo la procedura di iniezione di PN per la consegna del complesso CRISPR/Cas9 per gli zigoti del criceto, le condizioni di manipolazione dell'embrione, le procedure di trasferimento dell'embrione, e allevamento necessaria per produrre geneticamente modificati criceti.

Introduction

Criceto siriano dorato (Mesocricetus auratus) è uno dei roditori più ampiamente usati per la ricerca biomedica. Secondo l'US Department of Agriculture, circa 100.000 criceti sono stati usati negli Stati Uniti nel 2015, che rappresentano il 13% di utilizzo degli animali di laboratorio totale tra specie contemplate dall'Animal Welfare Act (http://www.aphis.usda.gov; letta 10 marzo 2017).

Il criceto offre parecchi vantaggi sopra altri roditori nello studio di un certo numero di malattie umane. Ad esempio, l'istopatologia dell'ammina N-nitrosobis(2-oxopropyl) (BOP) indotto da adenocarcinomi duttali in criceto è simile a tumori pancreatici umani, mentre BOP trattamento induce principalmente tumori della tiroide nei ratti e del polmone e tumori del fegato in topi1. Perché i criceti sono il solo piccolo roditore trovato per supportare la replica di adenovirus, sono anche il modello di scelta per i test basati su adenovirus oncolitici vettori e farmaci anti-adenovirus2,3,4. Un altro esempio in cui il modello di criceto offre un vantaggio su topi e ratti è nello studio di iperlipidemia. Gli esseri umani e criceti esibiscono molte somiglianze nelle vie metaboliche del lipido ed entrambe le specie portano il gene che codifica la proteina di trasferimento dell'estere del colesterile (CETP), che svolge un ruolo centrale nel lipido metabolismi, mentre CETP è assente in topi e ratti5. Inoltre, criceti sviluppano malattia emorragica più rappresentativa della manifestazione umana dopo esposizione a Ebola virus6. I criceti sono anche i modelli di scelta per lo studio di aterosclerosi7, carcinoma orale8e myopathies infiammatori9. Recentemente, è stato dimostrato anche che i criceti sono altamente suscettibili all'infezione del virus di Ande e sviluppano hantavirus polmonare sindrome-come la malattia, fornendo il modello solo roditore di Andes virus infezione10.

Per affrontare il bisogno insoddisfatto per romanzo genetiche modelli animali studiare le malattie umane, dove nessun modello di roditore piccolo affidabile è disponibile, siamo recentemente riusciti nell'applicare il sistema CRISPR/Cas9 per il criceto e hanno prodotto geneticamente diverse linee di criceti derivati dal11. Zigoti criceto sono altamente sensibili ad ambienti ambientali tali che i protocolli di iniezione PN sviluppati in altre specie non sono adatti. Di conseguenza, abbiamo sviluppato un protocollo di iniezione PN per il criceto che soddisfa i requisiti speciali per la movimentazione di criceto embrioni in vitro. Qui, descriviamo la procedura dettagliata di iniezione PN utilizzando il sistema CRISPR/Cas9 e accompagnamento di Spagna, dalla preparazione della singola guida di RNA (sgRNA) per il trasferimento di embrioni iniettati nelle femmine destinatario.

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Protocol

Le procedure descritte in questo protocollo sono state approvate dal istituzionale Animal Care e uso Committee (IACUC) della Utah State University (protocollo IACUC: 2484). Criceti utilizzate nel presente protocollo sono adulti (6-10 settimane di età) LVG ceppo criceti dorati siriani. Tutti i criceti sono alloggiati in Vivario presso il centro Bioinnovation, Utah State University. Temperatura ambiente è impostato a 23 ° C, umidità è fissato al 40-50% e ciclo di luce è impostato 14:00 (luce: scuro). Quando possibile, le procedure di manipolazione e surugical di embrione devono essere eseguite con tecniche sterili.

1. sgRNA e Cas9/sgRNA ribonucleoproteine (RNP) preparazione

  1. Sintetizzare sgRNAs in vitro trascrizione procedure descritte nel manuale del kit di sintesi (tabella materiali, Supplement 1).
  2. Per assemblare ribonucleoproteine, mescolare 2 µ g di Cas9 con 1 µ g di sgRNA e incubare la miscela a temperatura ambiente per 10-15 min. Iniettabile di PN, fare una soluzione di lavoro alla concentrazione di 100 ng / µ l Cas9 e sgRNA di 50 ng / µ l con 10 mM di tampone TE (RNAsi libera, Materiali tavolo).

2. vasectomia preparazione

Nota: Vasectomia viene eseguita su criceti maschi a 6-8 settimane di età. La chirurgia dovrebbe essere eseguita 10-14 giorni prima del primo accoppiamento. Sterilità è confermata da gravidanze non riuscite da accoppiarsi con femmine fertili. Vasectomia maschi possono essere usati normalmente per un anno prima che diventino meno sessualmente attivi.

  1. Anestetizzare i maschi per iniezione intraperitoneale (i.p.) di chetamina/xilazina con una dose di 40 mg/kg (ketamina) e 10 mg/kg (xilazina). Confermare l'anestesia dalla mancanza di una reflex pedale (pizzico di punta).
  2. Posare il criceto sedato in decubito dorsale su un foglio di tessuto asciutto. Sciacquare l'addome con tre turni di antisettici trattamenti alternando chirurgico macchia soluzioni tra il 70% di alcool e povidone-iodio.
  3. Praticare un'incisione verticale con forbici chirurgiche a partire da 1,5 cm cranialmente il prepuzio che si estende 1 cm per ogni lato da metà di linea (Figura 1a). Incidere la pelle, il tessuto sottocutaneo e la linea alba per accedere allo spazio peritoneale (Figura 1b).
  4. Applicare una leggera pressione alla parte caudale dello scroto per forzare i testicoli e il tessuto grasso fuori. Afferrare i deferens delicatamente con la pinzetta e separare con cura il vaso sanguigno da vas con un secondo set di pinze (Figura 1C).
  5. Tenere il dotto deferente con pinze per formare un anello. Riscaldare la punta di un altro forcipe in fiamma fino a quando è rosso e quindi utilizzarlo per rimuovere il ciclo dei vasi deferenti. Inserire il tessuto grasso e testicoli torna all'addome. Rimuovere il dotto deferente dal lato avversario con le stesse procedure.
  6. Sutura della muscolatura prima seguita da sutura della pelle. Metti l'animale su un pad caldo in una gabbia per 30 min fino a quando l'animale recupera. Osservare l'animale fino a quando non riprende la normale attività.

3. donatore/ricevente criceto preparazione programma

  1. Monitorare e registrare cicli estrali.
    Nota: Criceti femminili hanno un ciclo estrale stabile 4-giorni sia salvaguardata immediatamente dopo il parto. Le femmine il primo giorno di estro possono essere identificate dallo scarico vaginale opaco, giallastro e appiccicoso (Figura 2a). Femmine il giorno 4 di estro possono essere identificate dal muco trasparente, appiccicoso (Figura 2b).
  2. Per superovulazione del criceto di donatore, superovulate le femmine sessualmente mature (> 6 settimane) il primo giorno del ciclo estrale mediante iniezione di IP della gonadotropina del siero di cavalla gravida (PMSG; disciolto in PBS come 50 UI/mL) (tabella 1) tra 9-12 AM.
    Nota: PMSG è per l'induzione della superovulazione, ma non per la sincronizzazione del ciclo estrale.
  3. 80 - 84 h dopo l'iniezione di PMSG (giorno 4, 6-8 PM), posizionare le femmine in gabbia con i maschi per l'accoppiamento. I criceto accoppiamenti non provocano copulazione spine, garantire accoppiamenti successo guardando gli accoppiamenti.
  4. Preparare le femmine pseudopregnant con l'accoppiamento le femmine sessualmente mature il giorno 4 di estro con maschi vasectomia. Il calendario per la preparazione di femmine donatore e ricevente sono riportati nella tabella 2.
    Nota: Le femmine gravide vere utilizzabile anche come destinatari, cioè, le femmine con un cappotto colore distinguibile dal colore dorato arruffato con i maschi fertili di colore stesso. Cuccioli derivati dal trasferimento dell'embrione possono essere identificati basato su colori del cappotto. Un potenziale vantaggio nell'utilizzo di femmine gravide vere è che gli embrioni in modo endogeno prodotti sarebbero garantire riuscite gravidanze e aiutare embrioni PN iniettato per l'impianto; un potenziale svantaggio nell'utilizzo di femmine gravide vere come destinatari è che PN iniettato embrioni necessità di competere con in modo endogeno prodotto embrioni per l'impianto.

4. zigote isolamento

  1. Preparare il terreno di coltura (HECM-9; ricetta viene descritta nel supplemento 2), come descritto in precedenza in McKiernan e Bavister12.
  2. Un giorno prima dell'iniezione di PN, preparare zigote manipolazione piatti (25 µ l/goccia) e una goccia di iniezione di PN (100 µ l) nel coperchio di un piatto di 35 mm con HECM-9. Poi coprire le gocce medie con olio minerale. Medio di equilibrio in un incubatore durante la notte le seguenti condizioni: 37,5 ° C, 10% CO2, 5% O2, 85% N2 e 100% di umidità.
  3. Il giorno previsto per l'iniezione di PN, preparare piatti consuntivazione dell'embrione (1 criceto piatto/donatore) con HECM-9 e memorizzare tutti i piatti nell'incubatrice fino all'utilizzo.
  4. Eutanasia superovulated criceti con CO2.
  5. Ovidotto isolamento
    1. Posizionare un criceto femmina eutanasizzato in decubito dorsale su un telo chirurgico o carta velina e preparare l'addome con uno spray di etanolo 70%.
    2. Tenere la pelle e strato del muscolo addominale al midline saldamente e fare un'incisione. Incise il peritoneo per esporre gli organi addominali.
    3. Afferrare uno dei corni uterini con un forcipe fine e ritrarre il tessuto dall'addome. Separare l'utero dal tessuto Mesometrio e grasso. Fare un taglio tra l'ovidotto e dell'ovaia e un secondo taglio adiacente alla giunzione del ovidotto e dell'utero (includono una piccola parte dell'utero). Posizionare le due ovidotti nello stesso filo piatto.
  6. Lavare e raccogliere zigoti
    1. Sotto il microscopio di dissezione, afferrare il lato del corno uterino con un forcipe di Dumont #5 e inserire un ago fatti in casa (Figura 3) il lume dell'ovidotto dalla fine infundibular e sciacquare l'ovidotto con 300-400 µ l di terreno di HECM-9.
    2. Raccogliere gli zigoti immediatamente e lavare due volte con il piatto di movimentazione di medie HECM-9. In questa fase di sviluppo, tutti gli zigoti dovrebbe essere denudati da cellule del cumulo.
    3. Posizionare gli zigoti in un'incubatrice (37,5 ° C, 10% CO2, 5% O2, 85% N2 e 100% umidità) immediatamente dopo la raccolta per ridurre al minimo l'esposizione alla luce.

5. PN iniezione

  1. Scongelare il RNP Cas9/sgRNA sul ghiaccio e mantenere il complesso sul ghiaccio durante l'intero processo di iniezione di PN.
  2. Caricare gli aghi per iniezione con soluzione Cas9/sgRNA RNP immediatamente prima degli esperimenti di iniezione. Posizionare l'estremità posteriore di aghi iniettori nella provetta contenente la soluzione di Cas9/sgRNA RNP e consentire la soluzione di Cas9/sgRNA RNP riempire l'ago per azione capillare.
  3. Preparare il piatto di iniezione e gli aghi. Riempire la pipetta titolare con olio minerale all'interno di ~ 3 mm della curva dell'ago titolare. Collocare il supporto in microinjector con la punta dell'ago orizzontale sul fondo del piatto e riempire la punta dell'ago con il mezzo di aspirazione. Impostare l'ago per iniezione ad un angolo di 10-15° opposto titolare.
  4. Iniezione di PN
    1. Identificare uno zigote ed aspirare un bene con l'ago del titolare. Idealmente, i pronuclei maschili e femminili sono all'interno della stessa gamma focale e parallelo stato allineato al titolare.
    2. Penetrare la zona e i pronuclei maschile (posizione 3) con l'ago per iniezione.
    3. Ritirare l'ago per iniezione rapidamente una volta che il pronucleo si gonfia per impedire che il nucleo aderendo all'ago e per evitare di danneggiare il pronucleo.

6. zigoti trasferimento ai criceti Pseudopregnant

  1. Anestetizzare un criceto pseudopregnant (lo stesso modo come descritto nella precedente sezione vasectomia) e adagiarlo su un telo chirurgico o asciutto carta velina in decubito ventrale.
  2. Applicare lubrificanti occhio agli occhi dell'animale per prevenire la secchezza degli occhi e coprire la testa con un panno o carta per proteggere gli occhi dalla luce. Preparare la funzione laterale del corpo attraverso la rasatura una zona della pelle di circa 4 x 4 cm su ogni lato del corpo seguito da applicare 3 volte di povidone-iodio scrub e gommage di etanolo 70% 3 volte. Fare un'incisione verticale di 2 cm 2 cm caudale all'ultima costola (come mostrato nelle figure 4a, 4b) su ciascun lato della parte posteriore dell'animale.
  3. Afferrare il cuscinetto di grasso con la pinzetta e tirare delicatamente finché l'ovidotto e utero sono visibili. Fissare il cuscinetto di grasso con un emostatiche e riflettono il rilievo grasso dorsale sopra la spina dorsale (Figura 4c). Posizionare il tratto riproduttivo in modo tale che la tuba uterina può essere penetrata con un ago da 30 gauge per trasferimento dell'embrione (Figura 4D).
  4. Lavare gli zigoti iniettati con HECM-9 in un nuovo piatto. Utilizzare una nuova pipetta di vetro (diametro: ~ 150-200 µm) per caricare 10-15 zigoti. Organizzare gli zigoti come una catena di perle seguita da diverse bolle d'aria. Inserire la pipetta nella provetta aperta penetrato dal punto 6.3 e soffiare dolcemente nella pipetta per trasferire gli zigoti ovidotto. Continuare a soffiare fino a quando non viene rilasciata la prima bolla di aria nel tratto ovidotto (Figura 4e).
  5. Rilasciare il cuscinetto di grasso e restituire il tessuto all'addome. Trasferimento circa lo stesso numero (10-15) di embrioni iniettati a un altro tratto di ovidotto negli stessi processi.
  6. Suturare la muscolatura e la pelle in 2 strati. Somministrare per via sottocutanea buprenorfina-HCL (0,5 mg/kg) come analgesia post operatoria. Tornare il criceto in una gabbia e posizionare la gabbia su un pad caldo per il recupero. Tornare la gabbia alla stanza animale quando l'animale è completamente recuperato dall'anestesia. Post-op analgesici sono dati ancora sei ore più tardi.

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Representative Results

L'efficienza del protocollo descritto nella produzione di criceti geneticamente dipende dai risultati delle seguenti due fasi critiche: il tasso di nati vivi di femmine destinatario e il numero di cuccioli dal vivo con delle modificazioni genetiche previste. Il tasso di natalità è un risultato diretto della qualità degli embrioni e l'abilità dell'individuo di eseguire l'iniezione di PN e procedure di trasferimento dell'embrione. Per garantire che il potenziale inerente allo sviluppo degli embrioni manipolati non è compromessa, grande cura è necessario durante la manipolazione in vitro degli embrioni criceto. Abbiamo regolarmente conseguire un tasso di natalità di 60-80% con femmine pseudopregnant destinatario. Tabella 3 illustra i tassi di natalità live dall'esperimento knockout RAG1 (le femmine pseudopregnant sono state utilizzate) e l'esperimento di knockout STAT2 (vere nero femmine incinte sono state usate; tasso di nati vivi, in questo caso, è stato calcolato come la percentuale di cucciolate prodotte cuccioli d'oro).

La percentuale di cuccioli geneticamente prodotte dagli embrioni PN iniettato dipende sia l'efficienza del sgRNA nell'introduzione indels e l'iniezione di successo delle ribonucleoproteine Cas9/sgRNA nei pronuclei. Abbiamo trovato che sgRNA efficienza varia tra geni bersaglio (osservazioni non pubblicate). Come mostrato nella tabella 3, sgRNA progettato per STAT2 è provocato da un gene targeting efficienza di 88,9%, mentre il sgRNA per RAG1 era solo il 28,6% di efficienza. Figura 5 fornisce un esempio della genotipizzazione deriva da un'analisi di polimorfismo (PCR-RFLP) PCR restrizione frammento lunghezza dei cuccioli da RAG1 gene-targeting. È importante notare che alcuni indels può verificarsi di fuori della sequenza di riconoscimento degli enzimi di limitazione, tale che PCR-RFLP può sottostimare il gene targeting per efficienza. I prodotti PCR di subcloning in vettori di clonazione TA seguita da Sanger sequenziamento della PCR sono necessari accuratamente gene di misura l'efficienza di targeting e di rivelare la natura di indels inserti.

Figure 1
Figura 1: Criceto maschio vasectomia.
) e b) praticare un'incisione verticale di 2 cm inizio 1,5 cm cranialmente il prepuzio che si estende cranialmente; c) separare la deferenza di vas dall'arteria e la vena testicolare associata con due paia di pinze; d) afferrare il dotto deferente con un forcipe per formare un anello di 1 cm. Riscaldare un secondo set di pinze e asportare il ciclo mentre cauterizzante le estremità contemporaneamente. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 2
Figura 2: il ciclo estrale.
) lo scarico vaginale osservato il giorno 1 è opaco, giallastro e appiccicoso b) osservabile vaginali il giorno 4 è chiaro e appiccicoso. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 3
Figura 3: Preparazione dell'ago per l'isolamento di embrione.
un) un ago da 30 gauge lungo la linea rossa della frattura e lucidare la punta fino a quando è piatta e liscia. b) fare un angolo di 30-40 ° a ~ 3 mm dalla punta. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 4
Figura 4: Trasferimento di zigote.
) e b) fare un'incisione verticale lungo 2 cm a partire da 2 cm caudale all'ultima costola (linea rossa); c) morsetto il cuscinetto di grasso con un emostatiche e riflettono il tessuto dorsalmente; d) regolare la posizione del tratto ovidotto e penetrare un open con un ago da 30 gauge; e) organizzare gli zigoti come una catena di perle all'interno del vetro di trasferimento embrione Pipettare e trasferirli nel ovidotto da aprire il penetrato. Bar = 1, 000 µm. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 5
Nella figura 5. Analisi di PCR-RFLP di una singola cucciolata di fondatore animali con RAG1 Indels. M: 1KB Plus scaletta. WT: wild-type. ID 1, 3 e 7 mostrano coerente con RAG1 indels banda uncut. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Peso corporeo (g) PMSG (IU) PMSG (ul)
< 110 10 200
110-135 15 300
135-160 20 400
160-185 25 500
> 185 30 600
PMSG, gonadatropin del siero di cavalla gravida

Tabella 1. PMSG fa corrispondente al peso corporeo

Criceto 1 ° giorno 2 ° giorno 3 ° giorno 4 ° giorno Giorno 5
Donatore PMSG (9-12 am) Accoppiamento (6-20) Isolamento di zigote (12-13)
Iniezione di PN (1-15)
Destinatario Accoppiamento (6-20) Trasferimento di embrioni (3-17)

Tabella 2. Pianificazione temporale del donatore/ricevente preparazione

Geni Lol Embrioni (PUP) Lol Cucciolate (destinatari) Lol Cuccioli positivi (%)
STAT2 229 (54) 14 (19) * 48 (88,9)
RAG1 77 (21) 3 (3) 6 (28,6)
* le femmine arruffate con maschi fertili sono state utilizzate; il numero di cucciolate indicato è solo quei cuccioli golden prodotti.

Tabella 3. Efficienza di Gene Targeting nel criceto dorato siriano dal sistema Cas9/sgRNA

Condizione/movimentazione Requisiti Commenti
Luce ambiente Disattivare tutti i luce ambientale Criceto embrioni sono sensibili alla luce, soprattutto a freddo luce
Luce durante la manipolazione in vitro Meno di 20 min per iniezione di PN Manipolare 15 embrioni per ogni turno per ridurre l'esposizione alla luce
Temperatura Temperatura ambiente: 28±0.5 oC Criceto embrioni sono sensibili alle fluttuazioni di temperatura
Gestione temperatura: 37,5 oC
Medio HECM-9 Non conservare più di 3 giorni
Condizione di cultura 37,5 oC, 10% CO2, 5% O2 e 100% di umidità Pernottamento equilibrato in incubatore
Allevamento dopo il trasferimento dell'embrione Non cambiare gabbia entro 5 giorni prima/dopo la scadenza Data Destinatario sarà cannibalizzare cuccioli se disturbati; fornire feed/acqua a sufficienza

Tabella 4. Requisiti unici sulla manipolazione di embrioni di criceto e allevamento

Supplemento 1: sintetizzare sgRNA da Kit di sintesi di precisione GeneArt. Per favore clicca qui per scaricare questo file.

Supplement 2: ricetta di criceto embrione di coltura-9 (HECM-9). Per favore clicca qui per scaricare questo file.

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Discussion

Per sfruttare meglio il potenziale di criceti dorati siriani come modelli della malattia umana, abbiamo sviluppato un protocollo di iniezione PN per la consegna di un CRISPR/Cas9 complesso per impostare come destinazione il genoma di criceto. Il protocollo di iniezione PN ottimizza diverse variabili chiave, tra cui il terreno di coltura dell'embrione, la temperatura e lunghezze d'onda della luce13. Ci sono anche parecchie procedure di gestione animale criceto-specifica che è necessario seguire per condurre con successo gene-targeting nel criceto. Ad esempio, criceti femminili sessualmente mature hanno stabile 4 giorni a cicli estrali che non possono essere sincronizzati con ormoni esogeni (ad es. PMSG). Così monitoraggio accurato dei cicli estrali di ogni donna è importanti per la superovulazione e preparazione di pseudogravidanza. 30 - 60 zigoti possono essere prodotto da una donna se lei è con successo superovulated. Per ottenere successo superovulazione, è necessario considerare specie-deposizione di grasso. Criceti femminili, specialmente quelli oltre 12 settimane di età, tendono ad avere eccessivo grasso addominale, tale che l'ago della siringa deve essere posizionato correttamente per penetrare completamente il cuscinetto di grasso durante l'esecuzione di iniezioni di ormone. Abbiamo trovato che la penetrazione a metà strada nella cavità peritoneale raggiunge la distanza appropriata per la consegna dell'ormone. Abbiamo riassunto i requisiti univoci per PN iniezione criceto e allevamento in tabella 4.

Iniettabile di PN, il numero di embrioni trasferiti al piatto per ogni turno di iniezione iniezione deve essere determinato sperimentalmente per evitare tempo iniezione estesa. Il più a lungo il tempo gli embrioni rimangono nel piatto, maggiore sarà la probabilità che essi sperimentano sovraesposizione alla luce. Si consiglia di trasferire circa 15 embrioni per il piatto di iniezione per ogni turno di iniezioni. Questo numero raggiunge un buon equilibrio tra il numero di giri di iniezioni e l'esposizione tollerabile degli embrioni alla luce. Come le membrane citoplasmiche e pronuclei degli embrioni criceto sono abbastanza flessibile, forza notevole deve essere applicato all'ago per iniezione di penetrare la membrana del pronucleo. Durante questo periodo, i pronuclei devono rimanere all'interno della gamma focale.

I ricercatori dovrebbero considerare i seguenti problemi chirurgici quando si eseguono trasferimenti di embrioni. In primo luogo, è importante che le incisioni attraverso la parete del corpo corrispondono alla dimensione corporea dell'animale. Se l'incisione è troppo piccolo, può provocare estrusione degli zigoti da ovidotto tornando tratto riproduttivo all'addome. Oltre alle dimensioni di incisione, il potenziale per l'estrusione di zigoti da ovidotto può essere minimizzato gestendo il rilievo grasso associato anziché il tessuto riproduttivo corretto. Per quanto riguarda la dimensione di incisione, è anche importante considerare che più grandi incisioni possono causare ulteriori stress per l'animale e presentano una maggiore probabilità di complicazioni (ad es. deiscenza di infezione). In secondo luogo, per ridurre al minimo sanguinamento, i ricercatori dovrebbero aver cura di evitare incidendo i vasi sanguigni principali quando si accede all'addome perché la perdita di sangue in eccesso può aumentare lo sforzo di chirurgia per ridurre il successo del trasferimento dell'embrione e prolungare il tempo di recupero

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Disclosures

ZW ha interessi finanziari in Auratus Bio, LLC., una società di biotecnologie specializzata nella creazione di animali geneticamente ingegnerizzati per applicazioni agricole e ricerca biomedica.

Acknowledgments

Ricerca riportata in questa pubblicazione è stata sostenuta dal istituti nazionali di Allergy and Infectious Diseases (NIAID) dei National Institutes of Health, sotto il 1R41OD021979 numero premio (a ZW) e di un assegno di ricerca dal 21 BioGreen Next-Generation Programma, Repubblica di Corea, concedere no. PJ01107704 (a ZW) e concedere no. PJ01107703 (per IK). Il contenuto è di esclusiva responsabilità degli autori e non rappresentano necessariamente il punto di vista ufficiale del National Institutes of Health o BioGreen 21. Ringraziamo il dottor Nikolas Robl per il manoscritto di editing.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Cas9 Invitrogen B25640 1 μg/μL (~6.1 μM)
GeneArtTM Precision Synthesis Kit Invitrogen A29377 For sgRNA synthesis
Albumin from human serum Sigma A1653 For cultivation medium
Illuminator Nikon NI-150 For embryo transfer
Incubator New Brunswick Galaxy 14S For embryo cultivation
Microforge Narishige PB-7 For making injection needles
Microscope Nikon ECLIPSE Ti-S For microinjection
Microscope invitrogen SMZ745T For embryo transfer
Mineral oil Sigma M1840 Keep in dark
PMSG Sigma G4877-2000IU For superovulation

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References

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Bioingegneria problema 131 iniezione di pronuclei CRISPR/Cas9 zigote editing knockout gene trasferimento dell'embrione modello animale criceto siriano
Produzione di geneticamente criceti dorati siriani di pronuclei iniezione del complesso CRISPR/Cas9
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Li, R., Miao, J., Fan, Z., Song, S., More

Li, R., Miao, J., Fan, Z., Song, S., Kong, I. k., Wang, Y., Wang, Z. Production of Genetically Engineered Golden Syrian Hamsters by Pronuclear Injection of the CRISPR/Cas9 Complex. J. Vis. Exp. (131), e56263, doi:10.3791/56263 (2018).

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