Le protocole d’ARN décrit in situ hybridation permet la détection de l’ARN dans des embryons de drosophile entiers ou tissus disséqués. À l’aide de microplaques 96 puits et amplification de signal tyramide, transcriptions peuvent être détectées à un débit, sensibilité et haute résolution et à un coût relativement faible.
Dans nos efforts pour déterminer les modes d’expression et la localisation sous-cellulaire des Drosophila RNAs l’échelle du génome et dans une variété de tissus, nous avons développé de nombreuses modifications et améliorations à notre origine fluorescentes in situ protocole d’hybridation (poisson). Pour faciliter le débit et la rentabilité, toutes les étapes, depuis la génération de la sonde de détection du signal, sont effectuées à l’aide de plaques de Microplaque 96 puits exon. Dioxygénine (DIG)-sondes marquées antisens RNA sont fabriqués à partir de clones d’ADNc ou ADN génomique en tant que modèles. Après fixation du tissu et la perméabilisation, sondes sont hybridées aux transcriptions d’intérêt et ensuite détectés à l’aide d’une succession d’anticorps anti-DIG conjugué à la biotine, streptavidine conjuguée à la peroxydase de raifort (HRP) et conjugué fluorescent tyramide, qui, en présence de la HRP, produit un intermédiaire très réactif qui se lie aux régions denses d’électron des protéines juste à côté. Cette procédure d’amplification et de localisation produit un signal robuste et très localisé qui facilite les deux localisation cellulaire et subcellulaire transcription. Les protocoles fournis ont été optimisées pour produire des signaux très spécifiques dans une variété de tissus et de stades de développement. Les références sont également fournis pour des variations additionnelles qui permettent la détection simultanée de plusieurs transcriptions, ou les transcriptions et les protéines, en même temps.
Nouvelles méthodes de détection de RNA pangénomique tels que RNA-seq ont considérablement élargi notre connaissance de quand et où les gènes sont exprimés, et à quels niveaux1. Cependant, ceux-ci fournissent relativement faible résolution spatiale et temporelle. RNA hybridation in situ permet la distribution spatiale des transcriptions à observer visuellement en tissus fixés, révélant ainsi les détails de localisation cellulaire et subcellulaire2. En utilisant l’hybridation in situ fluorescente (FISH) permet une résolution spatiale encore plus car il permet l’utilisation des techniques de microscopie puissant, comme la feuille confocale et lumière microscopie3. Des marqueurs fluorescents comme DAPI permet également d’établir des relations subcellulaire4. POISSON facilite également l’observation des multiples des ARN et des protéines en même temps que des indications claires des chevauchements au niveau subcellulaire. Réactifs uniques et les étapes requises pour le marquage double se trouvent dans les références suivantes3,5.
Les procédures décrites ici utilisent microplaques 96 puits pour toutes les étapes, y compris la production de modèle de cDNA (PCR sur colonie), production de sonde d’ARN (à l’aide de la transcription de ruissellement dépendante polymérase T7, T3 ou SP6), hybridation in situ , et développement de signal fluorescent. Un nombre suffisant d’embryons ou de tissus est ajouté à chaque puits de la plaque à 96 puits pour permettre une évaluation de la cohérence et de la variabilité. Eh bien, chacun reçoit une sonde différente. Après le développement du signal, des embryons ou des tissus provenant de chaque puits sont rangés sur lames de microscope individuels pour analyse microscopique.
L’utilisation d’amplification de signal tyramide (TSA) pour la détection de la sonde produit des signaux robustes avec une résolution exceptionnelle subcellulaire 5,6,7,8. La localisation subcellulaire des ARN est un mécanisme important de régulation 9 qui semble se produire avec pratiquement tous les ARN 4,10,11. Ces analyses ont également montré que les nombreuses transcriptions qui ne sont pas détectées par RNA-seq sont facilement détectées par poisson 8. L’adaptation de l’hybridation in situ RNA pour plaques 96 puits permet l’analyse de jusqu’à 96 gènes d’intérêt à la fois (plaques plus si supplémentaires sont utilisées), permettant l’analyse des grands ensembles de données. En découpant les plaques en plus petites sections, la méthode est également facilement adaptée aux quelques échantillons. Le protocole fourni est approprié pour l’analyse des distributions de RNA dans la plupart des types de tissus. Bien que non représenté, il est adaptable aux non – tissus dedrosophile ainsi.
15 ml Polypropylene conical centrifuge tubes | Frogga Bio | TB15-500 | Certified DNase and RNase free |
2x PCR Master Mix with dye(Ambiogene) | Biomart (Canada) | 141106-1K | Certified DNase and RNase free |
50 ml Polypropylene conical centrifuge tubes | Frogga Bio | TB50-500 | Certified DNase and RNase free |
96-well filteration plate (1.2 um, hydrophilic PVDF membrane | EMD MILLIPORE | MSBVS1210 | Used to remove liguid from bottom of the plate with floting tissues |
96-well PCR plate (200 μl) | Denville | C18096-10 | |
Acrodisc syringe filter (0.2 u) | PALL | PN4612 | |
Acrodisc syringe filter (0.45 u) | PALL | PN4614 | |
Agarose | Bioshop | AGA002.500 | |
Ampicilin | Sigma-aldrich | A9393-5G | Stock concentration is 100 g/ml disolved ddH₂O and 0.2μm filtered (use as 1/1000) |
AXYGEN 96-well assay storage plates | UltiDent Scientific | 24-P96-450V-C | To store bacterial glycerol stocks |
AXYGEN Aluminum Plate Seals | UltiDent Scientific | 24-PCR-AS-200 | To seal plates |
AXYGEN Wide-bore tips (200 ul) | UltiDent Scientific | 24-T205-WB-C | To transfer samples |
Biotin-SP (long spacer) IgG Fraction Monoclonal Mouse Anti-Digoxin | Jackson ImmunoResearch Lab | 200062156 | Primary antibody for in situ (stock conc. 1 mg/ml, working conc. 2.5 μg/ml or 1/400 dilution. |
BRAND 8-channel manifold (autoclavable) | BrandTech Scientific Inc. | 704526 | To remove liquids from the top of 96-well PCR plates |
Chloramphenicol | Sigma-aldrich | C1919 | Stock concentration 34 mg/ml dissolved and 0.2μm filtered in 100 % EtOH (use as 1/1000) |
Cyanine 3 Tyramide (Cy3-TSA) | Home made | Could be ordered from Perkin-Elmer Cat# SAT704A001EA | |
DABCO (1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octane) | Sigma-aldrich | D2522 | Antifade reagent in mounting media |
DEPC (Diethyl pyrocarbonate) | Sigma-aldrich | D5758 | Working concentration is 0.1 % in ddH₂O. To make RNase free water 0.1 % |
Digoxigenin-11-uridine-5’-triphosphate | Roche | 11-209-256-910 | |
Embryo collection cage | Home made | N/A | Size: 75 cm X 75 cm X 75 cm made with Polymethyl methacrylate |
Eppendorf centrifuge 5804 | Eppendorf | Model 5804 | Centrifuge for 96-well plates on A-Z-DWP rotor |
Formamide | Bioshop | FOR001.500 | |
Glycerol | Bioshop | GLY002.4 | |
Glycine | Bioshop | GLN001.500 | |
Heparin | Sigma-Aldrich | H4784-250MG | Stock: 50 mg/ml. Working concentration 1 mg/ml in Hybridization solution |
Hydrogen peroxide (H₂O₂) | Sigma-Aldrich | 216763-500 ml | |
Lab Armor Beads | DiaMed | LAA42370-001 | Fill in heating unit |
Labnet Gyro M Mini Nutating Mixer | Fisher Scientific | 50-998-347 | Sample mixing |
Mesh – 100 micons | FlyStuff | 57-103 | For collecting embryos |
Mesh – 800 microns | SEFAR – Nytex | 06-780/53 | For catching loose tissue / may be used for special tube in figure 4. |
Micro Cover Glasses | VWR | 48366-067 | Size: 22 X 22 mm |
Micro slides,frstd | VWR | 48312-003 | Size: 25 X 75 mm |
Multi-Well Plate Vacuum Manifold | Pall Corporation | P/N 5017 | Remove liquid from bottom of 96-well filter plate |
Paraformaldehyd (PFA) | Bioshop | PAR070.500 | Fixation |
PCR machine | Bio-Rad | Model: DNA Engine PTC-200 | 96-well plate PCR and probe denature |
Picric acid solution | Sigma-aldrich | 80456 | For tissue fixation I solution |
Potassium Chloride (KCL) | Bioshop | POC308 | |
Potassium phosphate monobasic (KH₂PO₄) | Bioshop | PPM302.1 | |
PP lid for 96-well plates, 100/case | UltiDent Scientific | 24-P-LID-PP | Lid for storing plates |
Progene disposable Reagent Reservoirs (50 ml, sterile) | UltiDent Scientific | 825-1-50-5S | Liquid handling |
Progene Pierceable Aluminum Foil | UltiDent Scientific | 87-CFILM-AL | Seal 96-well plate, DNase and RNase free |
Proteinase K | Sigma-aldrich | P2308- 5MG | Embryo permeabilization |
RiboLock Ribonuclease Inhibitor | Thermo Scientific | EO0381 | 40 Unit/ul |
Ribonucleoside Triphosphate (NTP) set | Roche | 11277057001 | RNA probe sythesis |
RNase free water | GIBCO | 10977015-500ml | RNA probe sythesis |
RNaseZap | Ambion | AM9780 | Remove RNase contamination |
Single stranded DNA from salmon testes | Sigma-aldrich | D9156 | For hybridization solution |
Skim milk (non fat power) | Bioshop | SKI400.500 | Working concentration is 1 % in 1 X PBT or PBTT as a blocking reagent |
Sodium Acetate (NaOAc) 3 M, pH=5.2 (RNase free) | Bioshop | SAA333 | Working concentration is 10 % (v/v) for DNA or RNA precipitation |
Sodium citrate (HOC(COONa)(CH₂COONa)₂ · 2H₂O | Sigma-aldrich | S4641-500G | Reagent in 20 X SSC |
Sodium phosphate dibasic (Na₂HPO₄) | Bioshop | SPD307.1 | Reagent in 10 X PBS |
SP6 RNA Polymerase | Thermo Scientific | EP0131 | 20 Unit/ul |
Stainless Steel Shot for Sand Bath | VWR | 13259-274. | To fill the heating unit |
Stereomicroscope & gooseneck light source | Leica | Model: MZ6 | Tissue dissection and mounting |
Streptavidin, horseradish peroxidase (HRP) conjugate | Molecular Probes | S911 | Secondary antibody stock: 1 mg/ml, use 1/1000 dilution (1 μg/ml) for in situ. |
T3 RNA Polymerase | Thermo Scientific | EP0101 | 20 Unit/ul |
T7 RNA Polymerase | Thermo Scientific | EP0111 | 20 Unit/ul |
Tip station (10 ul) | Axygen | T-300-STK-S | Certified DNase and RNase free |
Tip station (200 ul) | Sorbio | 27770T | Certified DNase and RNase free |
Tips ( 1ml) | Sorbio | 10200 | Certified DNase and RNase free |
TRITON X-100 | Bioshop | TRX506 | Working concentration is 0.3% in 1 X PBT for tissue in situ |
Tween 20 | Bioshop | TWN510 | Working concentration is 0.1% in 1 X PBT for embryo in situ |
Whatman qualitative filter paper, Grade 3 | Sigma-aldrich | WHA1003917 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Solutions | Preparation | ||
DABCO (1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octane) glycerol anti-fade mounting media | DABCO (1.25 g), Glycerol (35 ml or v/v 70 %) and 1 X PBS (15 ml, or v/v 30 %). Keep dark and rock in cold room. store at -20 °C | ||
DEPC (Diethyl pyrocarbonate) treated ddH₂O (1L) | Add 1 ml of DEPC in 999 ml of ddH₂O (0.1 %). Stir O/N in fumehood O/N and then autoclave 45 min liquid cycle | ||
10 X PBS (1L) | NaCL (80 g), KCL (2 g), Na₂HPO₄ (14.4 g), KH₂PO₄ (2.4 g) and unautoclaved DECP ddH₂O (800 ml). Adjust pH to 7.4 with 10 N NaOH and then bring the total volume to 1 L. Autoclave 45 min liquid cycle | ||
20 X SSC (1L) | NaCL (175.3 g), Sodium citrate tribasic dihydrate(88.2 g) and unautoclaved DECP ddH₂O (800 ml). Adjust pH to 7.4 with 10 N NaOH and then bring the total volume to 1 L. Autoclave 45 min liquid cycle | ||
1 X PBT (1L) | 1 X PBS with 1 ml Tween 20 (0.1 %) | ||
1 X PBTT (1L) | 1 X PBS with 1 ml Tween 20 (0.1 %) and 3 ml of Triton-X-100 (0.3 %) | ||
1 X PBTB (1L) | 1 % Skim milk in 1 X PBT | ||
1 X PBTTB (1L) | 1 % Skim milk in 1 X PBTT |