Burada sunulan, CAS9-gRNA kompleksini omurilik merkezi kanalına enjekte ederek, akolotl spinal tellerinde zaman ve uzaya kısıtlı gen vuruş yapmak için bir protokoldür ve ardından Electroporation.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
* These authors contributed equally
Burada sunulan, CAS9-gRNA kompleksini omurilik merkezi kanalına enjekte ederek, akolotl spinal tellerinde zaman ve uzaya kısıtlı gen vuruş yapmak için bir protokoldür ve ardından Electroporation.
Axolotl, omuriliği tamamen yeniden üretebilmek için eşsiz bir yetenektir. Bu büyük ölçüde, ependim tüp reform ve spinal kord yaralanmasından sonra kayıp nöronlar ayırt çoğalırlar yaşam boyunca nöral kök hücreleri (nscs) olarak kalan ependim hücreler kaynaklanmaktadır. Bu nscs 'nin pluripotkans sonrası gelişimini nasıl koruyacağı ve spinal kord yaralanması üzerine çoğalırlar tam ön yaralanma yapısının yeniden çözülmesi, memelinin spinal tellerinin nasıl rejenere olduğu ve potansiyel tedavi seçeneklerinin nasıl ortaya çıktığı konusunda değerli bilgiler sunabilir. Kısıtlı bir süre içinde nscs 'nin belirli alt kümelerinde gen çarpması gerçekleştirme, kalkınma müdahaleci etkileri ile şaşırtmadan bu rejeneratif süreçlerin arkasındaki moleküler mekanizmaların incelenmesi sağlayacaktır. Burada açıklanan, CRISPR-Cas9 sistemi kullanılarak Axolotl omurilik NSCs içinde gen knock-out gerçekleştirmek için bir yöntemdir. CAS9-gRNA kompleksini omurilik merkezi kanalına enjekte ederek, Elektroporasyon sonrasında, hedef genler, NSCs 'de omuriliğin belirli bölgelerinde istenen bir zaman noktasında yıkıldı, spinal kord NSCs 'de Moleküler çalışmalar için izin Rejenerasyon.
Çoğu omurgasının omuriliği, kalıcı sakatlığa yol açan yaralanma sonrasında yeniden üretilemiyor. Axolotl gibi birçok Salamanders önemli istisnalar içindedir. Axolotl tamamen yapısal olarak özdeş bir omurilik yeniden üretebilir ve tamamen omurilik fonksiyonunu geri. Axolotl omurilik rejeneratif kapasitinin çoğunu ependim hücrelerden kaynaklanmaktadır. Bu hücreler merkezi kanalı hizalar ve memelilerin aksine, Axolotl ependim hücreler nöral kök hücreler (nscs) sonrası embriyonik gelişim olarak kalır. Omurilik yaralanması (örneğin, bir kuyruk amputasyonu) sonra, bu nscs ependim tüp regrow çoğalırlar ve kayıp nöronların yerine ayırt1,2,3. Axolotl omurilik NSCs 'lerin pluripotent olarak kaldığı ve yaralanma sonrasında aktif hale getirilmesinde, insan hastaları için yeni terapötik stratejiler geliştirme konusunda değerli bilgiler temin edilebilir.
Crispr-Cas9 gen knock-out tekniğinde yapılan ilerlemeler nedeniyle, deşifre gen fonksiyonunun çökmesini gerçekleştirmek daha kolay hale gelmiştir ve semenderlerin4,5 de dahil olmak üzere çeşitli türlerin geniş uygulanabilirliğini göstermiştir. 6 , 7 , 8. tam Axolotl genom ve transkriptom son sürümü şimdi herhangi bir genomik Locus hedeflenmesini sağlar ve off-hedef etkileri için daha iyi değerlendirmek için9,10,11,12 , 13 ' ü , 14. Crispr-Cas9 sistemi15kullanarak aksiyolotlar içinde knock-out ve knock-in için iyileştirilmiş protokoller geliştirilmiştir. Cas9 protein-Grna ribonukleoprotein (RNP) şeklinde Crispr-Cas9 makinenin teslimi, Cas9 ve Grna-kodlama plazmids4kullanarak daha verimli olduğu gösterilmiştir. Bu büyük olasılıkla RNP Plasmid vektörler daha küçük olması nedeniyle, onun yeteneği hemen DNA tatili oluşturmak ve RNA bozulması gRNA koruma. Buna ek olarak, RNPs kullanarak transkripsiyon ve çeviri atlar; Böylece, Plasmid elemanları farklı bir türden türetildiği zaman Organizatör gücü ve optimum kodon kullanımı gibi sorunları önler.
Fonksiyon kaybı çalışmaları, ilgi genlerinin potansiyel işlevlerini araştırmak için genel yaklaşımlardan biridir. Rejenerasyon sırasında gen fonksiyonunu incelemek için, bir vuruş ideal gelişim üzerindeki etkileri önlemek için bir yaralanma hemen önce yapılmalıdır. Ayrıca, knock-out hem NSCs hem de rejenerasyon bölgesi ile sınırlandırılmalıdır. Tüm NSCs 'deki hedef geni (CRE-LoxP sistemlerinde bulunan beyinde de dahil olmak üzere) bir vuruş, sonuçların yorumlanmasında bulunabilen rejenerasyona bağlı olmayan efektler üretebilir. Neyse ki, Axolotl omuriliğin yapısı NSCs 'de zaman ve boşluk kısıtlanması için benzersiz bir fırsat sağlar. Omurilik nscs çoğu merkezi kanal ile temas halinde ve merkezi kanal ile temas hücrelerin büyük çoğunluğu teşkil16,17. Bu nedenle, CAS9-Grna kompleksinin merkezi kanala enjekte edilmesi, ardından Elektroporasyon, belirli bir zamanda istenilen bölgede omurilik nscs 'ye teslim edilmesini sağlar4,18,19. Bu protokol, bunun nasıl gerçekleştirileceğini, hedeflenen omurilik NSCs 'de son derece penetran bir vuruş yapmaya neden olduğunu gösterir. daha sonra rejenerasyon ve NSC davranışı üzerindeki etkileri incelemek için sonraki analiz gerçekleştirilir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tüm hayvan deneyleri, Hayvan deneylerinde yerel ve ulusal düzenlemelere uygun olarak ve ilgili kurumsal İnceleme Kurulu onayı ile yapılmalıdır.
1. CAS9-gRNA RNP karışımı hazırlama
2. Elektroporasyon için agaroz plakaları hazırlama
3. elektroporator konfigürasyonu
4. mikroenjeksiyon cam kapillaries hazırlama ve yükleme
5. Pnömatik pompanın yapılandırılması
6. omurilik içine RNP karışımı enjekte
7. Elektroporasyon
8. vuruş verimliliğini değerlendirmek
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sox2 karşı CAS9-Grna kompleksinin enjeksiyonu ve electroporasyonu, Axolotl omurilik merkezi kanalına, spinal kord nscs çoğunluğu IÇINDE büyük Sox2 immünoreactivity kaybına yol açtı, Grna, Tyrosinaz (TYR) karşı bir kontrol olarak (Şekil 2 A). B3-tubulin (TUJ1 ile lekelenmiş), nöronlar için bir Işarettir ve nscs 'de ifade edilmedi ve merkezi kanalı çevreleyen SOX2-TUJ1-hücreler SOX2 silmeleri barındıran hücreler olarak kabul edildi. Miktarlama, CAS9-Sox2<...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklanan protokol, Axolotl omuriliğinde NSCs 'de zaman ve uzaya kısıtlı gen çarpmasına olanak sağlar. Geçerli protokol, NSCs 'nin belirli bir zaman ve konumda yüksek penetrance ile belirli hedeflemesini sağlar. CRE-LoxP sistemini kullanırken ortaya çıkan beyin gibi diğer bölgelerde NSCs 'deki gen knock-out ' d a n kaynaklanan potansiyel istenmeyen efektleri önler. Aynı zamanda kalıcı bir knock-out kaynaklanan gelişimsel etkileri önler, gen fonksiyonu rejenerasyon odaklı çalışma izin. Buna ek olarak, bu protokol, CRE-Lox...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarlar hiç bir ilgi çatışması bildirmiyor.
Prof. Elly M. Tanaka 'ya sürekli ve uzun vadeli destek için teşekkür ederiz. Bu çalışma Çin 'in Ulusal Doğal Bilim Vakfı (NSFC) Grant (317716), Güney Çin normal Üniversitesi (S82111 ve 8S0109) ve bir Çin doktora sonrası Bilim Vakfı Grant (2018M633067) itibaren araştırma başlangıç hibe tarafından desteklenmektedir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Agaroz | Sigma-Aldrich | A9539 | |
| Benzokain | Sigma-Aldrich | E1501-100G | |
| Benzokain% 0.03 (ağırlıkça / hacim) | 500 ml 10 kez karıştırın; TBS, 500 ml %400 (ağırlıkça/hacim) Holtfreter' S çözeltisi ve 30 mL %10 (ağırlıkça/hacim) benzokain stok çözeltisi. Hacmi dH2O ile 10 L'ye kadar doldurun. Çözelti oda sıcaklığında 6 aya kadar saklanabilir. | ||
| Benzokain %10 (ağırlıkça/hacim) | 50 g benzokaini 500 ml %100 (hacim/hacim) etanol içinde karıştırın. Çözelti oda sıcaklığında 12 aya kadar saklanabilir. | ||
| Borosilikat cam kılcal damarlar 1,2 mm OD, 0,94 mm İç Çap | Kekemelik Aleti | BF120-94-8 | |
| CaCl2 ve orta nokta; CAS9 tamponu 102382 2H2O | Merck | ||
| PH'ı 7.5'e ayarlayın. Filtre sterilize edin, alikot yapın ve eksi derecede saklayın; 20 derece > 24 aya | |||
| C CAS9-NLS proteini | PNA Bio | CP03 | |
| Hücre kültürü kapları, 10cm | Falcon | 351029 | |
| Dumont #5 - İnce Forseps | İnce Bilimsel Aletler | 11254-20 | |
| Elektroporatör | Nepa Gene | NEPA21 | |
| BEX | Nabız Jeneratörü CUY21EDIT II | ||
| Hızlı Yeşil FCF | Sigma-Aldrich | F7252-5G | |
| Hızlı Yeşil FCF Çözeltisi, 5x | 12.5 mg Hızlı Yeşil FCF tozunu 10 mL 1 kez çözün; Pbs. | ||
| Alevli/Kahverengi Mikropipet Çektirme | Kekemelik Aleti | P-97 | |
| Holtfreter' S Çözeltisi% 400 (Ağırlık / Hacim) & nbsp; | 11.125 g MgSO4·'u çözün; 7H2O, 5.36 g CaCl2· 10 L dH2O'da 2H2O, 158.4 g NaCl ve 2.875 g KCl. Çözelti oda sıcaklığında 6 aya kadar saklanabilir. | ||
| KCl | Merck | 104936 | |
| MgSO4· 7H2O | Merck | 105886 | |
| Mikro yükleyici pipet uçları | Eppendorf | 5242956003 | |
| Mikromanipülatör | Narişige | MN-153 | |
| NaCl | Merck | 106404 | |
| Pnömatik PicoPump | World Hassas Aletler | SYS-PV830 | |
| Halka Forseps | İnce Bilimsel Aletler | 11103-09 | |
| Stereomikroskop | Olympus | SZX10 | |
| Tris bazı | Sigma-Aldrich | T6066 | |
| Tris tamponlu salin, 10x | 990 ml dH2O içinde 24.2 g Tris bazını ve 90 g NaCl'yi çözün. 10 ml %37 (hacim/hacim) HCl ekleyerek pH'ı 8.0'a ayarlayın. Çözelti oda sıcaklığında 6 aya kadar saklanabilir. | ||
| Değişken Boşluklu Cımbız 2 Yuvarlak Platin Plaka Elektrot, 10mm çaplı | Nepa Gene |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.