Bu protokolün amacı, Asobara japonica ve Drosophila melanogaster'de parazitoid–konak etkileşimlerinin fonksiyonel analizini kolaylaştırmaktır. optimize edilmiş yetiştirme yöntemleri, tek yumurtlama enfeksiyonu testi ve RNAi aracılı gen etkisi aralı.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Bu protokolün amacı, Asobara japonica ve Drosophila melanogaster'de parazitoid–konak etkileşimlerinin fonksiyonel analizini kolaylaştırmaktır. optimize edilmiş yetiştirme yöntemleri, tek yumurtlama enfeksiyonu testi ve RNAi aracılı gen etkisi aralı.
Parazitizm, bir organizmanın diğerinin (konakçı) vücudunu veya kaynaklarını sömürdüğü biyolojik bir etkileşimdir ve bu da konakta ciddi hasar veya ölüme yol açar. Parazit hayvanlar arasında, parazitoid eşek arıları en tür açısından zengin soylardan biridir ve tüm böcek türlerinin neredeyse %20'sini oluşturur. Özellikle, endoparazitoid eşek arıları doğrudan konak vücutlarına yumurtlama yapar ve konak gelişimini, bağışıklığını ve fizyolojisini manipüle etmek için çeşitli zehir faktörleri kullanır. Eşek arısı saldırısına yanıt olarak, konakçılar parazitoid yumurtaları doğuştan gelen bağışıklık mekanizmalarıyla yok etmeye çalışır. Ancak, bireysel zehir bileşenlerinin konak biyolojisini modüle etme ve başarılı parazitizmi teşvik etme moleküler ve hücresel mekanizmaları hâlâ yeterince anlaşılmamaktadır. Burada, endoparazitoid eşek arısı Asobara japonica ve konakçısı Drosophila melanogaster'in yetiştirilmesi için standart bir laboratuvar protokolünü tanımlıyoruz. A. japonica'nın hem partenogenetik hem de cinsel suşları mevcuttur ve partenogenetik suş yüksek bir parazitizm başarı oranı sergiler; bu da genom analizi ve parazitizm testleri için laboratuvar stoklarının istikrarlı şekilde korunmasını sağlar. Zehir genlerinin fonksiyonel analizi için tek yumurtlama enfeksiyonu testi ve çift zincirli RNA tabanlı gen yok etme yöntemi optimize edildi. Bu protokoller birlikte, parazitoid-konak etkileşimlerinin altında yatan moleküler mekanizmaların incelenmesi için pratik bir deneysel çerçeve sağlar ve gelişimsel biyolojiy, immünoloji ve fizyoloji alanlarında gelecekteki araştırmaları kolaylaştıracaktır.
Parazitizm, bir organizmanın diğerinin besin kaynaklarını kullandığı ve taksonlar arasında yaygın olduğu bir yaşam tarzıdır. Bilinen tüm organizmaların yarısına kadar yaşam döngülerinde parazitizm sergilediğitahmin edilmektedir 1. Parazitler arasında, parazitoid eşek arıları özellikle çeşitli bir gruptur ve tüm böceklerin yaklaşık %20'sinioluşturur 2. Böcekler, örümcekler ve akarlar gibi çok çeşitli artropod konakçılarını kullanır ve yaşam öyküleri ile parazitik stratejilerde olağanüstü çeşitliliksergilerler 3. Bu özellikler, parazitoid eşek arılarını evrimsel ve ekolojik olarak en başarılı böcek gruplarından biri yapar.
Parazitoidler ile konakçıları arasındaki etkileşimler, evrimsel "silahlanma yarışları" model sistemleri olarak kapsamlı şekilde incelenmiştir. Özellikle endoparazitoid eşek arıları, zehirler, simbiyotik virüsler ve teratositler dahil olmak üzere çeşitli faktörler yelpazesikullanır 4,5. Bu faktörler, konak fizyolojisini ve gelişimini manipüle eder ve böylece konak içinde başarılı gelişimi sağlar. Bu ilerlemelere rağmen, parazitizmin altında yatan moleküler mekanizmalar çoğu parazitoid türde yeterince anlaşılmamaktadır. Büyük bir sınırlama, küçük vücut boyutlarıdır ve bu da zehir bileşenlerinin biyokimyasal tanımlanmasını engellemiştir. Ayrıca, parazitoidleri ve konaklarını laboratuvar koşullarında senkronize gelişim aşamalarıyla korumak teknik olarak zordur.
Yeni nesil dizileme ve diğer omik teknolojilerindeki son gelişmeler, çok küçük parazitoid türlerde bile genom çapında analizler yapılmasını mümkün kılmaktadır. Bu yaklaşımlar, daha önce erişilemeyen moleküler mekanizmaların araştırılması için yeni yollar açmış ve parazitoid-konak etkileşimlerinin eşi benzeri görülmemiş bir çözünürlükle incelenmesini sağlamıştır. Bu bağlamda, laboratuvarımız Japonya'da ilk olarak tanımlanan Asobara japonica Belokobylskij (Hymenoptera: Braconidae) üzerine odaklanmaktadır 6,7,8. A. japonica, dişilerin çiftleşmeden yavrular ürettiği thelytokous partenogenetik bir suş içerir. Bu özellik, tüm genom dizileme için önemli miktarda genetik olarak uniform genomik DNAtoplamamıza olanak tanır 9. Ayrıca, bu tür, iyi kurulmuş yetiştirme koşulları ve kesin tanımlanmış gelişim evreleri sayesinde büyük deneysel avantajlar sunan, tekrarlanabilir enfeksiyon testleri ve parazitoid gelişiminin doğru kontrolünü sağlayan model organizma D. melanogaster dahil olmak üzere geniş bir Drosophila türlerini parazite etmektedir.
A. japonica parazitizmi sırasında, dişi eşek arısı zehri tek bir yumurta ile birlikte sinek larvasına enjekte eder; larvanın içinde bir eşek arısı larvası da konakçısının yanında büyür. Özellikle, A. japonica, konak D. melanogaster üzerinde yüksek bir parazitizm başarı oranı sergiler; bu da bu parazitoid-konak çiftini güçlü bir deneysel model yapar. Burada, A. japonica'da stabil yetiştirme protokollerini, tek yumurtlama enfeksiyon testi ve çift zincirli RNA (dsRNA) tabanlı gen knockdown yöntemini açıklıyoruz. Bu protokoller, parazitoid-konak etkileşimlerinin altında yatan moleküler mekanizmaları incelemek için güvenilir bir çerçeve sağlar.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
D. melanogaster ve A. japonica için senkronize yetiştirme yönteminin şematik bir özeti Şekil 1'de sunulmaktadır.
1. Konak meyve sineği Drosophila melanogaster'ın laboratuvarda yetiştirilmesi
2. Endoparazitoid eşek arısı Asobara japonica'nın laboratuvarda yetiştirilmesi
3. Tek Ovipozisyon Enfeksiyonu Testi
4. DsRNA enjeksiyonu ile RNA girişimi (RNAi) eşek arılarının üretimi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Asobara japonica'nın aseksüel ve cinsel türleri
A. japonica, Japonya genelinde yaygın olarak yayılmıştır. Ana adalarda thelytokous partenogenetik suşlar baskınken, arhenotokous cinsiyetli suşlar subtropikal adalarda, Amami-Oshima ve Iriomote-jimaadaları 8,12 dahil olmak üzere bulunur. Cinsel suşlarda, erkekler dişilerden birkaç gün erken çıkar, bu yüzden yetişkin transfer zamanlaması bu suşl...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu çalışmada, moleküler düzeyde parazitoid-konak etkileşimlerini araştırmak için çok yönlü bir deneysel platform oluşturduk. Yetiştirme koşullarını optimize ederek, tek yumurtlama enfeksiyonu testi ve RNAi protokolüyle, parazitoid kaynaklı faktörlerin fonksiyonel çalışmaları için sağlam bir sistem sağlıyoruz. Bu platform, parazitoid eşek arılarının konak gelişimini nasıl manipüle ettiğini ortaya çıkarmaya yönelik gelecekteki çalışmaları kolaylaştıracak ve biyolojik haşere kontrol stratej...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklanacak bir çıkar çatışmamız yok.
Yazarlar, teknik yardımları için Kanata Tachibana, Shion Kudo, Toshiya Makino, Shunta Yorimoto, Shuji Shigenobu, Akiko Kawamura, Ari Fujinoki ve Masako Iida'ya teşekkür etmek ister. Ayrıca laboratuvarımızdaki diğer tüm üyelere teşekkür ederiz.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 50 mL tube | Greiner Bio-One | 210261 | Infection assay |
| 1 mL syringe | TERUMO | SS-01T | dsRNA injection |
| Agar | Daisin, Ltd. | P-700 | Rearing |
| Asnol Petri Dish φ40×13.5mm | As One Corporation | 1-8549-01 | Infection assay |
| Asnol Petri Dish φ55×17mm | As One Corporation | 1-8549-02 | dsRNA injection |
| Blue dye (Erioglaucine disodium salt) | Sigma-Aldrich Co. Llc. | 861146-25G | dsRNA injection |
| Butyl p-Hydroxybenzoate | Nacalai Tesque, Inc. | 06327-15 | Rearing |
| CO2 pressure regulator | YAMATOSANGYO | YR-507F-2 | Infection assay |
| Confocal laser scanning microscope | Zeiss | LSM700 | Image analysis |
| Corn meal | Sunny Maize Co., Ltd. | No.4M | Rearing |
| DAPI | Thermo Fisher Scientific Inc. | PI62247 | Nuclei staining, 1:10000 |
| Deionized water | Millipore Inc. | ZLXEV030WW | Infection assay |
| Dual-Stage Glass Micropipette Puller | Narishige | PC-10 | dsRNA injection |
| Fiji | NA | https://fiji.sc | Image analysis |
| Filter paper | Advantec | ITEM 526 | Rearing |
| Fly food vial | Chiyoda Science Co., Ltd. | KFB-3M | Rearing |
| Fly food vial plug | Chiyoda Science Co., Ltd. | AS-275 | Rearing |
| Forceps | Dumont Biologie | 11252-20 | Dissection |
| Freezer, -20 °C | Nihon Freezer | GS-3120HC | Sample storage |
| Freezer, -80 °C | Nihon Freezer | CLN-52UD2 | Sample storage |
| Glass slides | Matsunami Glass Ind., Ltd | S7213 | Infection assay |
| Glucose | Showa Sangyo Co., Ltd. | Not availavle | Rearing |
| KOD Plus Neo | Toyobo | KOD-401 | dsRNA synthesis |
| Incubator | Panasonic | MIR-254-PJ | Rearing |
| Ligation high Ver.2 | Toyobo | LGK-201 | dsRNA synthesis |
| Micropipette Grinder | Narishige | EG-401 | dsRNA injection |
| Mineral oil | Nacalai Tesque, Inc. | 23306-84 | dsRNA injection |
| Nanoject III | Drummond Scientific Company | 3-000-207 | dsRNA injection |
| Nanoject Glass Capillaries | Drummond Scientific Company | 3-000-203-G/X | dsRNA injection |
| pBluescript KS (+) plasmid | Not availavle | Not availavle | dsRNA synthesis |
| pBluescript SK (-) plasmid | Not availavle | Not availavle | dsRNA synthesis |
| PrimeScript reverse Transcriptase | Takara | 2680A | dsRNA synthesis |
| Propionic acid | Nacalai Tesque, Inc. | 29018-55 | Rearing |
| PROWIPE | Daio Paper Corporation | 2-2624-02 | Infection assay, dsRNA injection. |
| ReverTra Ace qPCR RT Master Mix with gDNA Remover | Toyobo | FSQ-301 | qRT-PCR |
| RNAiso Plus reagent | Takara | 9108 | qRT-PCR |
| Small vial (Test tube 12 mL) | Sarstedt | REF 58.487 | Infection assay |
| Small vial plug | Chiyoda Science Co., ltd. | QD-S4 | Infection assay |
| Spatula | As One Corporation | 6-522-02 | Rearing |
| Square petri dish | Eiken Chemical Co., Ltd. | 64-2192-55, AW2000 | dsRNA injection |
| Stereomicroscope | Leica Microsystems | lvesta3 (C-Mount) | Infection assay |
| Stereomicroscope | Nikon Solutions Co., Ltd. | SMZ1000 | dsRNA injection |
| T7 RiboMAX Express RNAi System | Promega | P1700 | dsRNA synthesis |
| Thermal Cycler Dice Real Time System | Takara | TP815 | qRT-PCR |
| Thermal Cycler GeneAtlas | Astel | G02 | dsRNA synthesis, qRT-PCR |
| THUNDERBIRD SYBR qPCR Mix | Toyobo | QPS-201 | qRT-PCR |
| TissueLyser II | Qiagen | Not availavle | qRT-PCR |
| Vitamin C, L-Ascorbic Acid | Nacalai Tesque, Inc. | 03420-65 | Rearing |
| Welch's grape 100 juice | Asahi Soft drinks Co., Ltd. | 32390 | Infection assay |
| Yeast | Asahi Group Foods, Ltd. | HB-P02 | Rearing |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.