Method Article
このプロトコルは、胚のアステュアナクス血脈遺伝子発現可視化を実現。 にします。このアプローチは非特異染色を最小限に抑えながら遺伝子式信号を最大の目標としてきた.
近年、たくさんの遺伝子のシーケンスの身元を明かす、盲目のメキシコの血脈 (アステュアナクス メキシコ) のゲノムがリリースされています。この新たなモデル システムに先行研究は、様々 な洞窟を伴う表現型に関連付けられている多数の量的形質遺伝子座 (QTL) を識別した広範囲のゲノム広い調査の資本金。ただし、表現型変化の遺伝の基礎に興味のある遺伝子を接続する能力は重要な課題です。Troglomorphic の進化の役割のより深い理解を容易にすることができます 1 つの方法は、ホール マウント in situ ハイブリダイゼーションです。この手法を実装して、直接洞窟と表面の住居形態の間の遺伝子発現を比較、確立された QTL を根底にある遺伝子の候補者を指名、次世代シーケンシングの研究から興味のある遺伝子を識別または他を開発できます。検出ベースのアプローチ。このレポートで広く研究から開発されたシステムを越えての使用のために合わせることができる柔軟性の高いチェックリストによってサポートされている単純なプロトコルを提案します。このプロトコルのアステュアナクスコミュニティの内外に広範なリソースとして使用できることが望まれます。
In situ ハイブリダイゼーションは、遺伝子発現パターン1を視覚化する固定ティッシュの汚損のための一般的な方法です。この手法を他の伝統的な2および非伝統的な3モデル システムでは、さまざまな生物学的研究の年行った。ただし、いくつかの手順と試薬は、この手順を正常に実行する必要です。この手法を実行したことがない者は、プロセスを開始する多くの手順のおかげで威圧的なことができます。さらに、この手順の長い性質は、トラブルシューティングに挑戦することができます技術的なエラーに適しています。
この記事の全体的な目標は、幅広い視聴者にアクセス可能なこの交配の技術を表示するシンプルで簡単な方法を提示することです。エラーの概要を減らすためには、質の高い遺伝子式染色が得られますし、非固有バック グラウンド信号を最小限に抑える簡単な方法を提案する.この手順は、他の動脈分布4などの伝統的なモデル システム開発のアプローチに似ています。ここでは、慎重に慎重に実装されたプロトコルを促進するためにダウンロード可能なチェックリスト (補足ファイル 1) を使用して各ステップの実装を容易にするために目指しています。これを行うための理論的根拠は、この手順に関与する多くのステップを介して組織を促進することです。この記事が、初期胚ホール マウント in situ ハイブリダイゼーションを行うに興味がある研究者の適切な手順をまだ実行していません。アステュアナクス研究者の選択した方法の利点はことそれが試され、血脈の表層魚群モーフ、これにより比較表現の分析を促進します。アステュアナクスおよび他のシステムの研究で研究者によって提示されたメソッドを使用できます。
ここで説明したすべてのメソッドは、機関動物ケアおよび使用委員会 (IACUC) シンシナティ大学 (プロトコル #10-01-21-01) によって承認されています。
1. 固定
2. 脱水症状
3. 1 日目: 水分補給
4. 1 日目: 消化と固定
5. 1 日目: Prehybridization
6 2 日目: 交配
7 日 3: ソリューションの準備
8 日 3: プローブの除去
9 3 日目: ブロック
10 4 日目: MABT リンス
11 日は 5: プローブの可視化
12. イメージング
本報告では、高品質遺伝子発現解析のための胚のアステュアナクス標本のラベル付けを実行するシンプルで簡単なアプローチを提供します。この手法は、4 つまたは 5 日間で行うことが、各主要なステップの手順では、色分けされたフローチャート (図 1) で表されます。完了すると、ステンド グラスの胚は興味の特定の遺伝子を表現する組織の暗い紫色色ラベルを抱く必要があります。我々 は Pachón 血脈 (図 2 a-B, E) と表層魚群 (図 2-D, F) 胚の両方でこのプロトコルを実装しました。
血脈の胚は、そのラベルの初期神経の頂上の組織、 Sox9とTfap2a5,62 つの転写因子の染色された.Sox9式のラベルの胚は、発展途上の鰓のアーチと胸鰭 (黄色の矢印、図 2 a) 明確なラベリングをデモンストレーションします。染色が事実上存在しないことに注意してください卵黄嚢または側面 (図 2 a) に発展途上の体節で。同様に、 Tfap2a式の胚の背側腹部に沿って早期移行神経堤細胞 (図 2 b, 矢印) と同様、開発の頭の部分で明らかです。毒胚の提示第 3 の代表的な遺伝子は、 Phf20a、骨芽細胞分化7のマーカーです。染色する体節中胚葉と骨組織 (図 2 e矢印) を生じさせる運命にある後部の頭の部分に注意してください。
表面魚類胚におけるCXCR、 Adcyap1a、およびSox10遺伝子のプローブが私たち。CXCRエンコード バインド CXC ケモカイン8G タンパク質膜結合型受容体です。肯定的なラベリング、頭側面 (図 2 f矢印) と卵黄嚢を覆ういくつかの個々 のセルの隔離された地域に存在。遺伝子アデニル酸シクラーゼ活性化ポリペプチド、 Adcyap1aは、下垂体細胞を含む中枢神経系の領域で表現されます。胚の背側面にセルのペア、二国間のクラスターの特異性の高い表現に注意してくださいだけでなく、正中線式 (図 2矢印) の大きい地域。最後に、どのラベル初期神経堤細胞とオリゴデンドロ サイト細胞10提案Sox10、転写因子の発現。特異性の高い染色陽性は、左側の神経の頂上の早いマーカーと背側胚 (図 2 D矢印の右側は明らかです。
他の研究者が発生する可能性があります交絡の問題の 2 つのタイプのそれぞれを提案します。1 つの定期的に出会い最初の問題は、非固有のラベルの点状の斑点です。これらの斑点着色反応最終 MABT リンスや ap 通信バッファーから、沈殿物として生じる。この非固有のラベルの例は、 Pnp4aの式のステンド グラス表面魚胚の卵黄嚢に明らか。この遺伝子は、虹色色素沈着11の生産を容易にする酵素 (プリンのヌクレオシドのホスホリラーゼ) をエンコードします。この遺伝子は明らかに発展途上の目と膀胱を泳ぐ最初です。いくつかの表面の標本 (図 3 a) にみられる点状の斑点は、頻繁に洗浄およびプロトコル (図 3 b) の最終段階で AP バッファー + NBT/BCIP の交換によって排除されました。1 つの定期的に出会い 2 番目の問題は、それ以外の場合、明確な表現パターンを生成する遺伝子のびまん性、非特定の主式です。1 つの例は遺伝子BMP4、(図 3) 供試体全体に存在する発色の低レベルで大きく拡散パターンとして表示されます。ような場合、一般的に遺伝子の異なる領域を識別、ベクトルに増幅し、新しいプローブ合成を実行 (補足ファイル 6参照)。コントロール (ないプローブ) 標本 (図 3 D) の例は、失敗した私たちBMP4プローブのびまん性および非固有の性質を説明するために提供されます。
図 1: ホール マウント in situ ハイブリダイゼーションの簡単なフローチャートです。このフローチャートは、in situ ハイブリダイゼーションの主な手順を示すために色分けを採用しています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 2: 代表的な染色洞窟とアステュアナクスの表面のモーフを使用して六つの遺伝子.(A) 図の特定の汚損 (黄色の矢印) 72 時間後受精 (hpf) 右外側側Sox9の Pachón 血脈 (45 x)。(B) を、36 の右の側面に明らかにTfap2aのための特定の染色 hpf Pachón 血脈 (45 x)。(C) 二国間及び正中線は、 Adcyap1aの (黄色の矢印) を染色 hpf の 72 面魚 (100 x) の背側領域に表示されます。(D) Sox10 24 hpf 表面魚 (100 x) の神経堤体内の染色。(E) Phf20a 24 の背の地域で式のかすかな、しかし、明確なパターンに示します hpf Pachón 血脈 (100 x)。(F)、サイトカイン受容体、 CXCRは、hpf の 24 面魚 (100 x) の右の側面の異なる領域で表されます。スケール バー、B、E、f = 0.5 mm;C, D はバーをスケール = 2.5 mm.この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 3: ホール マウント in situ ハイブリダイゼーションのサブ最適な結果の代表的な例です。(A) 特定の染色は非固有の沈殿物および/または破片 (赤矢印)、72 の右外側面に並んで明らか hpf Pachón 血脈 (100 x)。(B) A の可視化プローブ、沈殿物の有無、72 の背景パターン同じ染色を描いた hpf Pachón 血脈 (100 x)。(C)、72 の右外側側面 hpf Pachón 血脈が 45 倍の倍率でBMP4のびまん性、非特定の染色を示します。(D) A 72 hpf Pachón 血脈プローブ (45 x) 添加することがなく、このプロトコルを受けます。スケール バー = 0.5 mm.この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
劣化する RNA の脆弱性によりプロトコルの最も重要な手順の 1 つは RNA プローブの滅菌の合成にかかわる。ただし、プローブが生成されます慎重に良い結果を提供し場合、は、その後染色反応では使用できます。2 番目の重要なステップは、プロトコルで使用されるすべての試薬の慎重な生産です。このプロトコルには、数日、多くの小さなステップが含まれているのでそれが必要し、滅菌方法で格納されているすべての試薬が正確にであります。さらに、調査官がプロトコルの各ステップの追跡をします、根本的に重要です。我々 は、手順のチェックリストこのプロトコルの各側面の正確かつ正確な完成を確保する上で非常に役に立つことを発見しました。
私たちはしばしば、私たちがここで提示されたプロトコルを変更しません。ただし、捜査官が示唆されたものよりも異なる温プローブ孵化を実行可能性があります (すなわち、70 ° C)。ハイブリダイゼーション温度のわずかな変化は RNA プローブの結合に影響を与え、最適な交配の温度を求めることができる染色の品質に影響積極的にしたがって。トラブルシューティングに関してはこの記事 (補足ファイル 1) にあるチェックリストを利用する他の研究者強く勧めします。レコード高品質の染色を確保するために必要な最初のステップは、注意を維持します。ロッキングせずに最終的な呈色反応を実行することです 2 番目のマイナー変更が示唆された (例えば、プラットフォーム シェーカーまたは nutator 上に置いた) なし。この理由は、定期的に我々 は注意おそらく AP 緩衝液から発生する沈殿物の生産です。この沈殿物は通常暗い色に overstains し、ステンド グラスの組織に点状 (無指定) 背景を作成します。この沈殿物の生産を最小限に抑えるためには、各反応の直前に滅菌の ap 通信バッファーを準備します。さらに、NBT と BCIP をバッファーに追加すると、我々 は交換して新鮮なバッファー、NBT/BCIP 呈色反応が完了するまで 1 時間ごと。
提案手法に制限は、クロマチック汚れを利用した遺伝子発現可視化です。費用対効果のみを可視化する光学顕微鏡検査が必要ですので、我々 はこの方法を好みます。1 つは量的差異の評価に興味を持っていた、彼らは蛍光の呈色反応を使用してお勧めします。これは実験間の表現の相対的な蛍光単位の比較を通してたとえば、半定量を有効にされます。
広く web12,13、上だけでなく、科学的な出版物のままの交配のためのプロトコルがあります。提案するプロトコルは、私たちのモデルのシステム、アステュアナクス メキシコ専用に開発されました。我々 は、多数の遺伝子の発現を汚し、感じるそれは一貫して高品質の結果を提供しますこのプロトコルを使用しています。このプロトコルの重要な利点は、調査担当者が、このプロトコルの手順のそれぞれの正確な完成を確保しながら、複数のタスクを実行できるようにする項目の手順のチェックリストです。このプロトコルをフィールド内外の他の研究者に有益な情報源として機能し、この一般的な実験手法が将来発見ブラインド メキシコ血脈表現型遺伝子のリンクをサポートすることが予想されると思います。
著者が明らかに何もありません。
この原稿の有用なコメントのための総研究室のメンバーを感謝致します。2017、2018、クリスティン曹、マイケル ・ ウォーデン、安芸李デビッド ヌワンコなど夏のインターンシップ中にこのプロトコルを利用する 4 つの高校生を認識したいです。HL は 2017 年の夏カリフォルニア大学生物学幹交わりによって支えられました。この作品は全米科学財団 (デブ 1457630 JBG に)、国立機関歯科・頭蓋顔面研究所 (NIH; からの補助金によって支えられました。JBG に DE025033)。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
10 mL Serological Pipette | VWR | 89130-888 | |
1000 mL Filtration Unit | VWR | 89220-698 | |
15 mL Conical | VWR-Greiner | 82050-278 | |
25 mL Serological Pipette | VWR | 89130-890 | |
250 mL Filtration Unit | VWR | 89220-694 | |
5 mL Serological Pipette | VWR | 89130-886 | |
50 mL Conical | VWR-Falcon | 21008-940 | |
500 mL Filtration Unit | VWR | 89220-696 | |
Anti-Digoxigenin-AP, Fab fragments | Sigma-Roche | 11093274910 | |
BCIP | Sigma-Aldrich | B8503-1G | 1 g |
Blocking Solution | Sigma-Roche | 11 096 176 001 | 50 g |
Citric Acid | Fisher Scientific | A104-500 | 500 g |
DIG RNA Labeling Kit (SP6/T7) | Sigma-Roche | 11175025910 | |
Eppendorf Tubes | VWR | 20170-577 | |
Ethanol | Fisher-Decon | 04-355-223 | 1 Gal |
Formamide | Thermo Fisher Scientific | 17899 | 100 mL |
Glass dram vials | VWR | 66011-041 | 1 Dr |
Glass Pipettes | Fisher Scientific | 13-678-8A | |
HCl | Thermal-ScientificPharmco-AAPER | 284000ACS | 500 mL |
Heparin | Sigma | H3393-25KU | |
Magnesium Chloride-crystalline | Fisher Scientific | M33-500 | 500 g |
Maleic Acid | Sigma | M0375-100g | 100g |
Methanol | Fisher Scientific | A452-4 | 4L |
Molecular-grade Water (RNase-free) | VWR | 7732-18-5 | 500 mL |
NaCl | Fisher Scientific | S271-3 | 3 kg |
NaOH pellets | Fisher Scientific | S318-500 | 500 g |
NBT Substrate powder | ThermoFisher Scientific | 34035 | 1 g |
Normal Goat Serum | Fisher-Invitrogen | 31873 | |
Nutating Mixer | VWR | 82007-202 | |
Paraformaldehyde | Sigma | 158127-500g | 500 g |
PBS 10x | Fisher Scientific | BP399-20 | 20L |
Proteinase K (200mg/10ml) | Qiagen | 19133 | 10 mL |
Plastic Pipettes | VWR-Samco | 14670-147 | |
RNAse | Sigma | R2020-250mL | 250 mL |
Shaking Water Bath 12 L | VWR | 10128-126 | 12 L |
Standard Analog Shaker | VWR | 89032-092 | |
Tris | Sigma Millipore-OmniPur | 9210-500GM | 500 g |
tRNA Yeast | Fisher-Invitrogen | 15401011 | 25 mg |
Tween 20 | Sigma | P9416-50mL | 50 mL |
Vortex-Genie 2 | Fisher Scientific-Scientific Industries, Inc | 50-728-002 | |
Lithium Chloride (LiCl) | Sigma-Aldrich | 203637-10G | 10 g |
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