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Artículo de método

Uso de ovocitos de ratón para evaluar la función humana del Gene durante la Meiosis I

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DOI:

10.3791/57442

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10 de abril de 2018

 ,  ,  , 

* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

Como las variantes genéticas asociadas con enfermedades humanas empiezan a ser descubierto, se está convirtiendo en cada vez más importante para el desarrollo de sistemas con los que evaluar rápidamente la importancia biológica de las variantes identificadas. Este protocolo describe los métodos para evaluar la función del gen humano durante la meiosis femenina utilizando ovocitos de ratón.

Resumen

Aneuploidía embrionaria es la principal causa genética de la infertilidad en los seres humanos. La mayoría de estos eventos se origina durante la meiosis femenina, y aunque se correlacionó positivamente con la edad materna, edad sola no siempre es predictivo del riesgo de generar un embrión aneuploide. Por lo tanto, variantes genéticas podrían explicar la segregación incorrecta de cromosomas durante la ovogénesis. Dado que el acceso a ovocitos humanos es limitado para fines de investigación, se desarrollaron una serie de ensayos para estudiar la función del gen humano durante meiosis utilizando ovocitos de ratón. En primer lugar, el ARN mensajero (ARNm) del gen y la variante del gen de interés son microinyectados en ovocitos de ratón arresté a profase. Después de permitir tiempo para la expresión, ovocitos son liberados sincrónicamente en maduración meiótica para completar la meiosis I. Por marcado el ARNm con una secuencia de un reportero fluorescente, como la proteína verde fluorescente (Gfp), la localización de la proteína humana puede ser evaluada además de las alteraciones fenotípicas. Por ejemplo, ganancia o pérdida de función puede investigarse mediante el establecimiento de las condiciones experimentales que el producto génico para corregir errores meiotic. Aunque este sistema es ventajoso en la investigación de la función de la proteína humana durante la Oogénesis, adecuada interpretación de los resultados debe realizarse teniendo en cuenta que no es expresión de la proteína en los niveles endógenos y, a menos que controla (es decir, golpeado hacia fuera o hacia abajo), murinos homólogos también están presentes en el sistema.

Introducción

La infertilidad es una condición que afecta a 10-15% de la población humana de la edad reproductiva 1, de los cuales casi la mitad busca tratamiento médico 2. Aunque la etiología de la infertilidad es diversa y en muchos casos multifactoriales, la anormalidad genética más común en los seres humanos es aneuploidía embrionaria 3. Aneuploidía se define como la desviación (ganancia o pérdida) del número correcto de cromosomas en una célula. El fenómeno de la aneuploidía de los embriones humanos es común y aumenta con la edad maternal avanzada 4,5

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Protocolo

1. molecular clonación

  1. Obtener completa secuencia de codificación del gen de interés y el plásmido en vitro transcripción (pIVT) vector11.
    Nota: Clones de cDNA de larga duración están comercialmente disponibles de distintos proveedores o pueden generarse mediante reacción en cadena de polimerasa de transcripción inversa (RT-PCR). El Centro Nacional de recursos en línea de información de biotecnología (NCBI) proporciona secuencias de genes de transcripción de los nucleótidos y expresó secuencia etiquetada bases de datos (EST). Para facilitar la proteína visualización y análisis de niveles de expresión, fusión a la proteína ....

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Resultados

Después en vitro transcripción RNA de alta calidad tendrá una relación A260/A280 de (1.8-2.2) y un ≥1.7 de relación A260/A230 medido usando un espectrofotómetro. La imagen en la figura 1 muestra la migración de in vitro-produce el RNA en un gel de agarosa desnaturalización después de electroforesis. Una banda que es manchada en patrón o muestra que tiene múltiples bandas de tamaño puede indicar contaminación o degradación de la muestra. Alte.......

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Discusión

Debido a la rápida y creciente identificación de variantes genéticas humanas asociadas con la enfermedad, es esencial que se establezcan sistemas para evaluar su significado biológico. Comprender la función de la proteína en meiosis humana plantea desafíos particulares porque son preciosos ovocitos humanos y espermatozoides humanos y raros no son susceptibles de manipulación genética. Ovocitos de ratón son un sistema mamífero modelo valioso para la evaluación de genes humanos meiótica función 10

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Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

Este trabajo fue financiado por una beca de investigación de la sociedad americana de medicina reproductiva y de la Charles y Johanna Busch Memorial Fund en Rutgers, Universidad Estatal de NJ a K.S. A.L.N. fue apoyado por una subvención de la I.N.S. (F31 HD0989597).

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
0,2 mL Tubo de PCR SEAL-RITEEE. UU. Scientific1602-4300
1 kb Escalera de ADNThermo ScientificSM0313
100 bp Escalera de ADNThermo ScientificSM0243
6X Tinte de carga de ADN ThermoScientificR0611
Placa puntual de vidrio de 9 pocillosThomas Scientific7812G17
AgarosaSigma AldrichA9539
Albúmina de suero bovino Sigma-AldrichA3294 
Alexa-fluor-568 conjugada anti-ratón IgGThermo ScientificA21050dilución 1:200
Alexa-fluor-633 conjugada anti-humanaIgG Thermo ScientificA21091dilución 1:200
AmpicilinaVWRAA0356
Mesa antivibratoriaTechnical Manufacturing Corpcualquier modelo estándar
Tubulina antiacetilada anticuerpoSigma AldrichT7451diution 1:100
anticuerpo anticentromérico (CREST)Anticuerpos incorporados15-234dilución 1:30 
Barrera (filtro) Puntas de pipetaThermo ScientificAM12635Asegúrese de que sean compatibles con su marca de pipetas. Son compatibles con las pipetas de la marca Eppendorf.
BD Difco Medios de cultivo deshidratados: LB Agar, Miller (Luria Bertani)Fisher ScientificDF0445-07-6
BD Difco Medios de cultivo deshidratados: LB Broth, Miller (Luria Bertani)Fisher ScientificDF0446-07-5
Tubo capilarSutterB100-75-10
Center Well plato de cultivo de órganosVWR25381-141
TanquePara incubadora
Microscopio confocalZeisscualquier modelo estándar
Centrífuga (con capacidad de enfriamiento)Thomas Scientificcualquier modelo estándar 
Cubreobjetos 11 x 22 mmThomas Scientific6663F10
El grosor de los cubreobjetosThomas Scientific6663-F10variará para determinados microscopios
DAPISigma AldrichD9542
DEPC H20Life TechnologiesAM9922
Digital Dry BathThermo Scientific888700001
Easy A high enzima de clonación de fidelidadAgilent600400para la clonación de ADN 
enzimas para linealizar pIVT,New England BiolabsNdeI o KasI:
Bromuro de etidioThermo Scientific
Microscopio fluorescente Se puede utilizar cualquier microscopio fluorescente
Formaldehído (37%)Thermo Fisher Scientifc9311
Colorante de carga de ARN de formaldehídoAmbion8552
Portaobjetos de microscopio esmerilados (sin carga) 25X75 mmFisher Scientific12-544-3
ADNc de longitud completaSe pueden obtener de cualquier proveedor que suministre lectura abierta clones de marco Aparato
electroforesis en gelBio-Radcualquier modelo estándar
Glass Pasteur PipetsFisher Scientific13-678-200
Globin Forward Primer para pIVT Construct5'- GAA GCT CAG AAT AAA CGC -3'.  Se puede comprar a cualquier empresa que genere oligonucelotides personalizados
Globin Reverse Primer para pIVT Construct5'- ATT CGG GTG TTC TTG AGG CTG G -3' Se puede comprar a cualquier empresa que genere oligonucelotides personalizados
Pipetas de retenciónEppendorf930001015Vacutip
Cámara humidificada Tupperwarese puede utilizar
Illustra Ready-To-Go Perlas RT-PCRLife Sciences27925901
Incubadoracualquier modelo estándar con CO2 y tecnología de camisa
de agua Microscopio invertidoInstrumentosCualquier modelo estándar
Software Image J (NIH)Software de análisis de imágenesNIH
Tapa de placa de 96 pocillosNalgene Nunc International 263339
Tubo de microcentrífuga de 0,5 mL de baja adherenciaUSA Scientific1405-2600
MacVector MacVectorSoftware de análisis de secuencias
MG132SelleckchemS2619
Portaobjetos de microscopioFisher Scientific12-544-3 
Marcadores de ARN del milenio-formaldehído AmbionAM7151
MilrinoneSigma-AldrichM4659Resuspender en DMSO a 2.5mM
Aceite mineralSigma-AldrichM5310Solo usado con embriones probado, filtrado estérilmente
MonastrolSigma-AldrichM8515Resuspender en DMSO a 100
mM BoquillaBiodisenoMP-001-Y
N2 tanquepara mesa antivibratoria
Esmalte de uñas; TransparenteSe puede utilizar cualquier esmalte de uñas transparente
NanoDrop Microvolumen Espectrofotómetro UV-VisThermo Scientificcualquier modelo estándar
NorthernMax 10X Tampón de gel desnaturalizanteLife TechnologiesAM8676
NorthernMax 10X Tampón de funcionamientoLife TechnologiesAM8671
NuPAGE MOPS SDS Tampón de funcionamientoThermo ScnentificNP0001
Plato de cultivo de órganos 60x15mmLife Technologies08-772-12
ParaformaldehídoPolysciences, Inc. 
Termociclador PCRThermo Fisher Scientific4484075
Placa de Petri 139 mmThermo Fisher Scientifc501V
Placa de Petri 35 mmThermo Fisher Scientifc121V
Placa de Petri 60 mmFalcon BD351007
Picoinyector Microinyectordigital XenoWorkscualquier modelo estándar
Extractor de pipetasFlaming-Brown Extractor de micropipetas ModeloP-1000
pIVT plásmidoAddGene32374Vector vacío apto para la expresión de ovocitos.
Suero de yegua embarazada GonadotropinaLee BioSolutions493-10
QIAprep Spin Miniprep KitQiagen27104purificación de hasta 20 uL de ADN plasmídico
QIAquick kit de purificación de PCRQiagen28104
Quikchange II kit de mutagénesis dirigida al sitioAgilent 200523kit de mutagénesis para inserciones y deleciones
Quikchange lightning kit de mutagénesis dirigida multisitioAgilent 210512Kit de mutagénesis para cambios en un solo sitio
Tijeras (punta fina)Herramientas de ciencia fina14393
Tijeras (punta media)Herramientas de ciencia finaWP114225
Tubo de microcentrífuga Seal-Rite de 1,5 ml Calentador
cualquiermodelo estándar
Microscopio
cualquier modelo estándar
kit de transcripción de ARN tapadoLife TechnologiesAM1340
TritonX-100Sigma-Aldrichx-100
Tween-20274348Sigma-Aldrich
(Punta fina- Tamaño 5)Herramientas de ciencia finaSN.743.12.1
Agua destilada ultrapura sin dnasa/arnasaThermo Fisher Scientifc10977015
Bromuro de etidio ultrapuro 10 mg / mLThermo Fisher Scientifc15585011
UVP UV / White lite transiluminadorFisher ScientificUV95041501
Vectashield Medio de montajeVector LaboratoriesH-1000
de CO2Se pueden utilizar , , 155585011 Clones dede GE Nikon 577773 de deslizamiento USA Scientific 1615-5500 Espectrofotómetro (Nanodrop) estereoscópico Thermo Fisher Scientific ND-ONE-W Eficiencia de subclonación Células competentes DH5a Jeringa 18265017 Thermo Fisher Scientifc BD Bioscienes 309623 1 ml, 27G(1/2)T4 ADN ligasa New England Biolabs M0202L T7 mMessage Máquina de alto rendimiento Pinza de

Referencias

  1. Thoma, M. E., et al. Prevalence of infertility in the United States as estimated by the current duration approach and a traditional constructed approach. Fertil Steril. 99 (5), 1324-1331 (2013).
  2. Boivin, J., Bunting, L., Collins, J. A., Nygren, K. G.

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