Isolamento efficiente e rapida di embrioni nelle prime fasi di<em> Arabidopsis thaliana</em> Semi
Summary
Riportiamo un metodo semplice ed efficace per isolare gli embrioni nelle prime fasi di sviluppo da<em> Arabidopsis thaliana</em> Semi. Fino a 40 embrioni possono essere isolati in 1 ora a 4 ore, a seconda dell'applicazione a valle. La procedura è adatta per transcriptome, metilazione del DNA, l'espressione del gene reporter, immunostaining e fluorescenza<em> In situ</em> Analisi di ibridazione.
Abstract
In piante da fiore, l'embrione si sviluppa all'interno di un tessuto nutriente – l'endosperma – circondato dai tegumenti seminali materni (o tegumento). Come conseguenza, l'isolamento di embrioni vegetali nelle fasi (1 cellula per stadio globulare) è tecnicamente difficile a causa della loro relativa inaccessibilità. Efficiente dissezione manuale a stadi precoci è fortemente compromessa dalla piccola dimensione di giovani semi di Arabidopsis e l'adesività dell'embrione ai tessuti circostanti. Qui, descriviamo un metodo che permette l'isolamento efficiente di giovani embrioni di Arabidopsis, cedendo fino a 40 embrioni in 1 ora a 4 ore, a seconda dell'applicazione a valle. Gli embrioni vengono rilasciati nel buffer di isolamento di poco schiacciamento 250-750 semi con un pestello di plastica in una provetta Eppendorf. Un bicchiere microcapillare collegato a entrambi una pipetta di laboratorio standard (tramite un tubo di gomma) o di un microinjector comando idraulico viene utilizzato per raccogliere gli embrioni da luogo gocciolined su una diapositiva multi-pozzetto su un microscopio a luce invertita. Le competenze tecniche richieste sono semplici e facilmente trasferibili, e l'impostazione di base non richiede attrezzature costose. Gli embrioni raccolti sono adatti per una varietà di applicazioni a valle, come la RT-PCR, l'RNA sequenziamento, analisi di metilazione del DNA, ibridazione in situ fluorescente (FISH), immunoistochimica, e saggi di geni reporter.
Introduction
L'embrione di piante da fiore è circondato dal endosperma, un tessuto nutritivo derivato da un secondo evento fecondazione. Sia dell'embrione e dell'endosperma sono circondati da diversi strati di cellule del tegumento. Collettivamente questi tessuti formano un seme, che si sviluppano all'interno del frutto. Così, tessuti e cellule specifiche analisi di embrioni di Arabidopsis sono fortemente compromesse a causa della loro inaccessibilità. Ciò nonostante, gli embrioni nelle fasi tardo-globulari o poi sono relativamente ben suscettibili di dissezione manuale utilizzando aghi sottili di tungsteno con lo stereomicroscopio, o applicando una leggera pressione sul seme con pinze per estrarre loro. Tali tecniche sono state utilizzate con successo per l'analisi del trascrittoma o profilazione epigenoma come ibridazione di microarray, sequenziamento bisolfito, o RNA sequenza (ad esempio 1-3). Al contrario, gli studi di embrioni allo stadio di zigote globulare precoce restano tecnicamente impegnativo. Ad oggi, solo pochi studi hanno reported analisi trascrittoma sui giovani embrioni utilizzando sia microdissezione laser-capture (LCM) di tessuti embrionali di sezioni semi fissi 4 o estrazione manuale di singoli embrioni da dentro i semi utilizzando strumenti raffinati 5. Tuttavia, attrezzature LCM non è comunemente disponibile e l'estrazione manuale embrione nelle fasi iniziali in termini di tempo e che richiedono ottime capacità di dissezione che non sono facilmente trasferibili. Oltre alle analisi genome-wide, analisi in situ di espressione genica sono anche difficili da eseguire sui giovani, tutto il montaggio embrioni di Arabidopsis. In una certa misura, i giovani embrioni possono essere rilasciati su vetrini da microscopio con una leggera pressione sui semi e utilizzati per i saggi reporter gene o il rilevamento di proteine di immunoistochimica (per esempio vedi 6,7). Questa tecnica, tuttavia, non consente l'isolamento embrione ad alta produttività, ostacolando analisi quantitative.
Pertanto, abbiamo sviluppato un protocollo efficiente e rapidaper l'isolamento embrione precoce dai semi di Arabidopsis che è semplice da installare, facilmente trasferibile, e adatto per una varietà di applicazioni a valle. Il principio di base è quello di schiacciare delicatamente i semi – sezionato da giovani silique in una provetta Eppendorf con un pestello di plastica in un buffer di isolamento adeguato. L'estratto di semi viene posto in goccioline in una diapositiva multi-pozzetto ed esaminato per la presenza di embrioni rilasciate nella fase desiderata utilizzando un microscopio invertito. Gli embrioni sono raccolti utilizzando un bicchiere microcapillare attaccato ad un microinjector o una pipetta di laboratorio standard. Per applicazioni molecolari, gli embrioni vengono lavati due volte mediante ripetute rilascio in gocce di nuovo buffer isolamento prima di trasferirli al buffer di destinazione in un volume minimo. Per le applicazioni citologici (saggi di giornalista, immunoistochimica, FISH), fasi di lavaggio possono essere omessi.
Il metodo offre numerosi vantaggi: (i) cede 25-40 embrioni in ~ 45 min per app citologicacazioni o in 3-4 hr per applicazioni molecolari (comprese le fasi di lavaggio), (ii) permette l'isolamento degli stadi embrionali specifici, (iii) è facilmente trasferibile ad altre persone e laboratori grazie alla sua semplice configurazione, (iv) richiede attrezzature conveniente per la configurazione di base che è suscettibile di aggiornamenti, e (v) è stato utilizzato con successo per varie applicazioni a valle come RNA sequenziamento 8, gene-specifico DNA-metilazione analisi 9, saggi Reporter (10 e Raissig et al., in prep.) e FISH (J. Jaenisch, U. Grossniklaus, C. Baroux inedito, vedi figura 5).
Protocol
Representative Results
Discussion
Abbiamo sviluppato un protocollo di isolamento embrione che è rapido, efficace, e possono essere facilmente trasferiti ad altri laboratori.
L'apparecchiatura descritta qui consiste di un microscopio invertito, un micromanipolatore, vetro microcapillari, un estrattore verticale filamento e un microinjector (Figura 3A). La configurazione è simile a quella descritta per l'isolamento singola cellula animale per transcrittomica analisi 17. Abbiamo anche lavor…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vorremmo ringraziare Tal Nawy e Martin Bayer per i loro consigli su isolamento embrione. MTR, VG, UG e CB inventato l'attrezzatura isolamento embrione. MTR, VG e CB sviluppato il protocollo di isolamento embrione. MTR, VG e CB stabilito il protocollo, isolati gli embrioni, e embrione generato cDNA, VG eseguito la PCR, MTR la colorazione GUS, JJ esperimenti il pesce. MTR, VG, CG e UG ha scritto il manoscritto. Questo lavoro è stato finanziato dall'Università di Zurigo, una borsa di studio della Fondazione per la Ricerca Roche (a MTR), e sovvenzioni dal Fondo nazionale svizzero (di UG e CB).
Materials
| Name of the Reagent | Company | Catalogue Number | Comments (optional) |
| REAGENTS | |||
| Sigmacote | SIGMA | SL2-100 ml | |
| RNAse OUT | Invitrogen (life technologies) | 10777-019 | |
| First- strand buffer | Invitrogen (life technologies) | 18064-022 | contained in Superscript II package |
| DTT | Invitrogen (life technologies) | 18064-022 | contained in Superscript II package |
| Bovine serum albumin (BSA) 100x =10 mg/ml | New England Biolabs Inc. | Different suppliers will also work | |
| Thin wall Capillaries 1.0 mm | World Precision Instruments | TW100F-4 | |
| DNA LoBind tube 0.5 ml | Vaudaux-Eppendorf | 0030108.035 | |
| CellTricsΔ 30 μm | PARTEC | 04-0042-2316 | |
| 5wells 10 mm diameter slides | Electron Microscopy Sciences | 63421-10 | |
| Formaldehyde Solution | Sigma-Aldrich | F1635 | |
| Superfrost Plus slide | Thermo Fisher | J1800AMNZ | Menzel-Gläser |
| Tris | Amaresco | 0497 | |
| EDTA | Applichem | A2937 | |
| Glycin | Fluka | 50050 | |
| SDS pellets | Roth | CN30.3 | |
| Micro Pestle | VWR | 431-0094 | |
| Microfine insulin syringes | BD | U-100 | |
| DEPC | Sigma-Aldrich | D5758 | |
| Ethanol | Schaurlau | ET00102500 | |
| Forceps N5 | Dumont | 0108-5 | |
| Bioanalyzer Pico Chip | Agilent Technologies | 5067-1513 | |
| EQUIPMENT | |||
| Inverted microscope | Nikon TMS (Japan), | ||
| Micromanipulator | Leitz | Leica | |
| Micomanipulator Post mount LH1 probe | Leica microsystems | 39430101 | Different brand will also do the work |
| Vertical filament puller | Sutter instrument | P-20 model | Other model are also suitable |
| Cell Tram vario | Vaudaux-Eppendorf | 5176.000.033 | |
| Bioanalyzer | Agilent Technologies | 2100 | |
| Qubit Fluorometer | Invitrogen (life technologies |
Riferimenti
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