Rückwärts Genetische Morpholino Ansatz mit Herz ventrikuläre Injektion auf mehrere Schwer zu Zielgeweben in der Zebrafisch-Larve Transfektion
Summary
Ein anpassungsfähiges reversen genetischen Methode für Zebrafisch-Gen-Funktion während der späteren Phasen der Entwicklung und physiologischen Homöostase wie Geweberegeneration unter Verwendung intraventrikuläre Injektion von Gen-spezifischen morpholinos beurteilen.
Abstract
Der Zebrafisch ist ein wichtiges Modell, um die Zell-und Molekularbiologie der Organ-und Anhängsel Regeneration zu verstehen. Allerdings molekularen Strategien zur reversen Genetik beschäftigen haben noch nicht ausreichend entwickelt, um Gen-Funktion bei der Regeneration oder Gewebe-Homöostase während der Larvenstadien nach Zebrafischembryogenese zu bewerten und mehrere Gewebe innerhalb des Zebrafisch-Larve sind schwer zu zielen. Intraventrikuläre Injektion von genspezifischen Morpholinos bieten ein alternatives Verfahren für die aktuelle Unfähigkeit genomisch Zielzebrafisch-Gene in einer zeitlich gesteuerten Weise in diesen Phasen. Dieses Verfahren ermöglicht eine vollständige Dispersion und anschließende Einarbeitung des Morpholino in verschiedenen Geweben im ganzen Körper, einschließlich Strukturen, die bisher unmöglich zu erreichen, wie sie im Larvenschwanzflosse, eine Struktur oft verwendet, um nicht-invasiv zu erforschen Geweberegeneration waren. Mehrere Gene während der Larven finfold Regeneration aktiviert werden auch Präsentationt bei der Regeneration von Geweben erwachsener Wirbeltiere, so dass die Larve ist ein nützliches Modell, um die Regeneration bei Erwachsenen zu verstehen. Diese Morpholino Dispersionsmethode erlaubt die schnelle und einfache Identifizierung von Genen, die für die Regeneration von Gewebe Larven sowie anderen physiologischen Erscheinungen regulieren Gewebshomöostase nach Embryogenese erforderlich. Daher stellt diese Methode ein Liefer aktuell benötigten Strategie zur zeitlichen Steuerung der Auswertung von Genfunktionen nach Embryogenese.
Introduction
Regeneration von Organen und Anhängsel ist grundlegend wichtig für das Überleben und Fitness; jedoch haben mehrere Wirbeltieren einschließlich des Menschen regenerative Fähigkeiten beschränkt. Während mehreren Tiermodellen existieren, die umfangreichen Regenerationsfähigkeit haben, Reverse genetische Techniken, um Gen-Funktion während der Organregeneration und Anhängsel zu beurteilen sind sehr begrenzt oder gar nicht vorhanden. Daher sind neue Methoden erforderlich, um die Molekularbiologie der Regeneration in diesen Modellorganismen zu sezieren.
Der Zebrafisch ist ein gut etabliertes Modell für das Verständnis der Zell-und Molekularbiologie der Organregeneration und ein Anhängsel, nicht nur wegen ihrer großen Fähigkeit, mehrere Organe, Gewebe und Anhängsel zu regenerieren, sondern auch, weil mehrere transgene Fische Linien existieren, um Zellen zu verfolgen und Gen-Konstrukte überexprimieren 2, 3. Allerdings ist Gen-Hemmung in Zebrafisch-Larven hauptsächlich auf die overexpre begrenztssion der dominant-negative Konstrukte, die nicht für alle Gene von Interesse sind oder deren Transgen Produkt kann gain-of-function-Effekte, die die endogene Aktivität des Gens spiegeln nicht erwerben. Somit wird eine alternative Methode, um speziell zu entfernen Genexpression durch KO oder Zuschlags notwendig, um diese Probleme zu überwinden.
Gen-spezifischen Targeting mit TALENS als Reverse genetische Mittel, um Gen-Knockout-Funktion besteht; Dies ist jedoch Knockout Strategie während der frühen Embryogenese sehr häufig zu funktionellen Beurteilungen, da ursprünglichen Anforderungen des Gens zu verhindern weiteren Verlauf der Embryonalentwicklung. So, das Studium später Phänomene wie Regeneration oder Organ Homöostase nach der Entwicklung mit TALENS ausgeschlossen 4, 5. Daher ist eine alternative Strategie zum Entfernen Gen benötigt, die Gen-Funktion richtet sich nach der frühen Entwicklung bis zur Gen-Anforderungen voll ausgebildete Organe und Strukturen zu beurteilen. </p>
Morpholino-Injektion wurde als wirksam bei der Targeting-Gene in einigen adulten Organen und der Erwachsenen Regenerieren Rippen 6-8, aber diese Methoden erfordern Elektroporation und viele innere Organe schwer zu elektroporieren entweder aufgrund ihrer Lage oder wegen ihrer Empfindlichkeit gegenüber elektrischen Störung. Darüber hinaus sind einige Gewebe in der Larve schwer direkt zu injizieren, da eine direkte Injektion kann ihre strukturelle Integrität stören oder weil ihre Größe ist die Begrenzung. Die Schwanzflosse der Larve ist eine solche Struktur, da eine direkte Injektion in die finfold ist nicht möglich. Somit eine Alternative zur Elektroporation und direkte Injektion erforderlich war, um Gene in Geweben, die entweder zu klein oder zu injizieren kann elektroporiert werden Ziel.
Um während der Regeneration des Larvenschwanzflosse Ziel und hemmen die Funktion von spezifischen Genen haben wir Morpholino bestehenden Technologien erlauben die eine modifizierteEURTEILUNG der Gen-Funktion während der Schwanzflosse Regeneration in der späten inszeniert Larve. Dieses Verfahren verwendet intraventrikuläre Liefer 9 von Fluorescein-markierten morpholinos zusammen mit Endo-Porter Transfektionsreagenz 10. Sobald im Ventrikel, schnell der Morpholino-Endo-Porter Mischung während der Larve über das Gefäßsystem verteilt und tritt Gewebe, die bisher nicht zum Ziel gewesen. Diese Injektionsverfahren kann modifiziert werden, um Zielgene in spezifischen Geweben und möglicherweise auch in anderen Tiermodellen, die gegenwärtig nicht reversen genetischen Methoden Genfunktion hemmen angewendet werden. So bietet es eine schnelle und einfache Methode mit dem Potenzial für eine breite Palette verwenden, um Gen-Funktion sofort studieren während der allgemeinen Organ-Homöostase und Regeneration bei Larvenstadien.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die intraventrikuläre Injektion bietet eine schnelle und zuverlässige Beurteilung Verfahren zur Prüfung der Genfunktion in späteren Phasen der Entwicklung oder der Homöostase des Körpers, ohne die Gen-Funktion während der Embryogenese. Um den Erfolg dieser Technik zu gewährleisten, sollte man sich bewusst sein, vier kritische Punkte: 1) Nadel, 2) Trocknen aus der Nadel, 3) zu minimieren Volumen und 4) minimale Belichtungszeit in der Sedierung Lösung. Nadeln, die zu klein sind, werden häufig verstopfen, währen…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt wird, wollen wir Ayele Tsedeke Taddese für technische Unterstützung danken.
Materials
| Company | Catalog Number | Comments/Description | |
| Reagent/Material | |||
| Morpholino with 3´fluorescein tag | Gene Tools Inc. | Customized | More information on www.genetools.com |
| Endo-Porter | Gene Tools Inc. | More information on www.genetools.com | |
| Agarose | Serva | 120623 | For pouring plates to place the fish during injections and imaging |
| Tricane (L-Ethyl-m-amino-benzate-methane sulfonate) | Applichem | For anesthesia | |
| E3 medium (5 mM NaCl; 0.17 mM KCl; 0.33 mM CaCl2; 0.33 mM MgSo4) | For larval husbandry | ||
| Petri Dishes | Sarstedt | 821.472 | For placing the fish during injections and imaging |
| Equipment | |||
| Thin Wall Glass Capillaries | World Precision Instruments, Inc. | TW100F-3 | For preparing injection needles |
| Microloader pipette tips | Eppendorf | 5,242,956,003 | For loading the needle |
| Pasteur Pipettes (3 ml/1 ml) | Brand | 747760/ 74775 | For transfering larva |
| Flaming / Brown needle puller | Sutter | More information on www.sutter.com | |
| Watchmaker (Dumont) Tweezers (size 5) | World Precision Instruments, Inc. | 501985 | To brake the needle before sharpening |
| Dissecting microscope | Olympus, Leica, Zeiss | Varies with the manufacturer | Part of the whole injection setup |
| Fluorescence camera | Olympus, Leica, Zeiss | Varies with the manufacturer | To image the fluorescence after injeciton |
| PicoNozzle kit (microinjector holder) | World Precision Instruments | 5430-12 | For microinjections |
| Pneumatic PicoPump (microinjector) | World Precision Instruments | SYS-PV820 | For microinjections |
Referências
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