Summary

Transfectie en mutagenese van Target genen in cellen Mosquito door Locked Nucleic Acid-gemodificeerde oligonucleotiden

Published: December 26, 2010
doi:

Summary

Oligonucleotiden kunnen worden gebruikt om de website speciaal een single nucleotide van getransfecteerde doelwitgenen vervanger in beide<em> Anopheles gambiae</em> En<em> Anopheles stephensi</em> Cellen.

Abstract

Plasmodium parasieten, de verwekker van malaria, worden overgedragen door de beten van geïnfecteerde Anopheles muggen wat resulteert in meer dan 250 miljoen nieuwe infecties per jaar. Ondanks tientallen jaren van onderzoek, is er nog steeds geen vaccin tegen malaria, met de nadruk op de noodzaak van nieuwe bestrijdingsstrategieën. Een innovatieve aanpak is het gebruik van genetisch gemodificeerde muggen zij daadwerkelijk toezicht kunnen malaria parasiet transmissie. Opzettelijke veranderingen van de cel signaalwegen in de mug, via gerichte mutagenese, is gebleken dat parasiet ontwikkeling 1 te reguleren. Uit deze studies, kunnen we beginnen om potentiële gen doelstellingen voor de transformatie te identificeren. Gerichte mutagenese is traditioneel gebaseerd op de homologe recombinatie tussen een target-gen en een groot DNA-molecuul. Echter, de bouw en het gebruik van dergelijke complexe DNA-moleculen voor het genereren van stabiel getransformeerde cellijnen is kostbaar, tijdrovend en vaak inefficiënt. Daarom is een strategie met behulp van gesloten nucleïnezuur-gemodificeerde oligonucleotiden (LNA-ons) biedt een bruikbaar alternatief voor de invoering van kunstmatige single nucleotide substituties in episomale en chromosomaal DNA-gen doelstellingen (beoordeeld in 2). LNA-ON-gemedieerde gerichte mutagenese is gebruikt om puntmutaties introduceren in interessante genen in gekweekte cellen van zowel de gist en muizen 3,4. We tonen hier dat LNA-ons kunnen worden gebruikt om een enkele nucleotide verandering in een getransfecteerde episomale doel dat resulteert in een switch van blauw fluorescerend eiwit (BFP) uitdrukking aan green fluorescent protein (GFP) tot uitdrukking in zowel de Anopheles gambiae en Anopheles stephensi cellen te introduceren . Deze conversie toont voor het eerst dat een effectieve mutagenese van target genen in mug cellen kan worden gemedieerd door LNA-ons en suggereert dat deze techniek van toepassing kunnen zijn op mutagenese van chromosomale doelen in vitro en in vivo.

Protocol

Vóór het begin van het protocol, is het van belang om vast te stellen dat de mug cellen die worden gebruikt in het experiment gezond zijn en op ~ 80% confluentie als aanhanger (figuur 1). Begroeid of ongezonde cellen zal resulteren in een lage transfectie-efficiëntie en geven inconsistente resultaten. Warm-up van alle media voorafgaand aan in een 28 ° C waterbad te gebruiken gedurende 30 minuten. A. stephensi MSQ43 cellen nodig E5 medium: MEM, Earle's w / glutamine, 5% door warmte geï…

Discussion

Hier presenteren wij een in-vitro-methode en aanwijzingen voor gerichte omzetting van een enkele nucleotide in een episomaal gen doelwit na transfectie van LNA-ONS in A. stephensi en A. gambiae cellen. LNA-ON-gemedieerde genconversie vereist inductie van een site-specifieke DNA-herstel reactie; onze gegevens blijkt dat de mug cellen kunnen dit mechanisme voor site-specifieke mutagenese ondersteuning. Terwijl de hier gepresenteerde methode is gebaseerd op de omzetting van een episomaal doel, on…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We willen graag Abbie Spinner danken aan het California National Primate Research Center voor haar hulp bij flowcytometrie. Dit onderzoek werd ondersteund door de financiering van het Nationaal Instituut voor Allergie en Infectieziekten (NIAID) National Institutes of Health (NIH) AI073745, AI080799, en AI078183.

Materials

Material Name Type Company Catalogue Number Comment
Effectene transfection reagent   Qiagen 301425  
GFP control plasmid (pcDNA6.2-GW/EmGFP-miR-neg)   Invitrogen K4935-00  
BFP plasmid (pcDNA5/FRT/TO)   Gift from Dr. Concordet3    
LNA-ONs   Gift from Dr. Concordet3    
MEM, Earle’s w/ glutamine   Invitrogen 11095  
Fetal calf serum (FCS)   Invitrogen 16000  
Schneider’s Drosophila medium   Invitrogen 11730  
Non-essential amino acids   Invitrogen 11140  
10% D-glucose   Sigma G5767  
Penicillin-streptomycin antibiotic   Invitrogen 15140  
6-well culture plates   Corning 3516  

References

  1. Corby-Harris, V. D. A., Watkins de Jong, L., Pakpour, N., Antonova, Y., Ziegler, R., Ramberg, F., Lewis, E. E., Brown, J. M., Luckhart, S. L., Riehle, M. A. A novel strategy for controlling malaria transmission in the mosquito Anopheles stephensi. PLOS Pathogens. , (2010).
  2. Braasch, D. A., Corey, D. R. Locked nucleic acid (LNA): fine-tuning the recognition of DNA and RNA. Chem Biol. 8, 1-7 (2001).
  3. Andrieu-Soler, C. Stable transmission of targeted gene modification using single-stranded oligonucleotides with flanking LNAs. Nucleic Acids Res. 33, 3733-3742 (2005).
  4. Parekh-Olmedo, H., Drury, M., Kmiec, E. B. Targeted nucleotide exchange in Saccharomyces cerevisiae directed by short oligonucleotides containing locked nucleic acids. Chem Biol. 9, 1073-1084 (2002).
  5. Rhee, W. J., Santangelo, P. J., Jo, H., Bao, G. Target accessibility and signal specificity in live-cell detection of BMP-4 mRNA using molecular beacons. Nucleic Acids Res. 36, e30-e30 (2008).
  6. Marras, S. A., Kramer, F. R., Tyagi, S. Genotyping SNPs with molecular beacons. Methods Mol Biol. 212, 111-128 (2003).
  7. Tyagi, S., Bratu, D. P., Kramer, F. R. Multicolor molecular beacons for allele discrimination. Nat Biotechnol. 16, 49-53 (1998).
  8. Blandin, S. A. Dissecting the genetic basis of resistance to malaria parasites in Anopheles gambiae. Science. 326, 147-150 (2009).
  9. Niare, O. Genetic loci affecting resistance to human malaria parasites in a West African mosquito vector population. Science. 298, 213-216 (2002).
  10. Riehle, M. M. Natural malaria infection in Anopheles gambiae is regulated by a single genomic control region. Science. 312, 577-579 (2006).
check_url/2355?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Pakpour, N., Cheung, K. W., Souvannaseng, L., Concordet, J., Luckhart, S. Transfection and Mutagenesis of Target Genes in Mosquito Cells by Locked Nucleic Acid-modified Oligonucleotides. J. Vis. Exp. (46), e2355, doi:10.3791/2355 (2010).

View Video