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Bioengineering

CRISPR/Cas9 복잡 한 Pronuclear를 주입 하 여 유전자 조작된 골든 시리아 햄스터의 생산

Published: January 9, 2018 doi: 10.3791/56263
* These authors contributed equally

Summary

클러스터의 pronuclear (PN) 주입은 정기적으로 짧은 구조 반복 (CRISPR) interspaced 그리고 CRISPR 관련 단백질-9 nuclease (CRISPR/Cas9) 시스템은 생산 하는 유전자 조작된 골든 시리아 햄스터는 매우 효율적인 방법. 여기, 우리는 유전자 녹아웃 햄스터 CRISPR/Cas9 시스템의 생산에 대 한 자세한 PN 주입 프로토콜을 설명합니다.

Abstract

Pronuclear (PN) 주입 기술 1 셀 단계 배아의 pronuclei로 외국 유전 물질을 소개 하는 마우스에 처음 설립 되었다. 소개 유전 물질 배아 게놈으로 통합 하 고 외국 유전 정보 전송 주입된 태아의 어머니를 육성 하기 위해 유전자 변형 동물 생성 수 있습니다. 마우스에 성공, PN 주입 성공적으로 많은 다른 동물 종에 적용 되었습니다. 최근, PN 주입은 성공적으로 고용 되었다 유전자-수정 된 시 약을 소개 활동, 여러 실험실에서 사이트별 유전 수정 하 고 동물 농장을 CRISPR/Cas9 시스템 등. 마스터링 PN 주입 하 여 유전자 변형된 동물을 생산 하기 위해 microinjection 능력의 특별 한 세트, 뿐만 아니라 연구원 이해 해야 한다 재생산 생리학 및 동작의 대상 종 각 종족 고유 때문에 도전입니다. 예를 들어 시리아 황금 햄스터 배아는 독특한 PN 주입 기술을 우리의 그룹에 의해 최근 혁신까지이 종에 불가능 했다 그런 생체 외에서 요구 사항 처리. 우리의 종 수정 PN 주입 프로토콜, 우리는 여러 유전자 녹아웃 (KO)를 생성 하 고 모델 인간의 질병을 성공적으로 사용 되었습니다 (기) 햄스터를 쫓 고에 성공 했다. 여기 우리 햄스터, 배아 처리 조건, 배아 전송 절차, zygotes에 CRISPR/Cas9 복잡 한을 제공 하기 위한 PN 주입 절차를 설명 하 고 농업 유전자를 생산 하는 데 필요한 수정 햄스터.

Introduction

골든 시리아 햄스터 (Mesocricetus auratus) 생물 의학 연구에 대 한 가장 널리 사용 되는 설치류 중 하나입니다. 농업의 미 교육부에 따르면 약 100000 햄스터 동물 복지 행위 (http://www.aphis.usda.gov; 액세스에 의해 보호 종 중 총 실험 동물 사용의 13%, 2015 년에는 미국에서 사용 되었다 3 월 10 일, 2017).

햄스터는 다양 한 인간 질병의 연구에 다른 설치류에 여러 이점을 제공합니다. 예를 들어 햄스터에서 유도 된 N-nitrosobis(2-oxopropyl) 아민 (밥)의 histopathology 췌 장 ductal adenocarcinomas 비슷합니다 인간의 췌 장 종양, 밥 처리는 주로 쥐와 폐에서 갑 상선 종양, 간 종양에 유도 하는 동안 마우스1. 햄스터는 작은 설치류 adenoviruses의 복제를 지원 하기 위해 발견, 때문에 그들은 또한 oncolytic 아 데 노비 루스 기반 벡터 및 안티 아 데 노 바이러스 약2,,34테스트를 위한 선택의 모델. 혈의 연구에 햄스터 모델 쥐 및 쥐에 비해 우위를 제공 하는 점에서 또 다른 예가입니다. 인간과 햄스터 지질 대사 경로에 큰 유사성을 전시 하 고 두 종 인코딩 cholesteryl 에스테 르 이동 단백질 (CETP), 지질 물질 대사, CETP는 쥐에 결 석 하 고5쥐에 중심 역할을 담당 하는 유전자. 또한, 햄스터 출혈 질병 더 에볼라 바이러스6에 노출 다음 인간 형상의 대표적인 개발. 햄스터 아 테 롬7, 구두 carcinomas8및 선 동적인 myopathies9공부에 대 한 선택의 모델도 있습니다. 최근에, 그것은 또한 증명 되었습니다 햄스터 안데스 바이러스 감염에 매우 취약 하 고 hantavirus 폐 증후군 같은 질병, 안데스 바이러스 감염10만 설치류 모델을 개발.

신뢰할 수 없는 작은 설치류 모델을 사용할 수 있는 인간의 질병을 연구 소설 유전 동물 모델에 대 한 unmet 필요를 해결 하기 위해 우리가 최근에 햄스터에 CRISPR/Cas9 시스템 적용에 및 유전자 여러 줄의 생산 햄스터11설계. 햄스터 zygotes는 환경 milieus에 매우 민감한 같은 다른 종에서 개발 된 PN 주입 프로토콜 적합 하지 않습니다. 따라서, 우리는 햄스터 햄스터 배아 시험관을 처리 하기 위한 특별 한 요구를 수용 하는 PN 주입 프로토콜을 개발 했다. 여기, 우리는 CRISPR/Cas9 시스템 및 받는 사람 여성에 주입 된 배아의 전송에 단일 가이드 RNA (sgRNA)의 준비에서 동반 단계를 사용 하 여 자세한 PN 주입 절차를 설명 합니다.

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Protocol

이 프로토콜에서 설명 하는 절차는 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC) 유타 주립 대학에 의해 승인 되었다 (IACUC 프로토콜: 2484). 이 프로토콜에서 사용 하는 햄스터는 성인 (나이의 6-10 주) LVG 스트레인 시리아 황금 햄스터. 모든 햄스터 Bioinnovation 센터, 유타 주립 대학에서 물고기에서 지 내게 됩니다. 실내 온도 23 ° C에서 설정, 습도 40-50%에서 설정 되 고 가벼운 주기 설정 14 L: 10 (빛: 어둠). 가능 하다 면, 살 균 기술로 배아 조작 및 surugical 절차를 수행 합니다.

1. sgRNA 및 Cas9/sgRNA Ribonucleoproteins (RNP) 준비

  1. SgRNAs 절차에 따라 체 외에 전사 (자료 테이블, 보충 1) 합성 키트 설명서에 설명 된 음성 합성.
  2. Ribonucleoproteins 조립, 1 µ g의 sgRNA와 Cas9의 2 µ g을 혼합 하 고 10-15 분 동안 실내 온도에 믹스를 품 어. PN 주입, 100 ng / µ L Cas9, 50 ng / µ L sgRNA 10 m m 테 버퍼 (RNase 무료, 자료 테이블)의 농도에서 작업 솔루션을 확인 합니다.

2. 정 관 수술 준비

참고: 정 관 수술은 나이의 6-8 주에 남성 햄스터에 수행 됩니다. 수술 10-14 일 첫 짝짓기 앞서 수행 되어야 한다. 불 임은 비옥한 여성 짝짓기에서 실패 한 임신에 의해 확인 된다. Vasectomized 남성 일반적으로 성적으로 덜 활성화 되기 전에 1 년 동안 사용할 수 있습니다.

  1. 40 mg/kg (마 취 제)와 (xylazine) 10 mg/kg의 복용량과 케 타 민/xylazine의 복 (i.p.) 주입 하 여 남성을 anesthetize. 페달 반사 (발가락 핀치)의 부족으로 마 취를 확인 합니다.
  2. 마른 티슈 페이퍼에 지 recumbency에 sedated 햄스터를 하다. 린스 수술 대체 하 여 살 균 처리의 3 라운드와 복 부 사이 70% 알코올과 povidone-요오드 솔루션 스크럽.
  3. 1.5 c m 중간 선 (그림 1a)에서 각 측에 1 cm를 확장 하는 포에 두개골을 시작 하는 수술가 위 수직 절 개를 확인 합니다. 피부, 피하 조직, 그리고 교육 incise 알바 복 막 공간 (그림 1b)에 액세스할 수.
  4. 고환 및 지방 조직 밖으로 강제로 음 낭의 꼬리 부분에 부드러운 압력을 적용. 집게와 vas deferens를 부드럽게 잡고 하 고 신중 하 게 집게 (그림 1c)의 두 번째 세트로 중이 야에서 혈관을 분리.
  5. 루프를 형성 하는 집게와 vas deferens를 잡으십시오. 그것은 빨간색 때까지 불꽃에 다른 집게의 끝을 열 고 vas deferens의 루프를 제거 하려면 그것을 사용 하 여. 지방 조직과 고환 다시 복 부에 삽입 합니다. 동일한 절차를 반대 하는 사이드에 vas deferens를 제거 합니다.
  6. 먼저 피부를 봉합 뒤 근육 봉합 동물 복구 될 때까지 30 분 대 한 장에 따뜻한 패드에 동물을 놓습니다. 정상적인 활동을 다시 시작 될 때까지 동물을 관찰 합니다.

3. 기증/받는 햄스터 준비 일정

  1. 모니터 및 기록 estrous 사이클입니다.
    참고: 여성 햄스터 출산 직후 유지 되는 안정적인 4 일 estrous 주기 있다. Estrous의 첫날에 여성, 노란 고 스티커 질 출력 (그림 2a)에 의해 식별할 수 있습니다. Estrous의 여성을 4 일에는 투명 하 고, 끈적끈적한 점액 (그림 2b)에 의해 식별할 수 있습니다.
  2. 기증자 햄스터의 superovulation에 대 한 성적으로 성숙한 여성 superovulate (> 6 주) 임신 암 말의 혈 청 생식 샘 자극 호르몬 (PMSG; 50 IU/mL로에 녹아 PBS)의 IP 주입 estrous 사이클의 첫 번째 날에 (표 1) 9-12 분 사이.
    참고: PMSG는 유도 하는 superovulation에 대 한 하지만 estrous 주기 동기화.
  3. 80-PMSG (4 일, 오후 6-8)의 주입 후 84 h 짝짓기 남성과 감 금 소에 여성을 놓습니다. 햄스터 matings 결합을 초래 하지 않는 플러그는 matings를 보고 하 여 성공적인 matings 확인 해야 합니다.
  4. Pseudopregnant 여성 vasectomized 남성 estrous의 4 일에 성적으로 성숙한 암컷 짝짓기에 의해 준비. 기증자와 받는 여성을 준비 하기 위한 시간 일정은 표 2에 표시 됩니다.
    참고: 사실 임신 여성 또한 받는 사람, , 여성 코트 색상 같은 색상 비옥한 남성과 헝 클 어진 황금 색깔 구별로 사용할 수 있습니다. 배아 전송에서 파생 된 강아지 코트 색상에 따라 확인할 수 있습니다. 사실 임신 여성을 사용 하 여 잠재적인 이점은 이다 endogenously 생산된 배아는 성공적인 임신을 확인 하 고 주입 PN 배아 이식; 하는 데 도움이 받는 사람으로 진정한 임신 여성을 사용 하 여 잠재적인 단점은 PN 주입 태아 필요가 endogenously 경쟁할 배아 이식에 대 한 생산.

4. 접합 자 격리

  1. 문화 매체를 준비 (HECM-9; 보충 2에서 제조 법을 설명 하는), 앞에서 설명한 McKiernan 및 Bavister12.
  2. PN 주입에 앞서 1 일 접합 자 요리 (25 µ L/드롭)와 HECM 9 35 mm 접시의 뚜껑에 PN 주입 드롭 (100 µ L) 처리를 준비 합니다. 다음 커버 미네랄 오일 중간 상품. 다음과 같은 조건에서 하룻밤 인큐베이터에서 균형 매체: 37.5 ° C, 10% CO2, 5% O2, 85% N2 와 100% 습도.
  3. PN 주입 예정 당일, HECM 9 배아 내뿜는 요리 (1 접시/기증자 햄스터)를 준비 하 고 인큐베이터에서 사용까지 모든 요리를 저장.
  4. CO2superovulated 햄스터 안락사
  5. 수 란 관 절연
    1. 외과 용 드 레이프 또는 휴지 등 recumbency에서 안락사 여성 햄스터를 놓고 70% 에탄올 스프레이 함께 복 부를 준비 합니다.
    2. 단단히 피부와 복 부 근육 층은 중간에 고 절 개. 복 부 장기 노출 복 incise
    3. 좋은 집게와 자 궁 뿔 중 하나를 파악 하 고 복 부에서 조직 철회. Mesometrium 및 지방 조직에서 자 궁을 구분 합니다. 수 란 관, 자 궁 (자 궁의 작은 부분을 포함)의 교차점에 인접 한은 수 란 관 및 난소와 두 번째 컷 컷을 확인 합니다. 두 oviducts 같은 플러시 접시에 놓습니다.
  6. 플러시 및 zygotes 수집
    1. 해 부 현미경 아래 #5 Dumont 집게와 자 궁 경적의 측면을 잡고 고 infundibular 끝에서 수 란 관의 루멘으로 수 제 바늘 (그림 3)를 삽입 하 고 300-400 µ L HECM 9 매체의와 수 란 관을 플러시.
    2. zygotes를 즉시 수집 하 고 처리 접시에 HECM 9 매체와 두 번 그들을 씻어. 개발의이 단계에서 모두는 zygotes의 적 운 세포에서 걸치기 한다.
    3. 빛에 노출을 최소화 하기 위해 컬렉션 직후에 zygotes 인큐베이터 (37.5 ° C, 10% CO2, 5% O2, 85% N2 와 100% 습도)에 놓습니다.

5. PN 주입

  1. Cas9/sgRNA RNP 얼음에 녹여 고 전체 PN 주입 과정 동안 얼음에 복잡 한을 유지 합니다.
  2. 주입 바늘 주입 실험 직전 Cas9/sgRNA RNP 솔루션을 로드 합니다. Cas9/sgRNA RNP 솔루션이 포함 된 튜브에 주입 바늘의 끝부분을 놓고 모 세관 작용에 의해 바늘을 채우기 위해 Cas9/sgRNA RNP 솔루션을 허용 합니다.
  3. 주입 접시와 바늘을 준비 합니다. 홀더 바늘의 굴곡의 ~ 3 mm 이내에 미네랄 오일에 홀더 피펫으로를 채우십시오. 접시의 바닥에 수평 놓고 홀더는 바늘의 팁과 microinjector에서 흡입에 의해 매체와 바늘의 팁을 작성 합니다. 홀더 반대는 10-15 ° 각도로 주사 바늘을 설정 합니다.
  4. PN 주입
    1. zygote를 식별 하 고 잘 흡입 홀더 바늘으로 적용. 이상적으로, 남성과 여성의 pronuclei 같은 초점 범위와 홀더를 정렬된 병렬 있습니다.
    2. 주사 바늘으로 구역 및 남성 pronuclei (3 시 위치)를 침투.
    3. 일단 바늘에 고착에서 핵을 방지 하 고는 pronucleus 손상을 방지 하는 pronucleus 부 주사 바늘을 신속 하 게 철회.

6. zygotes Pseudopregnant 햄스터를 전송

  1. (같은 방법으로 정 관 위의 섹션에 설명 된) pseudopregnant 햄스터를 anesthetize 하 고 recumbency 복 부에 수술 드 레이프 또는 건조 티슈 페이퍼에 누워.
  2. 눈 건조를 방지 하 고 천이나 종이 빛 으로부터 눈을 보호 하기 위해 머리를 커버 하는 동물의 눈에 눈 윤 활 유를 적용 합니다. 면도 하 여 신체의 측면 측면을 준비는 몸 povidone-요오드 스크럽 및 3 번 70% 에탄올 스크럽의 3 배를 적용 하 여 다음의 각 측면에 약 4 cm x 4 cm 피부 지역. 게 2 cm 수직 절 개를 2 cm 꼬리 마지막 갈비뼈 ( 그림 4a, 4b에서 같이)는 동물의 뒷면의 각 측에.
  3. 집게와 지방 패드를 잡고 고 수 란 관 및 자 궁 표시 될 때까지 부드럽게 당겨. 클램프는 hemostats와 지방 패드 하 고 반영 지방 패드 dorsally 척추 (그림 4c). 자 궁 관 배아 전송 (그림 4 d)에 대 한 30 게이지 바늘으로 관통 될 수 있다 그런 재생산 지역 위치.
  4. HECM-9 새로운 접시에 주입된 zygotes 워시. 새로운 유리 피 펫을 사용 하 여 (직경: 150 ~ 200 µ m)를 10-15 zygotes 로드. 뒤에 여러 개의 공기 방울 진주의 사슬으로는 zygotes를 정렬 합니다. 피펫으로 단계 6.3에서에서 오픈 관통된 관으로 삽입 하 고 가볍게는 수 란 관에 zygotes 전송 피 펫에 불어. 부는 첫 번째 공기 방울이 수 란 관으로 (그림 4e)으로 될 때까지 계속 합니다.
  5. 지방 패드를 분리 하 고 복 부 조직을 반환 합니다. 동일한 프로세스에서 다른 수 란 관으로 주입 된 배아의 약 동일한 번호 (10-15) 전송.
  6. 근육과 2 층에 피부를 봉합. 수술 후 무 통으로 피하 Buprenorphine HCL (0.5 mg/kg)를 관리할 수 있습니다. 햄스터 감 금 소를 반환 하 고 복구에 대 한 따뜻한 패드에 케이지를 놓습니다. 동물 마 취에서 완전히 복구 되 면 동물 방에 감 금 소를 반환 합니다. 수술 후 진통제는 다시 6 시간 후 부여 됩니다.

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Representative Results

다음 두 가지 중요 한 단계의 결과에 따라 유전자 변형된 햄스터를 생성에서 설명한 프로토콜의 효율성: 받는 사람 성과 의도 유전 수정 라이브 새끼 수의 라이브 출생 률. 출산 율은 배아 품질의 직접적인 결과 및 PN 사출 고 배아 전송 절차를 수행 하는 개인의 기술. 조작된 배아의 발달 잠재력 손상 되지 보장 하기 위해, 큰 관심은 햄스터 배아의 시험관에서 처리 하는 동안 필요 합니다. 우리는 정기적으로 pseudopregnant 받는 사람 여자와 라이브 출생 률의 60-80%를 얻을. 표 3 에서는 RAG1 녹아웃 실험에서 라이브 출생 률 (pseudopregnant 여성 사용 되었다) 및 STAT2 녹아웃 실험 (사실 임신 검은 암컷 사용 되었다;이 경우 출산 율으로 계산 했다는 새끼의 비율 황금 강아지 생산).

주입 하는 PN 배아에서 생산 하는 유전자 변형된 새끼의 비율 모두 indels와 Cas9/sgRNA ribonucleoproteins의 성공적인 주입은 pronuclei에 소개에서 sgRNA의 효율성에 따라 달라 집니다. 우리는 sgRNA 효율성 유전자 목표 (게시 되지 않은 관찰) 마다 다릅니다 것을 발견. 표 3에서 같이, STAT2 를 위한 sgRNA RAG1 에 대 한 sgRNA가 28.6% 효율적인 88.9%의 효율을 대상으로 유전자에 결과. 그림 5 는 새끼 RAG1 유전자 타겟팅에서 PCR 제한 조각 길이 다형성 (RFLP PCR) 시험에서 결과 유전형의 예를 제공 합니다. 그것은 중요 일부 indels 제한 효소 인식 시퀀스 외부 발생할 수 있습니다는 PCR RFLP 효율을 대상으로 하는 유전자를 과소 평가 수 있습니다. 생어 뒤 따 벡터 클로닝에 PCR 제품 subcloning PCR의 시퀀싱 삽입 필요한 정확 하 게 측정 유전자 효율성을 대상으로 하 고 indels의 성격을 공개 하는.

Figure 1
그림 1: 남성 햄스터 정 관입니다.
는) b) 2 cm 수직 절 개를 1.5 c m 확장 cranially; 포에 두개골을 시작 하 게 c) vas 존중 관련된 고환 정 맥과 동맥에서 두 쌍 집게;의 구분 d) 1 cm 루프를 형성 하는 집게와 vas deferens를 파악. 집게의 두 번째 세트를 열 고 동시에 끝을 cauterizing 동안 루프를 삭제할 합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2: Estrous 주기입니다.
는) 1 일에 관찰 하는 질 방전은 불투명, 노란, 및 스티커 b) 4 일에 질 분 비 물 관찰은 명확 하 고 끈 적. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 3
그림 3: 배아 격리 바늘의 준비.
는) 빨간 선 따라 30 게이지 바늘을 골절 하 고 평평 하 고 매끄러운 때까지 팁을 폴란드어. b) 끝에서 ~ 3 mm에서 30-40도 각도 만들. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 4
그림 4: Zygote 이동입니다.
는) b) 2 cm 긴 수직 절 개를 2 cm 꼬리 마지막 갈비뼈 (빨간 선)을 시작 하 게 c) 클램프는 Hemostats와 지방 패드와 dorsally; 조직 반영 d) 수 란 관으로 위치를 조정 하 고 오픈 30 게이지 바늘; 침투 e) 배아 전송 유리 내 진주의 사슬으로 zygotes 플라스틱 및 관통된 오픈에서는 수 란 관으로 그들을 전송. 바 = 1, 000 µ m. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 5
그림 5. PCR RFLP 분석 결과 RAG1 Indels 설립자 동물의 단일 쓰레기의. M: 1 Kb 사다리 플러스. WT: 야생 유형입니다. ID 1, 3 및 7 쇼 포경된 밴드 RAG1 indels와 일치. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

몸 무게 (g) PMSG (IU) PMSG (ul)
< 110 10 200
110-135 15 300
135-160 20 400
160-185 25 500
> 185 30 600
PMSG, 임신 암 말의 혈 청 gonadatropin

표 1입니다. PMSG 않는 몸 무게에 해당

햄스터 주 1 주 2 3 일 4 일 5 일째
기증자 PMSG (오전 9-12) 짝짓기 (오후 6-8) Zygote 절연 (오후 12-1)
PN 주입 (오후 1-3)
받는 사람 짝짓기 (오후 6-8) 배아 전송 (오후 3-5)

표 2입니다. 기증자 또는 받는 사람 준비의 시간 일정

유전자 롤 배아 (강아지) 롤 담가 (받는 사람) 롤 긍정적인 새끼 (%)
STAT2 229 (54) 14 (19) * 48 (88.9)
RAG1 77 (21) 3 (3) 6 (28.6)
* 합성 한 비옥한 남성 여성 사용 되었다; 표시 하는 새끼의 수는 그 생산된 황금 강아지만.

표 3입니다. Cas9/sgRNA 시스템에 의해 황금 시리아 햄스터에 유전자 타겟팅의 효율성

상태/처리 요구 사항 코멘트
주변광 모든 주변광을 해제 햄스터 배아는 특히 빛을 빛에 민감한
체 외 처리 동안 빛 PN 주입에 대 일 분 미만 빛의 노출 줄이기 위해 라운드 당 15 배아 조작
온도 주위 온도: 28±0.5 oC 햄스터 배아 온도 변동에 민감합니다.
처리 온도: 37.5 oC
매체 HECM-9 3 일 이상 보관 하지 마십시오
문화 조건 37.5 oC, 10% CO2, 5% O2 와 100% 습도 인큐베이터에서 균형된 하룻밤
배아 전송 후 축산 전/후 5 일 이내 케이지를 변경 하지 마십시오 날짜 받는 경우 방해; 새끼를 고기를 먹다합니다 충분 한 피드/물 제공

표 4입니다. 햄스터 배아 처리 및 농업에 독특한 요구

보충 1: 합성 GeneArt 정밀 합성 키트에 의해 sgRNA. 이 파일을 다운로드 하려면 여기를 클릭 하십시오.

보충 2: 햄스터 배아 배양-9 (HECM-9) 제조 법. 이 파일을 다운로드 하려면 여기를 클릭 하십시오.

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Discussion

더 나은 인간 질병의 모델로 시리아 황금 햄스터의 잠재력을 악용, 우리는 CRISPR/Cas9 복잡 한 햄스터 게놈을 대상으로 제공 하기 위한 PN 주입 프로토콜을 개발 했다. PN 주입 프로토콜 배아 배양, 온도 및 빛13의 파장을 포함 하 여 몇 가지 주요 변수를 최적화 합니다. 또한 성공적으로 햄스터에 유전자를 대상으로 실시 하기 위한 따라야 하는 여러 햄스터 관련 동물 처리 절차가 있다. 예를 들어 성적으로 성숙한 여성 햄스터 외 인 호르몬 (예: PMSG)와 동기화 될 수 없는 안정적인 4 일 estrous 사이클 있다. 따라서 각 여성의 estrous 사이클을 정확 하 게 추적 하는 것은 superovulation 및 pseudopregnancy 준비 중요 합니다. 30-그녀는 성공적으로 superovulated 경우는 여성에서 60 zygotes는 생산 수 있습니다. 성공적인 superovulation를 위해 지방 종의 증 착을 고려할 필요가 있다. 특히 그의 나이, 12 주 이상 여성 햄스터 주사기 바늘 완전히 관통 하는 지방 패드 호르몬 주사를 수행할 때에 올바르게 배치 해야 합니다 같은 과도 한 복 부 지방 질을가지고 경향이 있다. 우리는 복 막 구멍에 침투 도중 호르몬 배달에 대 한 적절 한 거리를 달성 한다 발견 했다. 우리는 PN 주입, 햄스터 핸들링과 표 4에 축산에 대 한 고유한 요구 사항 요약.

PN 주입, 주입의 각 라운드에 대 한 주입 접시에 전송 하는 배아의 수 확장된 주입 시간을 피하기 위해 실험적으로 결정 되어야 합니다. 더 이상 시간 배아 남아 큰 접시에 그들은 빛에 노출 과도 경험 하는 기회. 각 라운드의 주사 주입 접시에 약 15 배아를 전송 하는 것이 좋습니다. 이 수 주사의 수와 빛에 배아의 쾌활 노출 사이의 적절 한 균형을 달성 한다. 햄스터 배아의 세포질 및 pronuclear 막의 둘 다 매우 유연로, 상당한 포스는 pronucleus의 멤브레인 침투 주입 바늘에 적용 되어야 합니다. 이 시간 동안에 pronuclei 초점 범위 내에서 유지 되어야 합니다.

연구진은 배아 전송을 수행할 때 다음과 같은 외과 문제를 고려해 야 합니다. 첫째, 체 벽을 통해 절 개 동물의 몸 크기에 해당 하는 것이 중요 하다. 절 개 너무 작은 경우, 복 부 생식로 반환할 때 수 란 관에서 zygotes의 압출에 발생할 수 있습니다. 절 개 크기 이외에 수 란 관에서 zygotes의 압출에 대 한 잠재력 보다는 적절 한 생식 조직 관련된 지방 패드를 처리 하 여 최소화할 수 있습니다. 절 개 크기에 관해서는 그것은 또한 더 큰 절 개는 동물에 더 많은 스트레스를 일으킬 수 있으며 전시 합병증 (예: 감염 dehiscence)의 높은 확률을 고려 하는 것이 중요. 둘째, 출혈을 최소화 하기 위해 연구팀은 조심 해야 한다 과잉 혈액 손실이 배아 전송의 성공을 줄이기 위해 수술 스트레스를 증가 하 고 복구 시간을 늘릴 수 있기 때문에 복 부를 액세스할 때 주요 혈관을 incising을 피하기 위해

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Disclosures

ZW Auratus 바이오, LLC는.에 금융 관심을가지고, 생물 의학 연구 및 농업 응용 프로그램에 대 한 유전자 조작된 동물을 만드는 전문 생명 공학 회사.

Acknowledgments

이 간행물에 보고 된 연구 알레르기의 국가 학회 및 감염 증 (NIAID) (ZW)을 수상 번호 1R41OD021979에서 건강의 국가 학회에의 하 고 다음-세대 BioGreen 21에서 연구 보조금에 의해 지원 되었다 프로그램, 한국, no를 부여 합니다. PJ01107704 (ZW) 하 고 no를 부여. (익)을 PJ01107703입니다. 내용은 전적으로 저자의 책임 이며 반드시 건강의 국가 학회 또는 BioGreen 21 공식 의견을 대표 하지 않는다. 우리 감사 박사 Nikolas Robl는 원고 편집.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Cas9 Invitrogen B25640 1 μg/μL (~6.1 μM)
GeneArtTM Precision Synthesis Kit Invitrogen A29377 For sgRNA synthesis
Albumin from human serum Sigma A1653 For cultivation medium
Illuminator Nikon NI-150 For embryo transfer
Incubator New Brunswick Galaxy 14S For embryo cultivation
Microforge Narishige PB-7 For making injection needles
Microscope Nikon ECLIPSE Ti-S For microinjection
Microscope invitrogen SMZ745T For embryo transfer
Mineral oil Sigma M1840 Keep in dark
PMSG Sigma G4877-2000IU For superovulation

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Takahashi, M., Hori, M., Mutoh, M., Wakabayashi, K., Nakagama, H. Experimental animal models of pancreatic carcinogenesis for prevention studies and their relevance to human disease. Cancers (Basel). 3 (1), 582-602 (2011).
  2. Wold, W. S., Toth, K. Chapter three--Syrian hamster as an animal model to study oncolytic adenoviruses and to evaluate the efficacy of antiviral compounds. Adv Cancer Res. , 69-92 (2012).
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생명 공학 문제 131 Pronuclear 주입 CRISPR/Cas9 진 편집 녹아웃 zygote 배아 전송 동물 모델 시리아 황금 햄스터
CRISPR/Cas9 복잡 한 Pronuclear를 주입 하 여 유전자 조작된 골든 시리아 햄스터의 생산
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Li, R., Miao, J., Fan, Z., Song, S., More

Li, R., Miao, J., Fan, Z., Song, S., Kong, I. k., Wang, Y., Wang, Z. Production of Genetically Engineered Golden Syrian Hamsters by Pronuclear Injection of the CRISPR/Cas9 Complex. J. Vis. Exp. (131), e56263, doi:10.3791/56263 (2018).

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