Summary

Exacta y fenol ADN Determinación del sexo libre del día 30 de los embriones de porcinos por PCR

Published: February 14, 2016
doi:

Summary

This protocol describes an accurate, inexpensive, rapid and non-toxic method to determine the sex of Day 30 porcine embryo using PCR method after grinding an embryo into powder without phenol chloroform extraction and DNA column purification.

Abstract

La investigación en la programación prenatal en el cerdo ha demostrado que el sexo del embrión o feto en desarrollo puede influir en el resultado del desarrollo. Por lo tanto, la capacidad de determinar el sexo de un embrión es necesario en muchos experimentos particularmente en relación con el desarrollo temprano. El presente protocolo demuestra una preparación barata, rápida y no tóxica de ADN genómico de cerdo para el uso con la PCR. Día 30 embriones deberán ser recogidos con humanidad de acuerdo con las directrices establecidas por la Política Institucional Animal y comités de bienestar para el presente protocolo. La preparación de todo el embrión para esta técnica de sexado basado en la PCR implica simplemente moliendo la de embriones congelados hasta un polvo fino usando un mortero previamente enfriado y mano de mortero. DNA PCR calidad se libera de una pequeña cantidad de polvo de embriones mediante la aplicación de una incubación caliente en un reactivo de lisis alcalina. A continuación, la solución de ADN se mezcla con tampón de neutralización y se utilizó directamente para PCR. Dos pares de cebadores se generan a DETECt sexo específico región determinante del cromosoma Y- (SRY) y la región ZFX del cromosoma X con alta precisión y especificidad. El mismo protocolo se puede aplicar a otros embriones alargados (Día 10 a Día 14) antes que el día 30. Además, este protocolo se puede llevar con placas de 96 brotado cuando detección de un gran número de embriones, por lo que es factible para la automatización y la alta la asignación del sexo rendimiento.

Introduction

El cerdo doméstico se ha convertido en un tema de investigación fundamental en el desarrollo, la genética y la nutrición en ambos sectores humana y el ganado. El potencial de los cerdos como modelos para la investigación biomédica humana se puede atribuir a sus similitudes fisiológicas. En la ganadería, la manipulación de la proporción de sexos puede aumentar la eficacia de selección y mejoramiento genético programas 1. El sexado de embriones individuales es una herramienta fundamental utilizada en muchas investigaciones experimentales, incluyendo pero no limitado a genotipo, la epigenética y X inactivación del dimorfismo sexual durante el desarrollo embrionario temprano 2.

Los estudios en ratones sugieren que la dieta materna y otros factores pueden dar lugar a un desequilibrio de género 3. En los cerdos, las causas de la proporción de sexos desequilibrio incluyen raza paterna 4, 5 capacidad uterina, y el estado metabólico de la cerda 6. Dado que las diferencias observadas en los embriones y camadas pueden ser influenciados por SExual dimorfismo, los investigadores deben ser conscientes de embrión de sexo y relaciones sexuales antes de sacar conclusiones con respecto a su investigación. El desarrollo de herramientas y protocolos eficaces para el sexado de embriones de cerdo en el día 30 del desarrollo será discutido aquí.

Varios métodos de asignación del sexo se han desarrollado para los estudios genéticos en organismos modelo y el ganado. Sobre todo en la ganadería, la identificación de los embriones tempranos masculinos y femeninos es una práctica muy común para mejorar la selección genética para programas de mejoramiento. Los primeros embriones de cerdo en el cariotipo utilizando Giemsa 7 o la intensa fluorescencia 8,9 técnicas se han utilizado para la asignación del sexo. Sin embargo, estos métodos son mucho tiempo y no es adecuado para el cribado de un gran número de embriones con rapidez y precisión.

El método de tipificación sexo más eficaz es la amplificación de ADN usando un calor de la polimerasa de ADN estable y un par de cebadores. sexado de ADN por el método de PCR es más específica, rápida y sensible, orequiriendo ólo una mínima cantidad de materiales celulares. La primera determinación del sexo del embrión basados ​​en la PCR se realizó en los seres humanos 10, y más tarde en los ratones 11, ganado, búfalos 12 13 y ovejas 14 embriones antes de la implantación. En el cerdo, se estableció el método de tipificación de ADN sexo más temprana para los embriones antes de la implantación a través de un único par de cebadores de ADN específico del cromosoma Y 15. Sin embargo, se seleccionaron los cebadores de PCR más comunes para la determinación del sexo del cromosoma Y del gen SRY específica macho 16 y la región discriminativo no sexual de un gen dedo de zinc ubicada en ambos X e Y cromosoma 17. Posteriormente, estos cebadores se han aplicado para determinar el sexo de los embriones del día 30 en este estudio con una mayor especificidad de los cebadores para detectar sólo el cromosoma X de un gen zinc-finger.

El ADN genómico a partir de embriones antes de la implantación de la especie porcina se puede extraer mediante la exposición de un blastocisto intacta para amortiguar con proteinase K 16 o tomando una biopsia de unas pocas células de la escisión temprana individuo embriones de 15 años y utilizarlos para la PCR directa. Sin embargo, la liberación de ADN a partir de sangre porcina, cabello, tejidos o una gran conceptus en unos pocos centímetros de tamaño no se hace efectiva utilizando el método de la proteinasa K. Métodos de extracción de ADN para estos materiales se han establecido utilizando ya sea el tiempo que consumen los protocolos de fenol / cloroformo 6 o kits 18 basados ​​caro columna. Con el fin de evitar el uso de productos químicos potencialmente tóxicos, hay una tendencia a desarrollar métodos de extracción de ADN de bajo costo, fácil y sin fenol. Este tipo de protocolo para el aislamiento de ADN genómico PCR calidad de ratón 19 y de pez cebra 20 tejidos se ha establecido el uso de hidróxido de sodio caliente y Tris (HotSHOT). Este estudio proporciona un protocolo para la obtención de ADN con pares de cebadores dúplex modificados y rediseñados para HotSHOT sexo PCR escribiendo directamente a partir de lisados ​​de células de embriones porcinos día 30 conalta precisión.

Protocol

De acuerdo con el Consejo Canadiense para el manejo de estos animales y con la aprobación de la Política Animal de la Facultad y el Comité de Bienestar – Ganadería de la Universidad de Alberta, las cerdas gestantes fueron sacrificados por personal capacitado aproximadamente a día se recogieron 30 del embarazo y embriones. Utilice guantes de examen en todo momento durante los procedimientos. 1. Recogida y almacenamiento de la muestra La eutanasia cerda usando un perno cautivo seguido por desangram…

Representative Results

Un resultado representativo de la determinación del sexo de 345 DNA lisados ​​de cribado por PCR se muestra en la Figura 7 y se resume en la Tabla 1. Como puede verse en la figura 7, la temperatura de cebadores de recocido a 65 ° C es la condición óptima en este protocolo de PCR generando intensidad similar y tamaños …

Discussion

La mayoría de los protocolos existentes en relación con la asignación del sexo porcina ADN embriones sólo son adecuados para la etapa temprana etapa de pre-implantación 15,16. Hemos desarrollado con éxito un protocolo adecuado para la selección de embriones porcinos durante el final de la gestación. Sobre la base de estudios con etapas similares de desarrollo de embriones a partir de estudios previos 6,18, el presente protocolo se considera que es más seguro y de bajo costo.

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Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Los autores desean agradecer la colaboración y las contribuciones financieras de la siguiente agencia de financiación de la investigación: Alberta ganado y la carne Agencia Ltd, CRC carne de cerdo, carne de cerdo Alberta, Hypor Hendrix Genetics Company y CRSNG CRSNG.

Materials

KAPA HiFi HotStart Ready Mix PCR kit  KAPABiosystems KR0370 other Hot Start Taq polymerase can be used after optimization
SYBR Safe DNA Gel Stain Life Technologies S33102 Ethidium bromide can be substituted for SYBR Safe
Pig female and male genomic DNA Zyagen GP-160-F1 & GP-160-M5 Postive controls from the tissues of known sex DNA can be used.
Typhoon FLA 9500 laser scanner GE Healthcare Life Sciences 28-9969-43 other imaging system can be used
Free Soft Nitrile Examination Gloves WWR 89038-270 any other examination glove can be used
Sodium hydroxide, solid  Fisher BP 359 -212 Molecular Biology Grade
Eppendorff DNA LoBind Tubes, 1.5 ml, PCR clean Eppendorff 0030 108.051 heat resistant
ThermoStat plus Eppendorff 22670204 Use as a incubator for 95C, don't need to use the heater
Toothpick Bunzl Plc 75200815 Any round wooden toothpicks can be used – quality wood
Microcentrifuge 5417R/5417C Eppendorff 22621807 This model was discontinued. But another newer model can be used
Microspatula Fisher SDI28540115 Autoclaved before use each time.

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Cite This Article
Blanes, M. S., Tsoi, S. C., Dyck, M. K. Accurate and Phenol Free DNA Sexing of Day 30 Porcine Embryos by PCR. J. Vis. Exp. (108), e53301, doi:10.3791/53301 (2016).

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