Summary

전체 마우스 배아에서 β-galactosidase 활동의 감지를 통해 유전자 발현 추적

Published: June 26, 2018
doi:

Summary

여기 우리가 전체 마우스 배아 초기에 β-galactosidase 활동의 검출을 위한 표준 프로토콜 및 파라핀 단면화 및 counterstaining에 대 한 방법을 설명 합니다. 이것은 개발 조직 단면도에 또한 적용 될 수 있는 유전자 발현을 모니터링 하는 간단 하 고 빠른 절차 기관 또는 배양된 세포.

Abstract

Β-galactosidase, 인코딩 대장균 LacZ 유전자, 유전자 발현에 대 한 기자로 서 고 세포 계보 연구에서 추적 프로그램으로 크게 사용 된다. 클래식 조직화 학적인 반응은 쉽게 시각화 하는 불용 성 푸른 침전을 생성 하 고 철 제 2 철 이온, 함께에서 기판 X gal의 가수분해를 기반으로 합니다. 따라서, β-galactosidase 활동은 관심사의 유전자의 표현 패턴에 대 한 표식으로 개발 진행 있습니다. 여기 우리가 전체 마우스 배아 초기에 β-galactosidase 활동의 검출을 위한 표준 프로토콜 및 파라핀 단면화 및 counterstaining에 대 한 후속 방법 설명. 또한, 전체 배아를 명확히 하는 절차는 더 나은 X-여자 태아의 더 깊은 영역에 얼룩을 시각화 하 제공 됩니다. 반응 조건의 최적화 백그라운드 작업을 최소화 하는 데 필요한 있지만 일관 된 결과이 절차를 수행 하 여 얻을 수 있습니다. 분석 결과에 한계 고려 되어야 한다 또한, 특히 전체 마운트 얼룩에서 태아의 크기에 관한. 우리의 프로토콜 민감하고 cryostat 섹션 뿐만 아니라 모든 장기에 더 적용할 수 있는 마우스 개발 중 β-galactosidase 탐지에 대 한 신뢰할 수 있는 메서드를 제공 합니다. 따라서, 개발에 걸쳐 동적 유전자 표현 패턴 전체 태아에서이 프로토콜을 사용 하 여 쉽게 분석 될 수 있다 그러나 또한 세포 수준에서 상세한 식 파라핀 단면 후 평가 될 수 있다.

Introduction

특정 유전자 표현 패턴을 설명 하기 위해 기자 유전자 마커로 사용 초파리 에서 포유동물에 최고 되었습니다. 유전자 변형 및 녹아웃 동물 관련 된 실험, 대장균 (대장균)의 세균 β-galactosidase 유전자 (LacZ) 가장 널리 사용 되는1,2,3, 중 하나입니다. 4. β-galactosidase (β-gal)의 단 (포도 당 그리고 갈 락 토스)5에 β-galactosides (유 당) 등의 가수분해를 catalyzes. 가장 일반적으로 사용 되는 기판은 X-여자 (5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galactopyranoside), β-galactosidase 주는 상승 5-bromo-4-chloro-3-hydroxyindole 그리고 갈 락 토스로 분해 glycoside 했다. 첫 번째는 이합체에 산화, 사용 하는 경우 칼륨 ferri 결합-및 페로 시안 화물 생산 특성 불용 성, 파란색 침전 (그림 1)6.

LacZ 유전자 이상 30 년 전 리포터 유전자로 사용 될 시작7,8. LacZ 삽입은 일반적으로, 그것은 내 생의 추적으로 유전자 변형 동물에서 뿐만 아니라 특정 삽입, 포함 된 셀을 시각화 하기 위해 박테리아와 세포 문화에 사용 될 수 있도록 열려있는 독서 프레임 대신 생 발기인의 하류 유전자 개발9중 식 패턴입니다. 이와 관련, β-galactosidase 활동의 시각화는 광범위 하 게 사용 되었다 초파리 에서 전체 조직에 단일 셀에서 개발 및 세포 프로세스를 이해 하. 초파리 유전학 부탁 있는 LacZ 는 취재 원 유전자를 포함 하는 수정 된 P 요소 구문 삽입 위치는 게놈에 무작위로 안정적인 라인의 세대. 따라서, 증강 요소의 영향 아래에 배치 하는 경우 그것은 수 있습니다 드라이브의 식을 조직 특정 방식으로, 지난 2 년간10동안 많은 유전자의 표현 패턴의 체계적인 분석을 허용 했다. 또한, 유전자 변형 생쥐 LacZ 유전자 발현 모니터링의 사용 또한 수 있습니다 Cre loxP 유전자 재조합 이벤트의 중재 재결합, 그리고 공상 분석 돌연변이 배아 줄기 세포 유래의 지역화 11, 용이 하 게 특정 조직에 LacZ 식의 제어 뿐만 아니라 일시적으로. 전체 배아의 β-galactosidase 활동의 일시적인 유전자 발현 에서에서 분석에 다른 발달 단계에 걸쳐 편리 하 게 관찰 될 수 있다 다른 농도에서 차동 얼룩 패턴을 생성 될 수 있습니다 또한, 8,12.

이 문서에서는, 선물이 X gal 통해 유전자 발현을 시각화 하는 프로토콜 마우스 배아의 초기 발달 단계에서 전체 산 조직에 얼룩. 우리는 파라핀 조직 또는 배아를 포함 하는 후 전체 산 표본 또는 세포 수준에서 레이블이 지정 된 셀의 정확한 탐지를 호의 매우 민감하고 저렴 한 기술로이 조직화 학적인 방법 제시. 메서드를 사용 하면 다른 방법13와 비교할 때 최소 배경과 마우스 조직에 얼룩의 직접적인 시각화 수 있습니다.

Protocol

모든 실험 절차는 최소한의 동물의 고통을 CNIC (센트로 나시오날 드 Investigaciones Cardiovasculares)과 지방의 Autónoma 드 마드리드의 동물 실험 윤리 위원회에 의해 승인 되었다. 1. (E12.5에 E8.5)에서 임신 쥐에서 배아의 수집 자 궁 경관 탈 구 또는 CO2 흡입에 의해 임신 쥐를 희생. 첫 번째의 하루 질 플러그 배아 여겨졌다 관찰 하루 0.5 (E0.5). 흡수 성 패드에 부정?…

Representative Results

여기 우리는 X-gal을 사용 하 여 전체 마우스 배아 (그림 1 및 그림 2)에서 기판으로 β-galactosidase 조직화 학적인 반응에 대 한 표준 프로토콜을 적용 결과 보여줍니다. 이 프로토콜을 사용 하 여 우리는 서로 다른 배아 발달 단계 (E9.5, E11.5, 및 E12.5)에 막 유형 4 매트릭스 metalloproteinase (Mt4-mmp) 식 검사 LacZ 기자는 내 생의 통제를 표현 …

Discussion

대장균 LacZ 유전자 널리 사용 되었습니다 유전자 표현 패턴의 연구에 기자로 서의 높은 감도 및 검출의 용이성. 현재 프로토콜은 간단 하 고 저렴 한 뿐만 아니라 수행 하는 효소 반응에 따라 β-gal 식 탐지 하기 위한 고전적인 방법을 설명 합니다. 이 메서드는 또한 전체 마운트 배아, 그대로 장기, cryostat 조직 섹션 또는 배양된 세포에서 중요 수정 없이 적용할 수 있습니다.

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Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

우리는 그들의 기술 지원에 대 한 Histopathological 서비스 센트 나시오날 드 Investigaciones Cardiovasculares (CNIC)에 감사 하 고 싶습니다. 지원 우리의 프로젝트 및 원고 그녀의 중요 한 독서에 대 한 우리는 또한 친절 하 게 제공 Mt4 mmpLacZ 마우스, 박사 전 部와 박사 엘리샤 G. 아로요를 감사. 피터 Bonney이이 문서를 교정 하는 것을 감사 하 길. 이 이는 그랜트 (# 2017UEM01) C.S.C.에 게 수 여에 의하여 대학 Europea 마드리드에 의해 지원 되었다

Materials

REAGENTS
2-Propanol SIGMA-ALDRICH 24137-1L-R
Agarose SCHARLAU 50004/ LE3Q2014
Aqueous mounting medium VECTOR LABS H-5501
Synthetic mounting media MERCK 100579
96% Ethanol PROLABO 20824365
99.9% Ethanol absolute SCHARLAU ET00021000
50% Glutaraldehyde solution SIGMA-ALDRICH G6403-100ml
85% Glycerol MERCK 104094
99.9% Glycerol SIGMA-ALDRICH G5516
Magnesium chloride hexahydrate SIGMA-ALDRICH 63064
Nonionic surfactant (Nonidet P-40) SIGMA-ALDRICH 542334
Nuclear Fast Red counterstain SIGMA-ALDRICH N3020
Paraffin pastilles MERCK 111609
Paraformaldehyde SIGMA-ALDRICH 158127-500g
Phosphate buffered saline (tablets) SIGMA-ALDRICH P4417-50TAB
Potassium ferrocyanate MERCK 1049840500
Potassium ferrocyanide MERCK 1049731000
Sodium azide SIGMA-ALDRICH S8032
Sodium deoxycholate SIGMA-ALDRICH 30970
Sodium dihydrogen phosphate monohydrate SIGMA-ALDRICH 106346
Sodium phosphate dibasic dihydrate SIGMA-ALDRICH 71638
Thymol SIGMA-ALDRICH T0501
Tris hydrochloride (Tris HCl) SIGMA-ALDRICH 10812846001 (Roche)
X-GAL VENN NOVA R-0004-1000
Xylene VWR CHEMICALS VWRC28973.363
EQUIPMENT
Disposable plastic cryomolds 15x15x5 mm SAKURA 4566
Rotatory Microtome Leica RM2235
Cassettes Oxford Trade OT-10-9046
Microscope Cover Glasses 24×60 mm VWR ECN631-1575
Microscope slides Thermo Scientific, MENZEL-GLÄSER AGAA000001#12E
Adhesion microscope slides Thermo Scientific, MENZEL-GLÄSER J1820AMNZ
Flotation Water bath Leica HI1210
Disposable Low Profile Microtome Blades Feather UDM-R35
Paraffin oven J.R. SELECTA 2000205
Wax Paraffin dispenser J.R. SELECTA 4000490
Stereomicroscope Leica DM500
Polypropylene microcentrifuge tubes 2.0 mL SIGMA-ALDRICH T2795
Polypropylene microcentrifuge tubes 1.5 mL SIGMA-ALDRICH T9661
Orbital shaker IKA Labortechnik HS250 BASIC
Stirring Hot Plate Bibby HB502
Vortex Shaker IKA Labortechnik MS1
Laboratory scale GRAM FH-2000
Precision scale Sartorius ISO9001
pHmeter Crison Basic 20
Optic fiber Optech PL2000

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Blanco, M. J., Learte, A. I., Marchena, M. A., Muñoz-Sáez, E., Cid, M. A., Rodríguez-Martín, I., Sánchez-Camacho, C. Tracing Gene Expression Through Detection of β-galactosidase Activity in Whole Mouse Embryos. J. Vis. Exp. (136), e57785, doi:10.3791/57785 (2018).

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