פרוטוקול זה מתאר מתודולוגיה microinjection לנו יש סטנדרטית, ומשמש מזה מספר שנים כדי לספק כמויות מסוימות של חומצות גרעין ישירות hemolymph של יתושים וזבובים הבית. פרוטוקול זה תוצאות בתמותה הזרקת מינימלית ומאפשר במינון בקורלציה מדידות של פוריות.
DsRNAs סינתטי, בשימוש כדי לגרום הפרעה RNA, יכול להיות השפעות פנוטיפי תלויה במינון. תופעות אלה הן שקשה להגדיר אם dsRNAs מועברים באמצעות שיטה שאינם כמותיים. משלוח מדויקת של כמויות ידוע של חומצות גרעין או חומרים כימיים אחרים הוא קריטי כדי למדוד את היעילות של המתחם נבדק וכדי לאפשר השוואה אמינה בין תרכובות.
כאן אנו מספקים פרוטוקול microinjection לשחזור, כמותיים המבטיחה מדויקת מסירה של מנות ספציפיות של dsRNA, הפחתת התמותה הנגרמת בדרך כלל על ידי הזרקת פגיעה. שינויים אלה כוללים התוספת של Rhodamine B, מחט ההזרקה בוגר, שיטת שחזור משופר שהושאל בפעולות וקולינס. שיטה זו מאפשרת חישוב מינון תגובות ואסטמה ומקילה על השוואות בין תרכובות. גירסאות של שיטה זו שימש בהצלחה על שלושה סוגים של יתושים, כמו גם זבובים הבית, כדי להעריך את ההפחתה בפוריות הנובעת ג’ין להחרשת של הפרוטוקולים ribosomal RNA.
פרוטוקול זה מספק אסטרטגיות לצמצום מספר אתגרים של microinjection חרקים קטנים. ביחד, מכני מסירת dsRNAs בליווי אימות חזותי, זיהוי של מיקומים יעיל עבור משלוח, והכללה של תקופת התאוששות שלאחר הזרקת להבטיח מינון מדויק ותמותה נמוכה פציעה. בנוסף, פרוטוקול זה מתאר של bioassay ההטלה לקביעת אחיד של השפעות על פוריות.
אספקת מולקולות קטנות, כגון חומצות גרעין, dipterans הבוגרת הוכיחה להיות מאתגר, הן Culicidae והן Muscidae. אוראלי קליטת dsRNAs דווחה לייצר עקרות (כאשר המיקוד גנים אך ורק לידי האשכים של מבוגרים), תמותה (כאשר המיקוד SNF7 ו- coactivator של קולטן סטרואידים) זחל Aedes aegypti1,2 . התמותה גם נצפתה כשמתכוונים HSP70 בזחל זבוב דומסטיקה3. עם זאת, תופעות כאלה פנוטיפי, לא גרמו לאחר להאכלת dsRNA למבוגרים Ae. aegypti סוכר ארוחות4,5.
Microinjection שימש כדי לעקוף את פיתול כאשר היכרות עם פתוגנים או חומצות גרעין, ובכך גרימת תגובה מערכתית5,6,7,8,9,10 . מספר טכניקות microinjection קיימים לערב ציוד החל שההדרכה המיוצר ללא צורך במיקור חוץ, הדורשים מדידה חזותי של הזרקת לאמצעי האחסון מרססים הנשלטות על-ידי מיקרו-מעבד לאפשר למשלוח אוטומטי נפח נמוך כמו 2.3 nL 5 , 9 , 10 , 11. גורמים הפרעה (RNAi) RNA מיקוד ribosomal mRNAs, לשבש את התפתחות השחלות אצל פרוקי רגליים מגוונים כמו טיק בקר Rhipicephalus microplus, היתושים Aedes aegypti , כולכית מצויה, הבית עף זבוב דומסטיקה5,9,12,13. במחקרים אלה, ניטור השיבוש של הטלה היה חיוני לקביעת היעילות של inoculant כפי פנוטיפ יכול להתבטא כמו סיום או הפחתת צאצאי. . זה סוג של פנוטיפ קטלני multigenerational כי הוא השפעה קריטית, הרצוי רבות של שיטות לא מסורתיות/מוצרים חדשים כמו Wolbachia –נגוע זכרים מבוא (חוסר התאמה מינית), RNAi המושרה עקרות5 9, ,14. מעקב פוריות וגם התמותה יש צורך באפיון ופיתוח של biorationals ספציפי מאוד (פתוגנים המתרחשים באופן טבעי ו/או נגזרות טבעי)15.
פרוטוקול זה מציג טכניקות microinjection מפורט הן למבוגרים יתושים וזבובים הבית; תהליך זה הוא לעתים קרובות לא היטיב לתאר בספרות. בנוסף, מתוארים ההטלה מתודולוגיות bioassay להעריך כראוי dsRNA השפעות על dipterans למבוגרים. פרוטוקולים אלה פותחו במיוחד עבור Aedes aegypti ו דומסטיקה זבוב , אבל יכול להיות שונה עבור מינים אחרים.
Microinjection היא טכניקה מעבדה יקר כדי להבטיח מסירה של dsRNA או biorationals אחרים (קרי, חומרי הדברה, וירוסים, microsporidia). בעוד מעבדות רבות לבצע microinjection, הסכום המדויק מוזרק ברור לעיתים קרובות בשל מגבלות טכניות של מערכת משלוח שבהם נפח המשלוח אינו נמדד ישירות11. ריכוז ונפח ונמסרו הם פרמטרים קריטיים המאפשרים חישוב של אמצעים רעילות סטנדרטיים כגון EC50 או IC50 או להגדיר יעיל מינימלית במינונים5,16. הדבר חשוב במיוחד פונקציונלי מחקרים באמצעות RNAi בחרקים למבוגרים, משלוח על ידי האכלת לא תמיד לגרום מערכתית החלקיקים הרצוי ואיפה המינון בפועל חוצה את פיתול הוא לא ברור5.
בעוד ההליך microinjection יכול להיות מאתגר בתחילה, שיפורים מהירה ברמת הדיוק ומהירות המשלוח מושגות עם אימון וסבלנות. מאסטרינג ההליך הזרקת עצמו היא השקעה של זמן, אבל, ברגע הושלמה, ההליך מייצרת תוצאות הדיר ותמותה פציעה של < 3%. היחס של זריקות מוצלחות יגדל כמו מיומנות גדל המאפשר הזרקה של 300 יתושים או זבובים לכל יום.
רבים מן האתגרים של microinjection הם עקב המחט בשימוש. קביעת נקודת הפריצה נימי המחט וזווית טיפ הוא היבט מאתגר של ההליך ואינו דורש ניסוי וטעייה כדי לקבוע את גודל הפתיחה היעיל ביותר עבור זן נתון. המחט בסדר השימושיים ביותר עבור יתושים microinjection (~ 150 מיקרומטר) הוא קטן מדי במהירות לספק נפח גדול מוזרק זבובים תוך ולהפך, המחט גדולה יותר פתיחת כי עבודות על זבובים (~ 250 מיקרומטר) גורם נזק פגיעה נרחב כדי היתושים קטן יותר הזרקה לא מקובל התמותה. מחט שבורה עם טיפ בוטה לעתים קרובות קשה לעבור את הקוטיקולה ללא נזק לרקמות ותמותה מוגברת. סולמות חרקים או חתיכות רקמה יכולים להיסתם מחטים במהלך ניסוי, כך לעיתים קרובות מועיל שיהיה מספר מחטים הוציא אם החלפת נדרשת. מצאנו כי קל להחליף מחט קשה מאשר לבזבז זמן כדי לנסות לנקות את מחט שנתקע או הסתבך.
התבוננות הפתרון הזרקת הזנת את החרק הוא קריטי כך זריקות לא מוצלח ניתן להסיר (ראה שלבים 2.14-2.15). בנוסף rhodamine B הזרקת פתרונות מספק תמונה ברורה כדי להבטיח חרקים מבוים קר לקבל את המינון הנכון יכולה להיות שימושית במיוחד בזמן תרגול (ראה שלב 2.7).
הזרקה, ההטלה bioassay השיטות המובאות כאן בהצלחה זירזה את ג’ין תמונות ציפורים וניתנת למדידה אפקטים פנוטיפי למבוגרים Ae. aegypti , מסיה דומסטיקה בעת שימוש dsRNAs תוכנן נגד תלויי מין ribosomal תעתיקים (איור 4 , איור 5A). בנוסף, מאפשר היכולת של שיטה זו למסור במדויק microvolumes ליחידים עקומות תגובת המינון שיווצר עבור כמויות קטנות של חומר (המתחילים 50 ng; איור 5B). הדבר שימושי במיוחד עבור שיטות כמו הקרנת siRNAs או dsRNAs, לייצר כמויות גדולות של מולקולות אלה יכול להיות שאבטחה.
בשיטה זו יכול להיות שונה כדי להזריק ביולוגיים (וירוסים, חיידקים, microsporidia) או בחומרי הדברה כימיים, לאחר להבטיח כי כל מאגרי משלוח הם לא מזיק בזריקה. כמו משלוח נפח מוגבל על ידי הגודל של החרק, בהפקת מרוכז בדיקות פתרונות יש חשיבות.
להעריך כראוי dsRNA יעילות, יש צורך לעקוב אחר ההטלה פנוטיפים קטלני יכול להתבטא רק רומא. כפי שהוצג כאן, מחזיק הנשי Ae. aegypti בנפרד לאחר blooding מאפשר קביעת גודל מצמד בודד והוא לבדיקות נוספות על האנשים באותו יכול להיעשות במורד הזרם של הטלה (קרי, מחקרים ביטוי של גנים, gonotrophic נוספים מחזורים, רקמות ספציפיות נוקאאוט) כדי לתאם הרבייה פלט עם אמצעים אחרים כגון גנים. כפי דומסטיקה מ oviposit בדרך כלל בתגובה קבוצה, הסתה מבודד gravid הזבובים להטיל היא עבודה מאוד אינטנסיבית, לא מעשית עבור מספרים גדולים של יחידים17. לכן, מוצגת שיטה לקביעת גודל תטולה מרושע.
השיטה microinjection המובאת כאן מספקת משלוח עקבי מערכתית כדי יתושים וזבובים הבית. יחד עם התמותה, ההטלה מעקב bioassays, כלים מגוונים אלה ניתן להשתמש כדי להעריך את ההשפעות גנים ברמת השעתוק והתרגום פנוטיפי של מולקולות RNA קטנות, ביולוגיים, וחומרי הדברה מסורתי היכן משלוח אוראלי אינה ברת קיימא.
The authors have nothing to disclose.
המחברים תודה Hanayo Arimoto (Navy), דנה ג’ונסון, לוסי Li, ולבן רוקסי (USDA-ARS) בשביל לעזור עם רכישת נתונים וניתוח. אנחנו גם תודה ד”ר פיא Olafson (USDA-ARS) וו קה (אוניברסיטת פלורידה) עבור סקירה ביקורתית של כתב היד, ניקלאוס Hostettler (אוניברסיטת פלורידה) בשביל לצלם את צילומי מיקרוסקופ. מימון סופק על ידי USDA, הפרויקט WII – 141C של חיל הים מרכז בריאות לציבור של חיל הנחתים, ואת לפרוס מלחמה לוחמי התוכנית להגנת. התורמים שחיים היה אין תפקיד עיצוב או הכיוון של המחקר או פיתוח של כתב היד.
needle pulling | |||
vertical pipette puller | Kopf | 720 | settings: heater = 15 units, solenoid = 4 amps |
glass capillaries, 3.5" long, ID = 0.530 mm ± 25 μm, OD 1.14 mm | World Precision Instruments | 504949 | capillaries for pulling glass needles |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
microinjector station | |||
Nanoliter 2010 | World Precision Instruments | NANOLITER2010 | microinjector |
manual micromanipulator | World Precision Instruments | KITE-L | left hand KITE manipulator |
magnetic stand | World Precision Instruments | M9 | holds micromanipulator |
precision stereo zoom binocular microscope on boom stand | World Precision Instruments | PZMIII-BS | dissecting scope for microinjections |
1.5X objective | World Precision Instruments | 501377 | objective for microscope |
light LED ring | World Precision Instruments | 504134 | light ring for injection microscope |
laboratory chill table | BioQuip Products | 1431 | chill table for microinjections |
microscope slides | Fisher Scientific | 12-544-1 | for staging insects while injections |
Rhodamine B, 98+% | Acros Organics | AC296571000 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
mosquito oviposition bioassays | |||
large Petri dish | Fisher Scientific | FB0875714 | for holding staging slides |
plastic cup – 3 1/2 oz. | Dart Container Corporation | TK35 | mosquito oviposition bioassay cups |
matte tulle fabric | Joanne Fabrics | 1103068 | caps for oviposition bioassays |
blood source | locally acquired | typically bovine or live chickens | |
1 x 30mm clear edible collagen casing | Butcher and Packer | 30D02-05 | |
heavy weight seed germination paper | Anchor Paper Co | SD7615L | |
oral aspirator with HEPA filter | John W. Hock Company | 612 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
house fly oviposition bioassays | |||
4 L plastic food storage canister | Walmart | 555115143 | |
10-inch stockinette sleeve | Medonthego.com | FS15001H | |
wheat bran | locally acquired | typically found at feed stores | |
Calf Manna performance supplement | ValleyVetSupply.com | 16731 | pelleted livestock feed |
dried egg yolk | BulkFoods.com | 40506 | |
black cotton cloth | locally acquired | typically in craft supplies section | |
60 mL cup | Dart Container Corporation | P200-N |