RNA 간섭 (RNAi의) 기반의 유전자 녹다운 기술은 Tribolium 연구의 핵심이다. 여기서 우리는 Tribolium의 castaneum 우리의 애벌레의 RNAi 기술에 대한 개요를 제공합니다. 애벌레의 RNAi 연구자들이 다양한 상황에서 유전자의 기능을 연구 할 수 있도록, 기능 상실 표현형에 대한 빠른 액세스를 제공하는 간단하지만 강력한 기술이다.
빨간 가루 딱정벌레, Tribolium의 castaneum는 완전히 주석 게놈 시퀀스, 트랜스포존 기반의 형질 전환 및 효율적인 RNA 간섭 (RNAi에) 포함하여 유전 및 발달 연구를위한 실험 도구의 레퍼토리를 제공합니다. 이러한 장점 중의 RNAi 기반의 유전자 녹다운 기술은 Tribolium 연구의 핵심이다. T. castaneum 가능 단순히 딱정벌레의 체강에 이중 가닥 RNA (dsRNA를)를 주입하여 모든 삶의 단계에서의 RNAi를 수행하고, 강력한 전신의 RNAi 반응을 보여줍니다.
이 보고서에서 우리는 T. 우리의 애벌레의 RNAi 기술에 대한 개요를 제공합니다 castaneum. 프로토콜 T.의 적절한 스테이지의 (ⅰ) 분리를 포함 주사 castaneum 유충, 사출 용 설정 (ⅱ) 제제, 및 (ⅲ) dsRNA를 주입. 애벌레의 RNAi는 기능 상실 phenotyp에 빠르게 액세스와 함께 우리를 제공하는 간단하지만 강력한 기술이다여러 유전자 녹다운 표현형뿐만 아니라 hypomorphic 표현형의 시리즈를 포함 에스. 거의 모든 T. 이후 castaneum 조직은 세포의 dsRNA에 취약, 유생의 RNAi 기술은 연구자들이 외부 환경에 반응 유기체의 유전 적 기초 등 다양한 상황에서 조직의 다양한 연구 할 수있다. 또한,이 기술의 단순함을 T., 연구 개 학생 참여를 촉진 교실 환경에서 사용하기에 이상적인 유전자 시스템을 castaneum.
적색 밀가루 딱정벌레의 Tribolium castaneum 인해 RNA 간섭 (RNAi에) 1-3 수행 용이성 일부 생물학의 다양한 분야에서 인기를 얻고있다. RNAi에 기반 유전자 녹다운 기술은 과학자들이 기능 상실 복잡한 유전 적 방법을 이용하지 않고 분석을 수행 할 수 있습니다. T.를 castaneum 가능 딱정벌레의 체강 4-6에 이중 가닥 RNA (dsRNA에)의 주입을 통해 단순한 어떤 단계에서의 RNAi를 수행 할 수있어 견고한 전신의 RNAi 반응을 나타낸다. 여러 유전자의 동시 최저 또한 T.에서 가능하다 동시에 7,8 둘 이상의 dsRNA를 다른 분자를 주입함으로써 castaneum. 또한 hypomorphic 표현형의 일련의 dsRNA 8 주입의 농도를 감소시킴으로써 생성 될 수있다. 이러한 기능은 T. 전통 앞으로 유전학에의 RNAi 기반의 역 유전 기술 매력적인 대안을 castaneum. 이후 거의모든 T. castaneum 조직이 기술은 연구자들이 다양한 상황에서 조직의 다양한 연구 할 수 있으며, 세포의 dsRNA 분자 9에 민감하다. 또한,이보고는 T.에서 RNAi의 수행에 초점을 맞추고 있지만 castaneum, 여기에 설명 된 다양한 절차는 다른 곤충에 적용 가능하다. 하고자하는 사람들은 기능 상실은 T.에 대한 관심이 그 맥락에서 분석을 수행하는 데에 따라서,이 프로토콜은 유용 castaneum뿐만 아니라 다른 곤충의 RNAi 기반의 기술을 적용하고자하는 연구자.
애벌레로 dsRNA를 주입하는 애벌레, 번데기를 포함 딱정벌레 삶의 단계, 다양한에서 기능 분석을 허용하고, 성인 4,5,10 스테이지. 우리는 이전에 분자 생물학 절차 (11)를 포함하여 우리의 전반적인 애벌레의 RNAi 프로토콜을보고했다. 현재 보고서에서, 우리는 최고의 시각 보좌관으로 설명 dsRNA를 주입 절차를 기술에 초점을 맞 춥니 다. 우리는 제공자세한 단계별 주입 절차뿐만 아니라 선과 악을 주입 예. 이 프로토콜은 시각 이전 프로토콜을 보완하고, 결합 될 때, 그들은 T.에서 유생의 RNAi 과정의보다 포괄적 인 뷰를 제공 castaneum. 또, RNAi의 생리적 연구의 RNAi 기반 분석법의 적용 성공뿐만 아니라, 교육 기관에서의 RNAi 유생 프로토콜의 적용 가능성에 영향을 줄 수있는 분자의 dsRNA에 대한 매개 변수를 논의한다.
거기 (노크 복수를 시도 할 때) 상이한 dsRNA를 분자에 길이 및 농도의 dsRNA 분자의 경쟁을 포함한의 RNAi의 성공을 보장하기 위해 고려해야 할 중요한 사항 중 다수가 있고, 표적 이탈 효과의 가능성 (OTE).
dsRNA에 길이
dsRNA를 분자의 길이가 더 긴 dsRNA에 (dsRNA에의 한계 이상이 현재 알려져 있지 않지만) 7,14,15의 RNAi를 유발하는 것이 더 효율적으로되고, 전신의 RNAi 반응의 효율에 영향을 미친다. dsRNA에 길이는 T. 효과적인의 RNAi를 유도하기 위해 50 bp의 이상 할 필요가 castaneum 7. 150 bp의 500 bp의 사이의 dsRNA는 RNAi를 이상적으로 나타납니다. 긴 dsRNA에 분자가 또한 사용될 수 있지만, 그들은 점차 어려워 질 것이다 OTE의 증가 가능성 및 유전자 클로닝 단계를 가질 것이다.
dsRNA에 집중
ve_content "> 유전자 녹다운의 다른 정도는 dsRNA에의 농도에 따라 달성 될 수는. 1 μg은 / μL (관심 유전자 (들)에 따라 달라질 수 종종 가까운 널 표현형을 생산하는 적당한 출발 농도를,로 나타나는 ). RNAi에 가끔 hypomorphic 표현형 (Tomoyasu의 기업 데이터 계열을 생성하는 데 도움이 될 수의 dsRNA의 일련 희석액과 강한의 RNAi 표현형.의 RNAi를 얻기 위해 더 높은 농도 (예를 들면, 7-8 μg / μL)과 함께 수행 될 수있다 등. 2009 8 및 Borràs – 카스텔되지 않은 데이터).RNAi의 경쟁
다중 유전자 녹다운이 T. 달성 될 수있다 동시에 여러 가지의 dsRNA 분자를 주입함으로써 castaneum. 그러나, 또한 생체 내에 존재하는 여러 가지의 dsRNA 분자를 갖는 것이 종종 RNAi의 컴포넌트에 액세스하는 dsRNA에 간의 경쟁을 초래하는 것으로 알려져있다 <s> 7,14입니다. 그것은 하나의 dsRNA (다른 밖으로 – 경쟁을 피하기 위해 여러 유전자 녹다운을 시도 할 때 모두 dsRNA에 대해 동일한 길이와 동일한 농도를 사용하는 것이 중요하지만, 발현 수준이 크게간에 다를 때 dsRNA를 길이와 농도의 추가적인 조정이 필요할 수있다 표적 유전자). 우리뿐만 아니라 다른 사람들이 성공적으로 (예를 들면, Tomoyasu 등. 2,005 16 Tomoyasu 등. 2,009 17 및 양 등. 2,009 18) 더블, 트리플 최저을 수행했습니다. 이 네 개의 표적 유전자의 RNAi 효율의 현저한 감소를 초래할 가능성 것처럼, 사중의 RNAi를 실현 (또는 그 이상)하면되지만, 문제가 될 수있다.
오프 대상
OTE는 RNAi의 기반 접근 방식에 대한 고유의 관심사입니다. OTE을 최소화하는 한 방법은 설계시의 dsRNA 이들 영역을 다른 유전자와 비슷한 염기 서열을 공유하는 표적 유전자의 영역들을 식별 및 방지하는 것이다. T.에 대한 간단한 BLAST 분석 castaneum 예측 유전자 세트는 영역을 식별 할 수 있습니다. 여러 온라인 도구는 잠재적 인 OTE (예를 들어, E-RNAi의 19)의 평가를 할 수 있습니다. 표적 유전자의 두 개의 비 중첩 영역의 RNAi를 위해 수행하면 OTE 표현형이 관찰에 의해 발생 가능성을 제거하는 쉽고 효과적인 방법이다. RNAi에 두 개의 비 중첩 영역이 동일한 표현형을 생성하는 경우에 대해 (이 비 중첩 영역이 유사한 서열을 공유하지 않는 한) OTE의 가능성이 최소화된다.
표현형 분석 이외의 방법으로 유전자 녹다운을 효과적으로 평가 본 RNAi에 관련 데이터 종종 중요하다. 유전자 최저를 평가하는 두 가지 주요 방법이 QRT-PCR과 웨스턴 블롯 분석이다. QRT-PCR은 표적 mRNA의 수준을 측정하는 편리한 방법이며, T.에서 RNAi를 포함한 많은 관련 연구에서 사용되어왔다 castaneum (밀러 외를 참조하십시오. 예를 들어 2012 7). Howev우리가 최근에 (단백질 제품은 아래로 조절 비록) 대상 mRNA의 수준 (Borràs – 카스텔되지 않은 데이터)까지 조절 RNAi에 의해 인 경우를 본 것처럼 어,주의,주의해야합니다. 최대 조절이 RNAi를 유도 mRNA의이 광범위하거나 특정 유전자에 고유 될 수 있다면 그것은 현재 알 수 없습니다. 웨스턴 블롯 분석은 유전자 최저을 확인하는 또 다른 방법입니다. 그것은 최종 단백질 생성물의 양을 측정하는이 방법은 상당히 안정적이다. 표적 유전자의 단백질 생성물에 대하여 특이 적 항체의 요건은이 방법의 단점이다. 표현형 분석 이외에 여러 독립적 인 측정을 이용하여 RNAi에 기반 분석에 의해 얻어진 표현형 데이터의 신뢰도를 증가시킬 것이다.
T.에서 그 개념부터 castaneum, RNAi에 주로 개발 및 패턴 형성에서의 유전자 기능을 연구하는데 사용되었다. 이러한 T. castaneum 발달 연구는 charac 매우 성공적이었다유전자의 진화 적으로 보존 및 발산 기능을 terizing (Denell 2008 1 Klingler 2004이 검토). T.에서 그러나, RNAi의 기반 연구 castaneum는 발생 생물학에 한정되지 않는다. 예를 들어, RNAi의 스트레스 내성, 포식, 공격성 메이트 선택 활동 패턴 및 방어 메커니즘을 포함하여 생리적 행동 반응의 넓은 범위에서 유전자 기능을 연구하기 위해 이용 될 수있다.
이러한 문맥에 RNAi를 도포 한 어려움다면 발현 효과의 가능성이다. 종종 관심의 유전자는 T.에 걸쳐 다양한 역할을해야합니다 castaneum 수명주기, 따라서 의도 어려운 표현형 효과없이 유전자의 제거를 만들기. 그러나, 용이하게 스테이지에서 RNAi의 다양한 수행 능력은 종종 이러한다면 발현 성 효과를 피하기위한 효과적인 전략이 될 수있다. 예를 들어, 대신 유충이나 번데기의 성인에서의 RNAi를 실행하면 우리가 unin 우회 할 수 있습니다초기 개발 단계에서 유전자 최저로 인한 치사율을 경향이 있었다. T.에서의 RNAi 반응의 유연성 castaneum 따라서 생리 학적 및 행동 반응의 유전자 기능의 실험에 RNAi에 적응이 모델에게 매력적인 선택을합니다.
T. castaneum 시스템은 교육 기관에서 사용하기에 이상적이다. T. castaneum은 T.에서의 RNAi 기술을 자주 계대 배양없이 실내 온도 (25 ° C)에서 밀가루 / 효모 혼합물에 쉽게 배양 될 수 있습니다 castaneum은 아주 간단 젊은, 학습 과학자 실험실에 적용 할 수 있습니다. RNAi의 생물학적 다양한 분야에서 필수적인 기술이되고, 그것은 학생들이 기술에 노출하는 것이 중요하다. T.에서 애벌레의 RNAi 기술의 솔직 자연 castaneum 또한 T.을, 연구에 참여하는 더 많은 학생들을 장려 유전 시스템 중심의 교실을위한 주요 후보를 castaneum. </ P>
The authors have nothing to disclose.
우리는 기술 지원을 마이애미 대학에서 생물 정보학 및 기능 유전체학을위한 센터 (CBFG를) 감사합니다. 이 작품은 마이애미 대학 창업 보조금 (YT), 그리고 국립 과학 재단 (National Science Foundation) (: IOS 0,950,964 YT)에 의해 지원되었다.
Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Organic whole wheat flour | Heartland Mill Inc. Kansas | G1 | |
Brewer’s Yeast | MP Biomedicals | 2903312 | Sift yeast with #35 stainless sieve before use. Wear protective mask and cover the sieve with plastic wrap, as the sifted yeast is a fine particle and respiratory hazardus. |
6 oz plastic Drosophila stock bottles | Fisher Scientific | 11-888 | |
Sieve | Fisher Scientific | 04-881N | 8 in. dia. x 2 in.D. Use #25 (Nominal opening 710µm) for larvae, pupae, and adults. |
Sieve | Fisher Scientific | 04 881 10P | 8 in. diameter #35 (Nominal seive opening: 600µm) Stainless Steel Sieves, 8 in. dia. x 2 in.D. This sieve is ideal to remove clumps from yeast powder. |
Sieve receiver | Fisher Scientific | 04-866B | 8 in. diameter |
1.5 quart spouted sample pan | Seedburo Equipment Co. | Model 33 | collection pan |
Incubator | BioCold Environmental Inc | BC26-IN | Keep it 30C with 70% humidity. |
Na2HPO4 | Fisher Scientific | S374500 | |
NaH2PO4 | Fisher Scientific | S397-500 | |
KCl | Fisher Scientific | P217-500 | |
Food dye | Kroger | green, blue, or red preferable | |
Microscope glass slide | Fisher Scientific | 22-038-103 | |
Tack-It Over&Over | Aleene's | Repositionable glue for sticky slides. Double sided tape can be used as an alternative, however, we found that the adhesiveness varies. | |
Plastic CD case | Amazon | ||
Boroslilicate Glass capillary | Sutter Instrument | BF100-50-15 | O.D. 1 mm, I.D. 0.5 mm, 15 cm. without filament |
Needle puller | Sutter Instrument | P-87 or P-97 | |
Silicone seal | Narishige | HI01PK01 | 2.5 mm |
Removable mounting putty | Loctite Fun-Tak | ||
Compressed gas duster | OfficeMax | OM96091 | |
Forceps | Fine Science Tool | 11231-30 | Dumoxel #3 (to manipulate beetles) |
Forceps | Fine Science Tool | 11252-20 | INOX #5 (to break needle tips) |
Ethyl ether, anhydrous | Fisher Scientific | E138-500 | |
Nylon mesh | Flystuff/Genessee Scientific | 57-102 | 120-um pore size/49% open area |
Media bootle 100-ml | VWR | 89000-926 | |
Stereomicroscope | Zeiss | SteREO Discovery V12. Injection microscope. | |
Stereomicroscope | Fisher/Zeiss | 12-070-513 | Stemi2000. Use to break the needle and place larvae onto the sticky slide. |
X-Y mechanical stage | Zeiss | 4354600000000000 | |
X-Y mechanical stage | Microscopenet.com | A512 | Inexpensive alternative |
Manipulator | Narishige | M-152 | |
Magnetic stand | Narishige | GJ-1 | |
Glass capillary holder | Narishige | IM-H1 | |
30-ml disposable syringe | BD syringe | 309650 | BD Luer-Lok Tip |
Four-way stopcock | Cole-Parmer Instrument Co. | EW-30600-03 | Stopcocks with Luer Connections; 4-way; male slip |
art paint brush | Amazon | Art Advantage Oil and Acrylic Brush Set, 24-Piece | Any general paint brush will work. |