La transferencia de genes en el pollo auditiva de órgano de<em> En Ovo</em> Micro-electroporación

A pesar de las diferencias en la morfología celular y patrones entre los mamíferos y órgano sensorial auditivo aviar, se cree que están conservadas evolutivamente ^1-3 los factores moleculares y las vías responsables del desarrollo de HC sensorial. La papila basilar, que aloja la HC auditivas y sus alrededores SC, se desarrolla como la protrusión de la otocyst oído interno. Al principio de un grupo de progenitores de HC y SC se especifica dentro de la placoda ótica / Dominio competente taza neuronal sensorial-ótica (NSD). Los datos de mapeado de destino proporcionan evidencia de que los linajes neuronales y sensoriales están vinculados y se derivan de la NSD situado en la región antero-ventral de la copa ótica o otocyst en ratones y pollos ^4,5. En primer lugar, los neuroblastos delaminate de la NSD para dar lugar a las neuronas del ganglio auditivo-vestibular, que finalmente dividido en ganglios auditivo y vestibular. Estas neuronas inervan los HC sensoriales del oído interno y núcleos en el tronco cerebral. Las células Tha permanecer en el NSD se cree que dar lugar a varios parches sensoriales, incluido el órgano sensorial auditivo, que consta de los HC sensoriales mecano-transducción y sus asociados SCs.

En tanto el pollo y murino, órgano de la audición sensorial progenitora salida del ciclo celular y la diferenciación HC se producen en gradientes opuestos. En polluelo, la salida del ciclo celular progenitora auditiva comienza alrededor de ~ E5 y progresa desde la base hasta el vértice, y desde el centro hacia la periferia ^6. Un día después, HC diferenciación comienza en el vértice y que avanza a la base ^7. Estudiar el desarrollo del oído interno en el pollo proporciona muchas ventajas técnicas como mecanismos funcionales pueden ser investigados con relativa facilidad in ovo en comparación con la manipulación de los embriones en el útero en otros sistemas modelo, que requiere cirugías complejas. El método descrito aquí utiliza in ovo micro-electroporación para apuntar genes de interés en el Basila presuntivar área de la papila antero-ventral en la vesícula ótica específicamente a E4.

La electroporación in ovo es una técnica que está bien establecido y comúnmente utilizado ^8-14. El principio de la técnica de electroporación se basa en el hecho de que los nucleótidos (por ejemplo, ADN plásmido, ADN sintético, o ARN oligonucleótidos) están cargadas negativamente. El ADN se inyecta en el tejido de interés. Cuando una corriente eléctrica se coloca a través del tejido, la corriente abre los poros transitorios en las paredes celulares y permite la captación del ADN, como fluye el ADN cargado negativamente hacia el electrodo positivo (ánodo). Para los experimentos de ganancia de función, los genes de interés se subclonan comúnmente en plásmidos de expresión que contienen casetes de expresión adecuados para la proteína verde fluorescente (GFP) o la proteína fluorescente roja (RFP). Para los experimentos de construcciones de pérdida de función basados ​​en plásmidos dominantes negativos represores, o RNAi, o construcciones de morfolino son commonly utiliza ^15,16. Para inhibir microARN (miARN) de función miRNAs construcciones de esponja, que son típicamente plásmido basado, se puede utilizar ^17. El método aquí descrito permite la investigación de los mecanismos moleculares que controlan la proliferación y diferenciación en el órgano auditivo, como el método en micro-electroporación in ovo se puede combinar fácilmente con en ensayo de proliferación celular in ovo mediante la adición de EdU a todo el embrión.

La electroporación y la adición de EdU se realiza a E4 en la vesícula ótica, que es un día antes del inicio de la salida del ciclo celular en el órgano auditivo. Análisis del órgano de la audición se realiza típicamente 18 de – 96 horas después de la electroporación en E5 (inicio de la salida del ciclo celular progenitora sensorial), E6 (inicio de la diferenciación HC), y E7 (durante la diferenciación HC); y más tarde hasta ~ E9 (final de la diferenciación HC). Este método de electroporación de la transferencia genética es transitoria que dura aproximadamente ~ 4 días, because los genes de interés no se integran en el genoma, pero el método es aplicable para su uso con vectores de expresión basados ​​en el ADN de plásmido apropiado, que tiene la capacidad de integrarse en el genoma, tales como la transferencia de genes mediada por Tol2 ^11. Con este método robusto GFP o RFP expresión dura ~ 4 días en la cóclea, después de lo cual las señales se desvanecen, sin embargo, proporcionan una ventana de tiempo suficiente para estudiar la intrincada desarrollo del órgano auditivo. Esto, a su método de transferencia génica in ovo es novedosa y permite apuntar específicamente el órgano auditivo presuntiva en E4, que es óptima para las investigaciones que se centran en el desarrollo de HC en el órgano auditivo. Es una buena adición a procedimientos alternativos, que electroporate en etapas de desarrollo mucho más jóvenes o ^11,12 en comparación con el uso de cultivos de explantes in vitro papilas basilar ^18.