Bu iletişim kuralı, hücresel Caenorhabditis elegans içinde vivohücre kaderi dönüşüm sırasında çalışma açıklar. Transjenik hayvanlar, ısı-şok organizatörü tahrik overexpression nöron kader-inducing transkripsiyon faktörü CHE-1 ve Kromatin düzenleyen faktör LIN-53 mikrop nöron yeniden programlama için hücre RNAi aracılı tükenmesi izin kullanarak gözlenen vivo.
Hücre biyolojik süreçlerin belirli hücre tiplerinin kimlikleri dönüştürme sırasında eğitim korumak ve hücresel kimlikleri korumak önemli anlayışlar içine mekanizması sağlar. Germ hücreleri dönüştürme nematodunun Caenorhabditis elegans (C. elegans) belirli nöronların içine kurulan hücre kimlikleri korumak yasal yolları incelemek için genetik ekranlar gerçekleştirmek için güçlü bir araçtır. ASE olarak adlandırdığı nöronların belli bir türe germ hücrelerinin yeniden programlama (TF) CHE-1 Zn-parmak transkripsiyon geniş aşırı ifade izin Transjenik hayvanlar faktör gerektirir. Endojen CHE-1 sadece iki baş nöronlarda ifade edilir ve kolayca gcy-5prom::gfp muhabiri tarafından görüntülendi glutamatergic ASE nöronlar kaderini belirlemek için gereklidir. Isı şok organizatörü tahrik che-1 gen ifade yapısı içeren bir trans gen ısı şok tedavisi üzerine tüm hayvan CHE-1’in geniş yanlış ifade sağlar. RNAi kombinasyonu faktör LIN-53 Kromatin düzenleyen ve che-1 ısı şok bağlı aşırı ifade karşı ASE nöron benzeri hücrelere germ hücre yeniden programlama için yol açar. Biz burada Transjenik hayvanlar ısı şok tedavisi için uygun koşul ve belirli RNAi yordamı başarıyla germ hücreli nöron dönüşüm için ikna etmek için açıklamak.
Kader gibi myogenic TF Tanrım, Ektopik TF ifade tarafından yeniden programlama hücre hangi overexpressed zaman dönüştürür fibroblastlar kas benzeri hücreler1, içine doğrudan olmuştur bir araştırma odak yıllardır. Ancak, farklı hücre hücresel kimliklerini korumak mekanizmaları nedeniyle bu işlem için ateşe dayanıklı çoğu kez. Germ hücreleri koruma benzer derecede gösterir ve genellikle diğer hücre tipleri kader-inducing TF aşırı ifadesi üzerine içine germ hücreli dönüşüm önlemek için bir engel olarak hareket temel mekanizmaları vardır. Genellikle, epigenetik yönetmelik Histon modifikasyonları ve Kromatin yapısı gibi bir engel hücre kaderi2,3dönüşüm için uygular. Biz daha önce ters genetik RNAi knock-çıkışlar C. elegans içinde kullanarak uygulanan ve hücresel kimlikleri korumak ve böylece germ hücrelerinin nöron4yeniden şekillendirmek için karşı koymak faktörler tespit. Özellikle, polycomb baskıcı karmaşık 2 (PRC2) ve son derece korunmuş Histon refakatçi LIN-53 (CAF-1/RBBP/4/7 insanlarda) önlemek germ hücreleri doğrudan dönüşüm içine glutamatergic tat nöronlarda C. elegans gibi belirli somatik hücre türleri 4 , 5. ısı şok indüklenebilir Zn-parmak TF CHE-1 taşıyan Transjenik hayvanlar kullandığımız bariyer faktörler yeniden programlama bu germ hücre tanımlamak için. CHE-1 normalde iki baş C. elegansburada glutamatergic tat nöronlar kaderi ASE6olarak adlandırdığı belirtir, nöronlarda ifade edilir. ASE nöron kader ASE özgü floresan muhabir gcy-5prom::gfpifade tarafından görüntülenmeyecektir. GCY-5 ASE doğru nöron7‘ ifade bir chemoreceptor var. Lin-53 tükenmesi RNAi tarafından ve indüksiyon ısı şok tarafından CHE-1’in geniş Ektopik ifade üzerine, germ hücreleri nöronlar vivo içinde4,5dönüştürülebilir. Önemlisi, zaman RNAi tedavi gibi sadece yetişkin solucanlar (P0 üretimi) lin-53 için RNAi maruz F1 döl hayvanlarla nöronlar4yeniden programlama için izin veren bir germline çıkmasına çok önemlidir.
C. elegans nöron dönüştürme yordamına yukarıda açıklanan germ hücre hücre kaderi yeniden programlama içinde yollar sinyal dolaylı gibi biyolojik soruları çeşitli eğitim için kullanılabilir. Örneğin, biz CHE 1 bağlı germ hücreli lin-53 karşı RNAi üzerine ASE nöronların içine yolu germ hücreli8yeniden programlama sürecinde sinyal çentik dolaylı çalışma için yeniden şekillendirmek için kullanılır. Lin-53 ve Histon demethylase kodlama co tüketmek için çift RNAi gerçekleştirerek bu yolu zıt PRC2-aracılı gen UTX-1’in ifadesinde germline8 etkinleştirerek susturmak sinyal çentik gösterdik gen utx-1 . Bu bulgu germ hücreli dönüşüm Bu protokol için açıklanan nöronlar için sağlam bir canlı ve bağlamında farklı gelişim ve çevresel hücresel yeniden programlama gibi karmaşık bir biyolojik süreç çalışma için kullanılan olabilir gösterir koşullar. Ayrıca, germ hücreleri aşırı farklı kader-inducing TFs sınırlama-in hücresel plastisite9içindeki rolü çalışma veya germ hücre için yeniden programlama inducing için potansiyellerini değerlendirmek için ifade ederek meydan okumak için bakış açısı sağlar diğer hücre içinde vivotürleri.
Memeli doku kültürleri de hücre kaderi yeniden şekillendirmek için farklı yönlerini eğitim izin verirken, hücre kültüründe yetiştirilen için sağlam bir organizma karşılaştırıldığında sinyal yol koşulları taklit kapasitesi sınırlıdır. Bu nedenle, C. elegans çentik vivo içindeyeniden programlama sırasında sinyal verme gibi çeşitli biyolojik süreçlerin rolleri incelenmesi için çok yönlü bir model. Ayrıca, o korumak ve genetik olarak değiştirmek için düşük maliyetleri nispeten kolay bir güçlü genetik ekranlar için modeldir.
Transgenik C. elegans açıklanan iletişim kuralı’nı BAT28 strain ve RNAi lin-53 karşı birkaç adım sırayla kritik germ hücreli nöron yeniden programlama için beklenen sonuç sağlamak için basittir. Bu zorlanma BAT28 deneyler önce her zaman 15 ° C’de tutulur önemlidir. Kullanım ve bakım baskı sırasında olmak en aza indirgemek zaman 15 ° C üzerindeki sıcaklıklarda, mümkün olduğu kadar ihtiyacı var. Che-1 overexpression yetersiz indüksiyon germ hücre ASE nöron dönüşüm için neden değil bu yana doğru ısı-şok önemli koşullardır. Bu iletişim kuralında tanımlandığı gibi fenotip alellerle ölçerek tespit edilebilir. Geniş ısı-şok için hayvanların ölümcül yol açabilir. Örneğin, iç duvarları yakınında veya statik hava kuluçka makinesi alt yere genellikle yerleştirildi plakaları kapsamlı ısıl işlem deneyim. Bu nedenle, bu Bacalı ısı kuluçka makinesi kullanmak için tavsiye edilir. O zaman L3 Ektopik gcy-5prom::gfp indüksiyon vulva (şekil 3) gibi farklı vücut bölgelerde neden olabilir Ayrıca, zamanlama ısı şok indüksiyon che-1 aşırı ifade daha önce larva aşamalarında beri önemlidir 9. Ayrıca, geniş ısı-şok fenotip alellerle % 5 ve diğer dokuların, yani bağırsak artan otomatik Floresans genişletmeniz değil boş vektör RNAi hayvanlar tarafından tespit edilebilir.
Düzensiz, RNAi bakteri verimli bir şekilde hedef gen dsRNA üretmek için faaliyetlerini kaybedebilir. Ne yazık ki, bu algılanan önceden RNAi deney için mümkün değildir. Bu gibi durumlarda gliserol gelen taze bir çizgi Bölüm 2’de iletişim kuralının açıklandığı gibi yetişkin olmak. Eğer hala yok RNAi neden pleiotropic fenotip pvul fenotip lin-53, sonra bir plazmid karşı başarılı RNAi ilgili bakteri DNA izolasyonu neden olduğu gibi görünür yapılmalıdır ve taze HT115 bakteri olması gerekir lin-53 sıra içeren L4400 plazmid ile dönüştürülmüş.
Önemlisi, BAT28 zorlanma olan bir transgenesis ile hayvanların sırasında kullanılan iğne işaretçisi pRF4 nedeniyle silindir fenotip hsp-16.2prom::che-1 DNA yapısı. Zaman zaman, hayvanlar, susturmak belirtebilirsiniz haddeleme fenotip kaybetmek hsp-16.2prom::che-1 transgene. Düzgün BAT28 zorlanma korumak için taze bir tabak için 10 silindir hayvan almak ve hayvanlar haddeleme için seçme aktarabilirsiniz.
Uygulama Protokolü’nün (P0 üretimi) ailesi lin-53 için RNAi maruz kalmış değil hayvanlar germ hücreli nöron dönüşüm nedeniyle anne kurtarma4göstermez anlamına gelir F1 RNAi yordam sınırlıdır. Germ hücreleri nöronlar için dönüştürmek için alternatif bir yordam RNAi knock-down gld-1 ve mex-3 aşırı ifade bir transkripsiyon faktörü olmadan kullanarak Ciosk ve meslektaşları15 tarafından tarif edilmiştir. Ancak, elde edilen nöronlar nöronlar belirli bir türüne ait olmayan ve germ hücreleri de kas benzeri hücreler gld-1 ve mex-315RNAi aracılı tükenmesi üzerine dönüştürmek. Daha önce kanıtlanmıştır lin-53 karşı RNAi germ hücreli dönüşüm GABAergic nöron benzeri hücrelere Pitx tipi homoedomain transkripsiyon faktörü UNC-3016 CHE-14 yerine aşırı ifadesi üzerine izin . Gelecekteki tarifin için farklı kader-inducing transkripsiyon faktörleri lin-53 germ hücreleri tükenmiş olup olmadığını test edilecek diğer hücre tipleri belirli nöronlar daha dönüştürülebilir. Bu bağlamda, overexpression myogenic bHLH transkripsiyon faktörü HLH-1, homolog memeli Tanrım17, germ hücreli dönüşüm lin-53 RNAi5 üzerine kaslara neden olmaktadır. Kurulan özel somatik hücre tipi lin-53 RNAi üzerine ve uygun bir kader-inducing transkripsiyon faktörü aşırı ifade germ hücrelerinin yeniden şekillendirmek için birkaç farklı genetik ekranlar için kullanılabilir. Böyle bastırıcı veya artırıcı ekranlar hücre kader dönüştürme sırasında bir rol oynamak yasal yolları dissekan yardımcı olabilir.
The authors have nothing to disclose.
Alina El-Halili ve Martina Hajduskova teknik yardım için teşekkür ederiz. El yazması üzerinde yorum Tursun grubunun üyeleri, teşekkür ederim. Bu eser ERC-StG-2014-637530 ve ERC çiğ PCIG12-GA-2012-333922 tarafından sponsor oldu ve Max Delbrueck Merkezi tarafından Helmholtz Association moleküler tıp için desteklenir.
Chemicals | |||
Agar-Agar, Kobe I | Roth | 5210.1 | |
Bactopeptone | A. Hartenstein GmbH | 211 677 | Peptone Media |
Yeast extract | AppliChem | A1552,0100 | |
Amphotericin B | USBiological | A2220 | |
CaCl2 | Merck Biosciences | 208290 | |
Cholesterol | Roth | 8866.2 | |
Gelatine | Roth | 4275.3 | |
IPTG | Sigma | 15502-10G | |
K2PO4 | Roth | T875.2 | |
KH2PO4 | Roth | 3904.2 | |
MgSO4 | VWR | 25,163,364 | |
Na2HPO4 | Roth | P030.1 | |
NaCl | Roth | 9265.1 | |
NaClO | Roth | 9062.3 | |
NaOH (5 N) | Roth | KK71.1 | |
Tris | Roth | AE15.2 | |
Carbenicillin | Roth | 634412 | |
Tetracycline | Roth | 2371.2 | |
Incubators | |||
Incubator | New Brunswick Scientific C24 | M1247-0052 | for heat-shock |
Incubator | Sanyo MIR-5 | 5534210 | for maintenance of worm strains at 15 °C or 25 °C |
Microscopes | |||
Fluorescence microscope | M205 FA | Leica | |
Microscope (Imaging) + camera | Axio Imager 2 | Zeiss | |
Microscope (Imaging) + camera | Sensicam | PCO | |
Stereomicroscope | SMZ745 | Nikon | |
Bacterial strains | |||
Escherichia coli HT115 | F-, mcrA, mcrB, IN(rrnD-rrnE)1, rnc14::Tn10(DE3 lysogen: lavUV5 promoter -T7 polymerase) (IPTG-inducible T7 polymerase) (RNAse III minus). |
||
Escherichia coli OP50 | Uracil auxotroph E. coli strain | ||
Worm strains | |||
BAT28: otIs305 (hsp16.2prom::che-1:: 3xHA) ntIs1 (gcy-5prom::gfp) V. |
derived from OH9846 by 4x times more back crossing with N2 | ||
RNAi Clones | |||
lin-53 | SourceBioscience | ID I-4D14 | Ahringer library 16B07 ChromI, K07A1.12 |
empty vetor: L4440 | Addgene | #1654 | |
Misc. | |||
Worm pick | self-made using a pasteur pipette and a platinum wire |