キョウソヤドリコバチ胚のマイクロインジェクションは、ゲノムの遺伝の変更を生成するため不可欠な方法です。マイクロインジェクションと大幅にこの生物の将来ゲノム操作を容易にするキョウソヤドリコバチ胚移植の手順の詳細については、ここで説明しました。
宝石ハチキョウソヤドリコバチホスト共生相互作用、他の中で、毒の合成、ハプロ二倍体性決定性決定を含むプロセスの研究のための効果的なモデル システムとして浮上しています。この生物での作業の主要な制限指示されたゲノムの変更を実行するため効果的なプロトコルの不足しています。ゲノム育種の重要な部分は、マイクロインジェクションを通じて胚に CRISPR/Cas9 分子を含む試薬を編集の配信です。この手法は、その小さな胚のサイズ、そして萌芽期の開発が完全に行われるという事実のために主に(名) vitripennisで実行する特に困難なマイクロインジェクションが多くのモデル生物で確立している間、寄生のハエの蛹。次の手順は、ホスト蛹、microinjecting、それらを寄生からハチ胚を効果的に除去するための合理化された、視覚的手順を示すホストに戻って慎重にそれらを移植し、これらの重要な課題を克服します。継続との開発完了。このプロトコルは強くこの生物先端ゲノムの変更を実行する研究グループの機能を強化します。
宝石ワスプ(名) vitripennisは、ハエのようなツノアカニクバエ bullata1を食べる肉の二属性 Nasonia内 4 種のひとつです。その高速世代期間、研究室とユニークで重要な生物学的属性の範囲で飼育の容易さのためN. vitripennisは伝統的なモデル生物で見つかった複数の実験ツールの開発に焦点をされています。.たとえば、いくつかのユニークな生物学的属性含めるハプロ二倍体再生システム2、微生物と遺伝的寄生虫3,4との関係および supernumary (B) 染色体5,6 ,7。一緒に取られて、これらが作るN. vitripennis毒生産8,を含む他の人に加えて、これらのプロセスの分子および細胞の側面の解明に向けた実験のための重要な実験システム9、セックス定量10、11進化、および軸パターン形成12,13,14の開発。また、 Nの生物学を調査する遺伝のツールキット。vitripennisが最後の 10 年間で大幅に増加または、高解像度ゲノム15ゲノ ム配列、いくつかの遺伝子発現研究16,17,18, と機能的に依存する RNA 干渉 (RNAi)19、20少ないとこの生物で逆遺伝学を実行する機能を一緒に改善している遺伝子発現を混乱させる能力。
にもかかわらず、多くの重要な科学的な進歩およびこの有機体の拡張ツールキットの現在の知識の時点のみ 1 つのグループによって正常に遺伝的ゲノムの変更21を生成する萌芽期の薬剤。これは主に彼らはかなり壊れやすいと小さく、~2/3 を操作することが一般的に困難それらショウジョウバエ胚のサイズであること、 N. vitripennisの胚での作業の難しさ。さらに、 N. vitripennis女性では入金済み刺されたハエの蛹、胚発生、幼虫と蛹の発育の全体が発生しますが自分の卵。したがって、成功した薬剤、前胚ステージで効率的にホスト蛹、すぐに microinjected し、ホストする開発に戻ってすぐに移植から胚必要があります収集します。これらの手順には、精度と microinjected 胚や蛹のホストでは、非常に困難なテクニックを作ることの損傷を避けるために器用さが必要。にもかかわらず、 N. vitripennis胚マイクロインジェクション22を説明する 10 年以上前に公開されて短いプロトコルの 1 つがあります。ただし、この手順では、新たに置かれた胚が乾燥する必要があります、マイクロインジェクション、卵を固定する粘着テープを使用し、技術の視覚的なデモは含まれません。したがって、視覚プロシージャ、遺伝のゲノムを生成する任意の基本的なラボ環境で続くことができるN. vitripennis胚薬剤の改良された手順プロトコルの詳細を含め更新および改訂版のプロトコルは、ここで説明しました。この重要なモデル昆虫に変更。
(名) vitripennisのゲノムの最近の配列はこの種23未知遺伝子の機能的特徴を分子ツールの重要な必要性のパワーを解き放ちます。CRISPR Cas9 システムと多くの遺伝子編集ツール、生物24の数の遺伝子機能の調査で非常に貴重であると証明しました。ただし、遺伝的突然変異を生成するこれらのツールを実行する必要胚薬剤。したがって、ここでは効率を可能にする革新的な数を含む詳細な視覚技術を実証(名) vitripennis胚薬剤。
全体的に、この詳細な手法が既存法23、に関しての重要な革新的な数を提供していますにできる効率的な(名) vitripennis胚薬剤。たとえば、胚の迅速な収集を容易にする産卵ツール (泡ストッパー) が作成され、大幅内で多数の胚のコレクションを容易にするホスト (図 1) の後端に完全に産卵を制限するために使用時間の短い期間です。より多くの卵を収集するために多数があるハチのコロニーを飼育技術も改善され、定義されています。さらに、胚の配置を加速する胚は効率よく配置して両面粘着テープを使用して (図 3) の場所に胚を保護することがなく注入することができます胚アライメント装置を開発します。
さらに、射出しない胚を乾燥や油とそれらをカバーの中に胚を水で湿った保つことによって生存率を改善したことがわかった。さらに、いくつかの毛細管ガラス種類がテストされる、 N. vitripennisマイクロインジェクション (表 1、図 4) の完璧な針を構成するパラメーターが決定されます。また、次のインジェクション、料金は事前に刺されたホストに挿入された卵を孵化から大幅に長くことができる胚の生存は高湿度 (70%) の部屋に配置されます。これらの技術革新は、 N. vitripennisマイクロインジェクション プロシージャのより効率的に、成功しました。
このプロトコルは、ユーザーの好みに応じて噴射装置と手順を飼育面でのマイナーな変更が可能です。ただし、いくつかの重要な手順が正常に(名) vitripennisの突然変異体を生成するために不可欠になります。たとえば、注入された胚は、迅速に作業 > 1 h 古いと、注射針を確実に胎児への損傷を最小限に抑えるのに十分なシャープ両方不可欠になります。このプロトコルは多くの (ないすべて) の遺伝子の突然変異を生成するために効果的なする必要があります、1 つの主要な制限はターゲット シーケンスを決定する PAM (NGG) シーケンスを対象とする CRIPSR/Cas9 要件。
この改善法を使用してゲノムの変更、削除、突然変異などの多くの種類を生成し挿入遺伝子を生成する CRIPSR/Cas9 技術21、またはも遺伝子の挿入を使用してが多分結論としては、(名) vitripennis、大きくこの生物機能研究を加速させる必要があります。
The authors have nothing to disclose.
この作品は、寛大なカリフォルニア大学リバーサイド (UCR) 研究室のスタートアップ資金を米国農務省国立食品研究所、農業 (NIFA) ハッチ プロジェクト (1009509) O.S.A. と O.S.A によって支えられました。
Bugdorm | Bugdorm | 41515 | Insect Rearing Cage |
Glass Test Tubes | Fisher Scientific | 982010 | |
Flesh fly pupae, Sarcophaga bullata | Carolina Insects | 144440 | |
Microelectrode Beveler | Sutter Instruments | BV10 | |
Diamond abrasive plate (0.7u to 2.0u tip sizes) | Sutter Instruments | 104E | |
Micromanipulator | World Precision Instruments | Kite R | |
Femtojet Express programmable microinjector | Eppendorf | ||
Micropipette Puller | Sutter Instruments | P-1000 or P-2000 | |
Stereo Microscope | Olympus | SZ51 | |
Compound Microscope | Leica DM-750 | ||
Aluminosilicate glass capillary tubing 1mm(outside diameter) X 0.58mm (inner diameter) | Sutter Instruments | BF100-58-10 | Can also use Borosilicate or Quartz |
Identi-Plugs | JAECE | L800-B | Foam plugs |
Microscope Slides | Fisherbrand | 12-550-A3 | |
Micro Cover glass | VWR | 48366045 | |
Adhesive | Aron Alpha | AA471 | For glueing coverslip onto microscope slide |
Fine-tip paintbrush | ZEM | 2595 | |
Ultra-fine tip forcep | Fisher Scientific | 16-100-121 | |
Femtotips Microloader tips | Fisher Scientific | E5242956003 |