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[转载]Follow me!看懂Bloomington Drosophila Stock Center中的果蝇品系

已有 1725 次阅读 2019-3-4 17:26 |系统分类:科研笔记|文章来源:转载

作为做果蝇的小白,一进Bloomington Drosophila Stock Center (BDSC),犹如刘姥姥进了大观园,实在是眼花缭乱。搜个基因跳出几百种果蝇品系。符号犹如天书。比如:

y[1] w[*]; Mi{y[+mDint2]=MIC}dpy[MI10339]/SM1

y[1] v[1]; P{y[+t7.7] v[+t1.8]=TRiP.HM05157}attP2

……

C(1)RM, y[1] P{w[+mC]=lacW}elav[5-45fD] w[*] P{lacW}ogre[5-45fP] P{lacW}3-52d P{lacW}3-76a/0/C(1;Y)13, v[1] f[1]
c995d143ad4bd1135117479c5cafa40f4afb0541

对不起,品系实在太多,我也认不全。(一只拖鞋飞了过来,紧跟着的是铺天盖地的臭鸡蛋、烂菜叶……)

不过好歹,我们把常用的符号认一认。

1. 首先是一些特殊的符号[1]

(1)[*],如:w[*],y[*]。

w想必做果蝇的没有不知道的,如果没有可爱的小白眼(white),那就没有摩尔根的传奇故事。我们比较熟悉的应该是诸如W+或者W1118这种的品系,可带W[*]是什么鬼。实际上在BDSC的页面中上标的文字是用“[]”来表示的,也就是说。W[*] =W*,y[1] = y1。诸如此类。常见的还有y[1], v[1]等。那么“*”又表示什么呢?BDSC给出的解释是,当特定突变的等位基因是未知的情况下,功能缺失的这个等位基因用*来表示。简单来说,W[*]就是表示等位基因未知的white基因。

(2)[+],如:Tb[1]和Tb[+]。

第三染色体上的TM6B平衡子上带有的Tb[1]表型,但Tb[1]的表型(图1)。但这一表型常常被抑制,甚至在一些罕见的情况下,由于重组会回复成野生型,而导致Tb[1]的表型缺失。因此,在BDSC中,为了提示用户特定的stock中Tb[1]的表型没有出现,而采用了Tb[+]的标记方式。

v2-fdb7d588f8557699f74b29682875bcf8_r

图1 Tb[1]的表型。

(3)Scer\、Hsap\等。

基因symbol前加了四个字母和反斜杠是表示该基因来自非D. melanogaster的基因,四字母是物种的缩写。例如:Hsap表示的就是Homo sapiens。其它缩写请查阅FlyBase的完整列表(传送门)。

2. 一些常见的基因型对应的表型。

一般用于筛选的表型有眼色(不同颜色的眼睛)、眼型(不同形状大小的眼睛)、刚毛(密度或长短)、翅膀的形状(翘翅平翅,翅脉的分布,翅膀是否完整等)、蛹长(图2)。

phenotypes of drosoplia

图2 果蝇的一些用于筛选的常见的表型。

2. 转座子。

在构建loss-of-function的果蝇的时候,将各种转座子随机插入在基因组中,如果插入的位置破坏了功能基因的结构,使其丧失功能,这就成为了某种loss-of-function的果蝇品系。也可以利用转座子携带一些启动元件启动插入位置的下游基因,或者表达转座子内部包含的基因来构建gain-of-function果蝇品系。同一个基因可能在不同的位置被插入,这就会形成同一个基因的不同的敲除品系。为了便于检验转座子的插入,一般讲转座子中带上各种报告基因或功能元件,最常见的就是White+或者Yellow+

(1)P{ }。

大名鼎鼎的P-element,这个不必多说了吧。根据P-element内部携带的基因不同,有P{lacW}、P{PZ}、P{EP}、P{GTI}、P{wHy}和P{RS3}等。例如:P{wHy}就是由P-element中包含了white+Hoboyellow+

(2)PBac{ }。

piggyBac或者写做PiggyBac、Tni\piggyBac。也是用于构建突变品系的转座子。

(3)Minos。

a. Mi{ET1}(图3)。

  • Mi{3xP3-EGFP.ET1} synonym

  • Reference for this transposable element: Metaxakis et al. (2005) Genetics 171:571.

  • Genetic background used during the screen: w1118

  • Transposase: Minos

  • Marker for selection: GFP

  • Can plasmid rescue

MB

图3 Mi{ET1}系统。

b. Mi{MIC}(图4)。

  • Reference for this transposable element: Venken et al. (2011) Nature Methods 8:737-743.

  • Allows RMCE-mediated integration of any DNA fragment, such as fluorescent protein tags

这个转座子的结构图见下图。Mi-MIC

图4 Mi{MIC}系统。附带原文图注:(a) MiMIC consists of two Minos inverted repeats (L and R), two inverted ΦC31 attP sites (P), a gene trap cassette consisting of a splice acceptor site (SA) followed by stop codons in all three reading frames, and the EGFP coding sequence with a polyadenylation signal (pA), and the yellow+ marker. The sequence between the attP sites can be replaced via RMCE, resulting in two attR sites (R). (b) Three attB plasmids for RMCE: a correction plasmid consisting of a multiple cloning site, a gene-trap plasmid consisting of a SA fused to a downstream effector, and a protein-trap plasmid consisting of a reporter flanked by SA and SD sites. (c) Various MiMIC insertions in a hypothetical gene with regulatory element (white), 5′ and 3′ untranslated regions (grey), and coding regions (black), that can be used for several applications as indicated [2].

下面列出一些常用于构建转基因品系的转座子(表1[3]

Table 1 Mutator transposons

Line nameMarkerTransposonReferenceMap
EYwhite, yellowP{EPgy2}Bellen et al. 2004An external file that holds a picture, illustration, etc. Object name is 731inf1.jpg
HPwhiteP{EPg}Staudt et al. 2005An external file that holds a picture, illustration, etc. Object name is 731inf2.jpg
DP, GGyellowP{Mae-UAS.6.11}Beinert et al. 2004Staudt et al. 2005An external file that holds a picture, illustration, etc. Object name is 731inf3.jpg
dwhiteP{XP}Thibault et al. 2004An external file that holds a picture, illustration, etc. Object name is 731inf4.jpg
cwhitePBac{PB}Thibault et al. 2004An external file that holds a picture, illustration, etc. Object name is 731inf5.jpg
ewhitePBac{RB}Thibault et al. 2004An external file that holds a picture, illustration, etc. Object name is 731inf6.jpg
fwhitePBac{WH}Thibault et al. 2004An external file that holds a picture, illustration, etc. Object name is 731inf7.jpg
GwhiteP{EP}Røørth 1996Kim et al. 2010; GenExel Library at KAIST (http://genexel.kaist.ac.kr/mapview3/index.html)An external file that holds a picture, illustration, etc. Object name is 731inf8.jpg
G0, SHwhiteP{lacW}Peter et al. 2002Oh et al. 2003An external file that holds a picture, illustration, etc. Object name is 731inf9.jpg
MBEGFPMi{ET1}Metaxakis et al. 2005An external file that holds a picture, illustration, etc. Object name is 731inf10.jpg

表中的图示不是按照比例绘制的,只是用来示意转座子的构成。如果想了解更多的用于构建突变体的转座子,请了解一下Gene Disruption Project传送门)。

4. 平衡子。

关于平衡子,做果蝇的就不陌生了。这里引用一下果蝇红宝书中的解释:“H.J.Muller最早提出了平衡子这一概念,他还完成了许多果蝇遗传学的核心工作,他首先发现了平衡染色体能抑制染色体交换,并且用它来分离了新的染色体上的致死基因。从此,多重倒置染色体几乎不与其同源染色体发生交换这一原理就确定了。当这些平衡染色体还携带一些突变标识时,它们在分离分析和定向合成基因型的工作中成为有力的工具。由于这些标记常常是隐性致死的,这就提供了构建“平衡致死”品系的有效手段,在平衡致死品系中只有杂合体(由平衡子和突变致死的等位基因构成)才能存活[4]。”平衡子的命名如:FM/SM/TM分别表示First、Second、Third chromosome上的Multiple inversions。如:FM1FM3FM6SM1SM6a TM3有时,在起名字后面跟着平衡子所携带的主要突变标记的遗传符号。

~·~·~·~·~·~·~·~·~·~·~·~·~·~·~华丽丽的分界线~·~·~·~·~·~·~·~·~·~·~·~·~·~·~

说了这么多,我们还是看几个实际的例子。

(1)e[*] E2f1[i2]/TM3, Sb[1]

这表示该品系包含了一个等位基因未知的基因e,我们可以在图1的第3行,第3列中看到基因e对应的表型。其E2f1基因带有一个突变位点,我们可以在FlyBase中查到E2f1[i2]对应的突变位点在哪里。由于纯合致死,那么为保持杂合状态,采用了TM3,Sb[1]平衡子,Sb[1]的表型见图1的第3行第5列。

E2F1[i2]

图5 E2f1[i2]突变位点。

(2)w[1118]; PBac{w[+mC]=WH}DppIII[f00363]

这个品系应该是说,基于W[1118]果蝇构建的突变品系,将PBac{WH}转座子插入在了DppIII这个基因中,打断了该基因的结构。PBac{WH}的结构我们在表1中可以找到。这个转座子携带了White基因,由于W[1118]是白眼果蝇,如果PBac{WH}成功插入在基因组中后将表达White基因,使果蝇变为红眼。

(3)P{GawB}elavC155; P{UAS-Cas9.P2}attP40/CyO

这个品系是在elav基因前插入了一个P{GawB}转座子,该转座子在elav基因启动的启动下可以在神经组织中特异性的表达Gal4蛋白。同时该品系还在2号染色体的attP40位置上插入了一个P{UAS-Cas9.P2}转座子,并以CyO表型标记。换句话说,该品系可以特异性的在神经组织中通过USA-Gal4系统表达Cas9蛋白。其中.P2是对应.P而言的,P{UAS-Cas9.P2}的Cas9表达水平要低于P{UAS-Cas9.P}。

这里只是举了几个简单的例子,但实际上BDSC中还有很多更复杂的品系。这些品系的名称必须仔细去调查它们的构建背景才能明白其中各个符号的含义。本文所描述的只是一些常见的标记,仅供参考。由于本人也是刚接触不久,因此如果文中有错误的地方还请留言指出,我好及时改正。

(转载请注明,转载自拥抱晴空

Reference

  1. Frequently Asked Questions of Bloomington Drosophila Stock Center: (https://bdsc.indiana.edu/information/faq.html)

  2. Venken K J T, Schulze K L, Haelterman N A, et al. MiMIC: a highly versatile transposon insertion resource for engineering Drosophila melanogaster genes[J]. Nature methods, 2011, 8(9): 737.

  3. Bellen H J, Levis R W, He Y, et al. The Drosophila gene disruption project: progress using transposons with distinctive site specificities[J]. Genetics, 2011, 188(3): 731-743.

  4. Greenspan R J. Fly pushing: the theory and practice of Drosophila genetics[J]. 2004.




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