The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
This translation into Hebrew was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages
Department of Biological Sciences, Smith College
Deschene, E. R., Barresi, M. J. Tissue Targeted Embryonic Chimeras: Zebrafish Gastrula Cell Transplantation. J. Vis. Exp. (31), e1422, doi:10.3791/1422 (2009).
חלק 1: Alexa 594 עוברים תווית
1.1 Microinjection פלייט הכנה מחט
1.2 העובר איסוף מנגנון ההתקנה Microinjection
1.3 Microinjections של פלורסנט אלכסה 594
חלק 2: השתלות Gastrula שלב
2.1 Dechorionating ו פלייט הכנה להשתלות
2.2 העובר מנגנון ההתקנה להשתלות
2.3 תא Gastrula שלב השתלות
2.4 הדמיה עוברים הדמיה
תוצאות:
בניסיון להתמודד עם תפקיד של תאים astroglial בקידמתו יש צורך הן לדמיין אלו תאים שונים היעד מניפולציות גנטיות אשכולות קטנים של תאים diencephalic ו telencephalic. כדי ליצור סוגים אלה של עוברי chimeric, שבו חלק מן האוכלוסייה astroglial בתוך העובר שונה בין אם על ידי גנוטיפ או פנוטיפ, השתמשנו בגישה רבת המשלבת את השימוש בעוברים GFP מהונדס, אשר תוויות astroglia, עם השימוש gastrula שלבי השתלת תאים. כדי שמתמקדים שיבוטים diencephalon שלנו, אנחנו ניצלו את המפה gastrula דג הזברה גורל באופן סלקטיבי תאים לחלץ את קו האמצע במרחק שווה מן הקוטב בעלי חיים מגן 5 (איור 1B). אלה חילוץ TG [GFAP: GFP] התאים הושתלו מכן לתוך באותו מיקום שורה פרוע סוג gastrula, אשר הועלתה לאחר מכן 30hpf ו immunolabeled לכל אקסונים (α-Acetylated טובולין) כציוני דרך התייחסות לאנטומיה forebrain. כדוגמה המוצגת כאן, הדמיה confocal של העובר מארח אחד מגלה מבודד GFP + תאים ברחבי telencephalon ו diencephalon (איור 2 א). מורפולוגיה המלאה של אלה + תאים GFP ניתן לצפות assay זה המשובטים, חושף כי רוב התאים האלה לקחת על המורפולוגיה האופיינית גליה רדיאלי, שם סומה ממוקם סמוך לאזור חדרי וכף רגל בסוף גדול מסתיים התהליך הרדיאלי בבית משטח pial (איור 2A, הבלעה). עיבוד תלת ממדי של מחסנית-Z של אלה פרוסות אופטי שנאספו הראו בבירור את המיקום של תאים אלה ביחס אקסונים שכותרתו (סרט 1).
גישה נוספת הנפוצה המאפשר הדמיה התאים המושתלים היא בתחילה microinject תא פלורסנט השושלת צבע, כגון Alexa 594, בחלמון של תא אחד מבוימת סוג בר או העובר GFP מהונדס. כדוגמה אנו מזריקים אלקסה 594 לעוברי סוג בר בשלב אחד התא. הנחנו להם לפתח לגונן בשלב gastrula ואז ביצע השתלת forebrain ממוקד כאמור לעיל, אך במקום זאת אנו הושתלו TG [GFAP: nuc-GFP] מהונדס מארח gastrula. הדמיה של telencephalon הגבי על ידי מיקרוסקופ לייזר Confocal סריקה חשף אשכולות אדום ניאון של תאים התורם בין GFP + גרעינים בתוך forebrain (איור 2B). בנוסף, אנו ניתח מארח זה על ידי איסוף Z-ערימות כל שלוש דקות במשך שעה שתיים עם Confocal סריקת לייזר. 4 ממדי טיוח של timelapse זה באמצעות תוכנה Volocity (אימפרוביזציה) מראה תנועות הסלולר הדינמי של קרום התא rhodaminend-GFP + גרעינים (סרט 2).

לחץ עליה כדי לראות גרסה גדולה יותר של דמות 1.
איור 1: מנגנון להשתלות ו סכימטי של שיטות ניסיוניות. Apparatus) המשמש לנהל gastrula בשלב השתלות. המיקרוסקופ Lumar Zeiss סטריאו פלורסנט שימש לנהל השתלות אלה. יש למקד את הזום נשלט ג'ויסטיק ו (משמאל עיגול אדום). NK Transferman שימש כדי לתפעל את המיקום של נימי שהוא גם ג'ויסטיק מבוקר (מימין עיגול אדום). במהלך ההתקנה 60-80 עוברים ממוקמות לתוך בארות אגר אדם עשה בעבר עם עובש פלסטיק (תיבת התווה סגול) בצלחת פטרי 100mm. השתלת נימי (TransferTip) שיוצרו על ידי Eppendorf יש פתיחת 15μm קוטר פנימי טיפ בזווית 20 מעלות (תיבת התווה ירוק). השאיפה של תאים נשלטת עם AirTram Eppendorf של (תיבת התווה אדום). ב) איור של ההליך בשלב gastrula השתלה מתורם לעוברי המארח. תאים המחולצים TG [GFAP: GFP] עוברי (ראה כאן) או אלקסה 594 מוזרק (כפי שמתואר בפרוטוקול) עוברים התורם. תאים יוסרו קו האמצע באמצע הדרך בין מגן לבין קוטב חיה, הושתלו באותו אזור של עוברים המארח. המארחים הם קבועים צילמו באמצעות סריקת לייזר מיקרוסקופיה confocal.

אנא לחץ כאן כדי לראות גרסה גדולה יותר של הדמות 2.
איור 2. דוגמה השתלות gastrula שלב בתוך forebrain דג הזברה) השקפה חזיתית של בר מארח עוברים סוג עם המושתלים TG [GFAP: GFP]. תאים diencephalons ו telencephalon forebrain של דג הזברה. האקסונים מסומנים באדום (α-Acetylated נוגדן טובולין) ואת התאים המושתלים מסומנים ב (ביטוי של GFP אנדוגני) ירוק. הם עוברים 30 hpf. הבלעה מראה מורפולוגיה גליה רדיאלי של התאים GFP +. ב) להציג הגבי של telencephalon של לחיות [GFAP: nuc-GFP] TG העובר לארח עם Rhodamine fluorescing התאים המושתלים (אדום). גרעינים של עוברים מארח מסומנים בצבע ירוק (GFP). קו מקווקו מתאר את פני השטח הקדמי של המוח הקדמי. קו מוצק מציין את אזור חדרית. סרגל קנה המידה 10μm.
סרט 1. . יחסי שכותרתו ectopically ותאי גלייה רדיאלי בין commissures forebrain תאים gastrula מבוימת TG [GFAP: GFP] העובר הושתלו קו מהונדס הלא GFP סוג בר. סריקת לייזר Confocal Z-Stack נאסף ומעובד לאחר מכן טיוח 3-D באמצעות תוכנת Volocity. בתחילה, התמונה היא תצוגה חזיתית forebrain של דג הזברה ב 30hpf, וזה כבר הפך אופקית לעומת תרשים 2B. אקסונים (א-Acetylated טובולין, אדום) בתוך השליכה הקדמי (AC, למעלה) ופוסט אופטיים שליבה (POC, למטה) נראים. התאים הירוקים הם GFP + התאים המושתלים שהשתרשה forebrain ומורפולוגיה שנוצר ברור גליה רדיאלי. ככל שהסרט מתקדם הוא מתמקד בשני ותאי גלייה רדיאלי בעל אגרה לשם כך פנה POC. לחץ כאן כדי להוריד סרט 1.
סרט 2. Timelapse הדמיה של המושתלים אלקסה 594 תאים תווית בקידמתו תאים gastrula מוזרק בעבר עם אלכסה 594 הושתלו TG. [GFAP: nuc-GFP] עוברים מהונדס. סרט זה מהווה השלכה 3-D של timeseries 2h, בה Z-ערימות נלקחו כל 5 דקות. Z-ערימות נאספו על לייזר סריקת מיקרוסקופ confocal, ו 4-D renderings השלימה באמצעות תוכנת Volocity. התאים המושתלים מסומנים עם Alexa 594 (אדום), גרעינים GFP + ירוקים. כפי timelapse זה פועל, התמונה 4D מתחיל עם נוף הגבי של המוח הקדמי ב 30hpf ויהיה לסובב על ציר ה-X, כמו תנועת ברור הוא זוהה על קרום התא של כל התאים המושתלים וב-GFP + גרעינים גם. לחץ כאן כדי להוריד סרט 2.
יצירת עוברים chimeric הוא כלי רב עוצמה כי כתובות שאלות מחקר רבים בתוך מערכות מודל מספר, כלומר זבוב הפירות (D.melanogaster), תולעים (C.elegans), דג הזברה (D.rerio) ועכבר (M.musculus). אנו טוענים כי מערכת מודל דג הזברה מתאימה באופן ייחודי להפקת מפלצות בדרך, קל יחסית מהר צדדי. דג הזברה הוא חוליות שמתפתח מחוץ האם מה שהופך אותו נגיש יותר באופן משמעותי לעומת הדגם העכבר. דג הזברה גם גדול יותר באופן משמעותי מאשר זבובים או תולעים, אשר מפשט את המניפולציות עוברית כגון השתלת תאים. בנוסף, היכולת לשלב השתלת נהלים תא עם טכניקות מהונדס מאפשרת מגוון רחב של ניסויים אפשרי שבו הפונקציה הגן ניתן לטפל באופן מקומי ב רקמות ספציפיות. למשל, שיבוטים קטנים של ה-GFP + או תאים שכותרתו Rhodamine לאפשר אפיון של מורפולוגיות התא מלא, כי הם איבדו לעתים קרובות תורם מהונדס הומוזיגוטים או בלתי אפשרי לדמיין בשל תיוג ההפרש subcellular עם נוגדנים משותף. יתר על כן, באמצעות תאים מתויג transgenically או מלא fluorescently, אנו יכולים לעקוב אחר תאים התורם בעובר דג הזברה לחיות לאורך זמן. הדמיה Timelapse של תאים בודדים מספק ניתוח של התנהגות הרומן הסלולרי בהקשר של האורגניזם כולו.
המעבדה שלנו גם משלבת את השימוש של הלם חום ועין מתנהלת קווי מהונדס עם השתלות תא כזה מסוימים הדרכה רמזים האקסון יכול להיות misexpressed בתאי התורם הבאים העלאת הטמפרטורה הדגירה (הנתונים לא מראים). טכניקה זו היא גישה חזקה מאוד ישירה מקומי misexpress חלבון עניין באופן במרחב ובזמן ספציפיים, אשר מאפשרת לנו לראות איך חלבון מסוים משפיע על התפתחות. במקרה שלנו, טכניקה זו ניתן להרחיב את הידע שלנו מאחורי הפונקציה של סדק-רובו רמזים הדרכה במיצוב של commissures ותאי גלייה ב 5 קו האמצע.
גישות אחרות לגנים מקומית misexpressing כגון משחררות רפרוף UV מוקד וכלים heatshock מקומי (לייזר או מלחם), מציעים דרכים חלופיות כדי לתפעל את הביטוי של גנים וסמנים באשכול קטן של 7-9 תאים, עם זאת, השתלת קובע הסביבה הסופית של ניתוח ללא כל טראומה הנגרמת על ידי לייזר UV, חום או ביצוע השתלת תא גישה ניסויית מבוקרת יותר. לסיכום, מצאנו השתלת תא נהלים להיות חלק חיוני של מחקר נוירו הביולוגיה שלנו. יצירת שיבוטים של תאים בעלי תכונות שונות הוא כלי קריטי עבור הביולוג ההתפתחותי בהתמודדות עם שאלות היסוד של התנהגות התא, תפקוד הגן, ואוטונומיה התא.
ברצוננו להודות לחברי מעבדה Barresi על תמיכתם הערות מועילות על כתב היד הזה. אנו מודים וורקמן אלכסנדר לקבלת סיוע טכני קבוע שלו, כמו גם את הטיפול בבעלי חיים צוות עזרתם בשמירה על המושבה במכללת סמית דג הזברה. כמו כן, אנו מודים Hallacy מייק, רודי Rottenfusser ו MicroImaging Carl Zeiss עבור השאלת ציוד כמה מיקרוסקופיה עבור filmin של פרוטוקול זה. עבודה זו נתמכה על ידי NSF במימון מענק מחקר, 0615594.
| Name | Type | Company | Catalog Number | Comments |
| Petri dishes | Tool | Fisher Scientific | 08-757-13 | 100 x 15 mm |
| Glass bottom culture plates | Tool | MatTek Corp. | P35G-1.5-2.0-C | 35 x 15mm, No 1.5, Uncoated, Gamma-irradiated |
| Wide Bore Glass Pasteur pipets | Tool | Fisher Scientific | 63A-53-WT | |
| Glass filament capillaries for trough molds (without filament) and injection needles (with filament) | Tool | World Precision Instruments, Inc. | 1B150F-4 | 4 in. (100 mm), 1.5 / 0.84 OD/ID (mm) |
| Transplant Capillaries (TransferTip) | Tool | Eppendorf | 83000122-8 | Type IV, sterile, Int. 15μm; 20 degree bend |
| Transplant mold | Tool | Adaptive Science Tools | PT-1 | 150 triangular divots to hold individual embryos |
| Agarose, Type I | Reagent | Sigma-Aldrich | A6013-250G | 1.5% agarose made in EM |
| (Antibiotic) Embryo Medium | Reagent | See Westerfield, 2007 | ||
| Phosphate Buffer | Reagent | See Westerfield, 2007 | ||
| Watchman Forceps | Tool | Fine Science Tools | 100+mm tip (dull), 50mm tip | |
| Rhodamine B Dextran | Lineage tracer dye | Molecular Probes, Life Technologies | D1824 | MW 10,000 Da, lysine-fixable, red (590nm) fluorescent dye excited with green (570nm) light |
| Dissecting Microscope | Microscope | Olympus Corporation | SZX7 | |
| Fluorescent Stereo Microscope | Microscope | Carl Zeiss, Inc. | Lumar | Fully Automated Joystick Controlled (Sycop) |
| Transplant Apparatus | Tool | Eppendorf | AirTram | |
| Automated Micromanipulator | Tool | Eppendorf | TransferMan NK2 | Joystick Controlled |
| Micromanipulator | Tool | Applied Scientific Instrumentation | 00-42-101-0000 | MM33 Right |
| Microinjector with Back Pressure Unit | Tool | Applied Scientific Instrumentation | MPPI-2 BPU | |
| Flamming/Brown Micropipet Puller | Tool | Sutter Instrument Co. | Model P97 | Program: Heat 550; Velocity 200; Time/Delay 200; Pull force 120. |