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Department of Biology, University of Iowa
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Schneider, P. N., Hulstrand, A. M., Houston, D. W. Fertilization of Xenopus oocytes using the Host Transfer Method. J. Vis. Exp. (45), e1864, doi:10.3791/1864 (2010).
초기 개발을 척추에 maternally 상속 분자의 기여를 공부하는 것은 종종 산모 효과 돌연변이 동물을 생성하는 데 필요한 시간과 비용에 의해 방해합니다. 또한, 이러한 Xenopus 및 zebrafish 같은 생물의 유전자 기능을 overexpress하거나 억제하는 기술의 대부분은 충분히 이러한 Wnt 신호 전달과 같은 중요한 산모 신호 경로를 대상으로 실패합니다. Xenopus에서 교양 oocytes에서 유전자 기능을 조작하고 이후에 그들을 풍부하게하는 것은 어느 정도 이러한 문제를 개량하다 수 있습니다. Oocytes 수동, 기증자의 난소 조직에서 defolliculated 원하는대로 주입이나 문화에 취급하고 성숙을 유도하기 위해 progesterone로 자극하고 있습니다. 그들은 숙주의 수란관을 통해 translocated 및 수정과 수정에 필요한 젤리 코팅을 획득한다 뭘로 다음 oocytes는 앤 호스트 여성 개구리의 뱃속에 소개합니다. 그 결과 태아는 다음 원하는 단계로 사육하고 실험 perturbations의 효과에 대한 분석하실 수 있습니다. 이 호스트 전송 방식은 초기 발달의 기본 메커니즘을 잠복에 매우 효과적 및 기타 척추 모델 생물에서 사용할 수없는 실험적인 가능성의 다양한 수 있습니다.
1. 난소 조직의 외과 제거
2. Culturing 및 Defolliculating Oocytes
4. 준비 및 Oocytes의 바이탈 다이 스테 이닝
5. Oocyte 이식을 수행
6. Oocytes의 복구 및 체외 수정
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성공적인 전송 수정 및 oocytes의> 50 % (그림 3)의 정상적인 절단을 초래할 것입니다. 양도 oocytes 일반적으로 사이 30~60%는 neurula 단계 과거 살아남을 것입니다. 우리는 보통 75-150 분석 여러 종류의 충분한 배아를 얻을 것입니다 실험적 그룹당 oocytes (현장에서 RT - PCR)뿐만 아니라 표현형를 시각화를 전송합니다. 실질적으로 더 oocytes을 이온 주입하면 크게 수율을 증가하지 않는 것. 또한, 그룹 당 적어도 30 oocytes는 적어도 일부 gastrulation를 통해 만들 것을 보장하기 위해 전송해야합니다. 염료 특정 상황에서 좋지 않은 영향을 미칠 수 있지만 중요한 염료는 일반적으로, 농도 및 여기서 설명하는 조건 하에서 배아에 영향을주지 않습니다. 고전, 뉴트럴 레드는 강한 텅스텐 기반의 광원에 노출되면 phototoxic 속성을 가지고보고되었습니다. 최근 미러 및 Heasman (2008)는 배아가 낮은 온도에서 incubated하는 경우 비즈 마크 브라운 일부 독성 영향을 미칠 수 있습니다보고있다. 이러한 지나치게 oocytes를 죽음과 온도와 조명의 극단을 피하는 것만 큼은 아니 기본주의 사항은 중요한 염료 부작용의 가능성을 제거한다.
방법의 성공 또는 실패의 가장 큰 determinants은 기증자의 oocytes의 품질과 호스트 여성입니다. oocytes의 특정 배치가 잘 비옥 여부 결정에 대한 절대 안전한 방법은 없습니다. atretic oocytes의 높은 비율과 난소는 피해야한다. 또한, 우리는 아마도 재흡수가 발생했음을 나타냅니다 크게 vascularized는 난소와 가난한 성공을 있었다. Oocytes이 가능한 ° C 정도 18 보관 및 감염되거나 손상된 경우 oocytes이 비옥하지 않습니다 달리 건강한 상태로 보관해야합니다. 그것은 또한 더 나은 결과가 defolliculator 더 많은 경험이되었을 때 얻을 수 있으며 짧은 시간 프레임에 oocytes 다수를 분리하고 주입 수있는, 우리가 실험실에서 나타납니다. 그것이 주어진 개구리 좋은 호스트를 만들 것이라고 확신하지 않으며 있지만 마찬가지로, 건강한 계란과 호스트를 선택하는주의 주의해야한다. defolliculating과 마찬가지로, 외과 의사의 기술은 또한 절차의 성공에 베어링이 있습니다. 호스트가 anesthesized되는 시간의 길이를 최소화하는 효율적인 복구 및 수정에 중요한 것 같습니다.
각종 절차의 전반적인 타이밍은 성공 oocyte 전송 실험에 매우 중요합니다. 일반적으로 짧은 시간 oocytes가 문화에 보관, 더 태아의 전반적인 수정과 건강 될 것이다. 안티 센스 oligos를 사용하여 mRNA의 분해 실험의 경우, oocytes는 oligo의 목표 mRNA와 매출의 최대한의 고갈 수 있도록 oligo 주사 후 최소 24 시간을 배양해해야합니다. 따라서 oocytes는 가능한 빨리 defolliculated과 같은 날에 주입해야합니다. 전형적인 실험은 성숙하고 여성의 자극 화요일 저녁, 수요일 아침에 송금으로 다음 oocyte 절연 및 사출과 월요일에 시작 있습니다. 대상 RNA의 회전율이 느리거나 풍부한 단백질 산모가있다면, 문화 기간은 48 또는 72시간로 확장될 수 있습니다. 우리는 oocytes가 progesterone과 치료의 12 시간 이내에 양도하는 최고의 성공을했습니다. 오버 성숙한 oocytes가 저하와 일반적으로 저조한 비옥하게 시작합니다. 우리는 일반적으로 progesterone를 추가하고 ~ 18 ° C 하룻밤에 보관 oocytes와 개구리 모두, 전송을 수행하기 전에 12시간에 대한 hCG와 여자를 삽입.
호스트 전송 방법이 처음에는 집중적인 노동력이지만, 기본적인 필요한 기술은 많은 어려움없이 취득하실 수 있습니다. 이 방법에 대한 가장 일반적인 사용은 안티 센스 oligonucleotide 주입하여 특정 산모 mRNAs의 고갈되었다 oocytes을 비옥하는 것입니다. 이러한 mRNA의 overexpression 또는 약물 치료와 같은 다른 조작도 수행할 수 있습니다. 이들은 종종 다른 결과 때문에 증가 표현 또는 달걀을 비교 배아의 미분 함수에 다음과 같은 수정 분사와 비교 할 수 있습니다. E - cadherin의 overexpression (. Heasman 외, 1991)와 자외선 조사 (Holwill 외, 1987;. Elinson과 Pasceri, 1989) 2 재미있는 예입니다. 우리 연구실에서 예비 결과는 또한 주입 integrase 또는 meganucleases를 사용하여 transgenesis의 방법뿐만 아니라 oocytes에서보다 효율적으로 작동할 수하는 것이 좋습니다.
호스트 전송 기술은 모두 사전 및 사후 수정 단계에서 실험이 가능하기 때문에 심지어는 Xenopus의 포스트 수정 이벤트에 전적으로보고 다른 생물에 불가능 통찰력을 제공할 수 있습니다. 개발 및 어려움과 척추 동물의 모성 효과 변이를 생성하는 비용에 산모 신호 경로의 중요성을 감안할 때,이 방법은 초기 개발 조사에 유용한 도구가 남아 가능성이 높습니다.
7. 대표 다시sults

그림 1. defolliculating 좋은 (위)과 나쁜 (아래) 포셉의 예.

그림 2. 호스트 여성에 교양 oocytes의 양도. (A) 작은 절개가 호스트 개구리의 낮은 복부에서 이루어집니다. 근육 계층은 oocytes의 도입을 허용하는 약간 고가이다. (B) oocytes는 중요한 염색과 절개를 통해 뱃속에 배치됩니다. 근육 계층의 초기 봉합의 (C) 완료.

그림 3. 젤리 코팅의 제거 다음 분리의 예로는, 8-16 세포 단계에서 양도 oocytes.
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동물 실험은 아이오와 IACUC위원회의 대학에 의해 명시된 지침과 규정에 따라 수행되었다.
저자는 원고의 중요한 독서를위한 휴스턴 연구실의 감사 회원 싶습니다. 연구 DWH에게 수여 국립 보건원 (GM083999)에 의해 지원됩니다
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Solutions and recipes: | |||
| OCM (Oocyte culture medium; modified from Wylie et al., 1996) | |||
| 70% Leibovitz’s L-15 medium (containing l-glutamine) | Invitrogen | 11415-064 | |
| 0.4 mg/ml Bovine serum albumin (BSA; fraction V) | Sigma-Aldrich | A-9418-50g | |
| 1x Penicillin-Streptomycin | Sigma-Aldrich | P-0781 | |
| Adjust to pH 7.6-7.8 with 5N NaOH | |||
| Make fresh weekly, store at 18°C. | |||
| 10X MMR (Marc’s Modified Ringer’s Solution; Zuck et al., 1998) | |||
| 1M NaCl | |||
| 20 mM KCl | |||
| 20 mM CaCl2 | |||
| 10 mM MgCl2 | |||
| 150 mM HEPES | |||
| adjust to pH 7.6-7.8 | |||
| Store at 4°C | |||
| Anesthetic solution | |||
| 1 g/L 3-Aminobenzoic Acid Ethyl Ester (MS222) | Sigma-Aldrich | A-5040 | |
| 0.7 g/L sodium bicarbonate | |||
| Dissolve in Amquel-treated water | |||
| Make fresh weekly | |||
| Progesterone stocks | |||
| 10 mM Progesterone (Sigma P- 0130) in 100% Ethanol | |||
| Dilute to 1 mM in 100% EtOH for a 500x stock/working solution | |||
| Store at -20°C | |||
| Vital dyes (modified from Heasman et al., 1991) | |||
| Blue: 0.1% Nile Blue A | Aldrich | 121479-5G | |
| Red: 0.25% Neutral Red | Sigma-Aldrich | N-6634 | |
| Brown: 1% Bismarck Brown | Sigma-Aldrich | B-2759 | |
| Green (80 l blue + 80 l brown), | |||
| Mauve (80 l blue + 80 l red). | |||
| A sixth color, Orange (80 l red+ 80 l brown), can also be used but is often hard to distinguish from brown. | |||
| Stocks of Blue, Red and Brown are made up in deionized water in 50 ml tubes, incubated for 20 minutes with rocking and spun in a clinical centrifuge. The supernatants are aliquotted into microfuge tubes and stored at -20°C. | |||