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Lineage Labeling of Zebrafish Cells with Laser Uncagable Fluorescein Dextran

A central problem in developmental biology is to deduce the origin of the myriad cell types present in vertebrates as they arise from undifferentiated ...

Vanderbilt University

The formation of the embryonic brain requires the production, migration, and differentiation of neurons to be timely and coordinated. Coupling to the photoperiod could synchronize the development of neurons in the embryo. Here, we consider the effect of light and melatonin on the differentiation of embryonic neurons in zebrafish. We examine the formation of neurons in the habenular nuclei, a paired structure found near the dorsal surface of the brain adjacent to the pineal organ. Keeping embryos in constant darkness causes a temporary accumulation of habenular precursor cells, resulting in late differentiation and a long-lasting reduction in neuronal processes (neuropil). Because constant darkness delays the accumulation of the neurendocrine hormone melatonin in embryos, we looked for a link between melatonin signaling and habenular neurogenesis. A pharmacological block of melatonin receptors delays neurogenesis and reduces neuropil similarly to constant darkness, while addition of melatonin to embryos in constant darkness restores timely neurogenesis and neuropil. We conclude that light and melatonin schedule the differentiation of neurons and the formation of neural processes in the habenular nuclei.

Light and melatonin schedule neuronal differentiation in the habenular nuclei.

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La formation du cerveau embryonnaire exige la production, la migration et la diff&#xE9;renciation des neurones d&#x26;#39;&#xEA;tre rapide et coordonn&#xE9;e. Couplage &#xE0; la photop&#xE9;riode pourrait synchroniser le d&#xE9;veloppement des neurones chez l&#x26;#39;embryon. Ici, nous consid&#xE9;rons l&#x26;#39;effet de la lumi&#xE8;re et la m&#xE9;latonine sur la diff&#xE9;renciation des neurones embryonnaires chez le poisson z&#xE8;bre. Nous examinons la formation de neurones dans le noyau habenula, une structure appari&#xE9;e trouve pr&#xE8;s de la surface dorsale du cerveau &#xE0; c&#xF4;t&#xE9; de la glande pin&#xE9;ale. Garder les embryons dans l&#x26;#39;obscurit&#xE9; constante provoque une accumulation temporaire de cellules pr&#xE9;curseurs habenula, r&#xE9;sultant dans la diff&#xE9;renciation et la fin d&#x26;#39;une r&#xE9;duction durable dans les processus neuronaux (neuropile). Parce que les retards obscurit&#xE9; constante l&#x26;#39;accumulation de la m&#xE9;latonine, une hormone neurendocrine dans les embryons, nous avons cherch&#xE9; un lien entre la m&#xE9;latonine de signalisation et de la neurogen&#xE8;se habenula. Un bloc pharmacologique de la m&#xE9;latonine retards neurogen&#xE8;se r&#xE9;cepteurs et r&#xE9;duit neuropile m&#xEA;me &#xE0; l&#x26;#39;obscurit&#xE9; constante, tandis que plus de la m&#xE9;latonine &#xE0; des embryons dans l&#x26;#39;obscurit&#xE9; constante restaure la neurogen&#xE8;se en temps opportun et neuropile. Nous concluons que la lumi&#xE8;re et la m&#xE9;latonine planifier la diff&#xE9;renciation des neurones et la formation de processus neuronaux dans les noyaux habenula.

Lumi&#xE8;re et m&#xE9;latonine annexe de la diff&#xE9;renciation neuronale dans le noyau habenula

Die Bildung des embryonalen Gehirns erfordert die Produktion, Migration und Differenzierung von Neuronen rechtzeitig und koordiniert werden. Ankopplung an die Tagesl&auml;nge konnte die Entwicklung der Neuronen im Embryo synchronisiert werden. Hier halten wir die Wirkung von Licht und Melatonin auf die Differenzierung der embryonalen Nervenzellen im Zebrafisch. Wir untersuchen die Bildung von Neuronen in den Habenular Kernen, eine gepaarte Struktur gefunden nahe der dorsalen Fl&auml;che des Gehirns neben dem Pineal Organ. Halten von Embryonen in st&auml;ndiger Dunkelheit bewirkt eine vor&uuml;bergehende Ansammlung von Habenular Vorl&auml;uferzellen, die zu sp&auml;ten Differenzierung und dauerhafte Reduzierung der neuronalen Prozessen (Neuropil). Da st&auml;ndige Dunkelheit die Anh&auml;ufung der Neurendocrine Hormon Melatonin in Embryonen Verz&ouml;gerungen, suchten wir eine Verbindung zwischen Melatonin Signalisierung und Habenular Neurogenese. Ein pharmakologischer Block von Melatonin-Rezeptoren verz&ouml;gert die Neurogenese und verringert Neuropil ebenso Konstante Dunkelheit, w&auml;hrend Zusatz von Melatonin Embryonen in st&auml;ndiger Dunkelheit rechtzeitige Neurogenese und Neuropil wiederherstellt. Wir schlie&szlig;en, dass Licht und Melatonin die Differenzierung von Nervenzellen und die Bildung von neuronalen Prozessen in den Habenular Kernen zu planen.

Licht und Melatonin planen neuronale Differenzierung in den Habenular Kernen.

La formazione del cervello embrionale richiede la produzione, la migrazione e la differenziazione dei neuroni essere tempestiva e coordinata. Accoppiamento per il fotoperiodo potrebbe sincronizzare lo sviluppo dei neuroni nell&#39;embrione. Qui, noi consideriamo l&#39;effetto di luce e melatonina sulla differenziazione dei neuroni embrionali in zebrafish. Esaminiamo la formazione di neuroni nei nuclei habenular, una struttura accoppiata trovata vicino alla superficie dorsale del cervello adiacente all&#39;organo pineale. Mantenendo gli embrioni in costante oscurit&agrave; provoca un temporaneo accumulo di habenular cellule precursori, con conseguente differenziazione tardiva e una riduzione di lunga durata nei processi neuronali (neuropilo). Perch&eacute; buio costante ritarda l&#39;accumulo di neurendocrine melatonina negli embrioni, abbiamo cercato un legame tra la neurogenesi segnalazione e habenular di melatonina. Un blocco farmacologico dei recettori melatonina ritarda la neurogenesi e riduce neuropilo similmente al buio costante, mentre l&#39;aggiunta di melatonina agli embrioni in costante oscurit&agrave; Ripristina neuropilo e tempestiva della neurogenesi. Possiamo concludere che la luce e melatonina pianificare la differenziazione dei neuroni e la formazione di processi neurali nei nuclei habenular.

Luce e melatonina pianificare differenziazione neuronale nei nuclei habenular.

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&#xBC30;&#xC544; &#xB1CC; &#xD615;&#xC131; &#xC0DD;&#xC0B0;, &#xB9C8;&#xC774;&#xADF8;&#xB808;&#xC774;&#xC158; &#xBC0F; &#xC2DC;&#xC758; &#xC801;&#xC808; &#xD558; &#xACE0; &#xC870;&#xC815; &#xD558;&#xB294; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC138;&#xD3EC;&#xC758; &#xBD84;&#xD654;&#xB97C; &#xC694;&#xAD6C; &#xD55C;&#xB2E4;. Photoperiod&#xC758; &#xACB0;&#xD569; &#xBC30;&#xC544;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC138;&#xD3EC;&#xC758; &#xAC1C;&#xBC1C;&#xC744; &#xB3D9;&#xAE30;&#xD654; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC5EC;&#xAE30;, &#xC6B0;&#xB9AC; zebrafish&#xC5D0;&#xC11C; &#xBC30;&#xC544;&#xB294; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC138;&#xD3EC;&#xC758; &#xBD84;&#xD654;&#xC5D0; &#xBE5B;&#xACFC; &#xBA5C; &#xB77C; &#xD1A0; &#xB2CC;&#xC758; &#xC601;&#xD5A5;&#xC744; &#xACE0;&#xB824; &#xD558;&#xC2ED;&#xC2DC;&#xC624;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xC194; &#xBC29;&#xC6B8; &#xAC19;&#xC740; &#xC7A5;&#xAE30;&#xC5D0; &#xC778;&#xC811; &#xD55C; &#xB1CC;&#xC758; &#xB4F1; &#xCABD; &#xD45C;&#xBA74; &#xADFC;&#xCC98;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBC1C;&#xACAC; &#xD55C; &#xC30D;&#xC744; &#xC774;&#xB8E8;&#xB294; &#xAD6C;&#xC870; habenular &#xD575;&#xC5D0; &#xC788;&#xB294; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC138;&#xD3EC;&#xC758; &#xD615;&#xC131;&#xC744; &#xAC80;&#xC0AC;. &#xC0C1;&#xC218; &#xC5B4;&#xB460; &#xC18D;&#xC5D0;&#xC11C; &#xD0DC;&#xC544;&#xB97C; &#xC720;&#xC9C0; &#xC784;&#xC2DC; habenular &#xCD95;&#xC801; &#xC804;&#xC870; &#xC138;&#xD3EC;, &#xB2A6;&#xC740; &#xCC28;&#xBCC4;&#xD654; &#xBC0F; &#xC2E0;&#xACBD; &#xD504;&#xB85C;&#xC138;&#xC2A4; (neuropil)&#xC5D0;&#xC11C; &#xC624;&#xB798; &#xC9C0;&#xC18D; &#xAC10;&#xC18C;&#xC758; &#xACB0;&#xACFC;&#xB85C; &#xBC1C;&#xC0DD; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC0C1;&#xC218; &#xC5B4;&#xB460; &#xC9C0;&#xC5F0; &#xBC30;&#xC544;&#xC5D0;&#xC11C; neurendocrine &#xD638;&#xB974;&#xBAAC; &#xBA5C; &#xB77C; &#xD1A0; &#xB2CC;&#xC758; &#xCD95;&#xC801;, &#xB54C;&#xBB38;&#xC5D0; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xBA5C; &#xB77C; &#xD1A0; &#xB2CC; &#xC2E0;&#xD638; &#xBC0F; habenular &#xC131;&#xCCB4; &#xC0AC;&#xC774;&#xC758; &#xB9C1;&#xD06C;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xBCF4;&#xC600;&#xB2E4;. &#xBA5C; &#xB77C; &#xD1A0; &#xB2CC; &#xC218;&#xC6A9; &#xCCB4;&#xC758; &#xC57D;&#xB9AC;&#xD559; &#xC801;&#xC778; &#xBE14;&#xB85D; &#xC131;&#xCCB4;&#xB97C; &#xC9C0;&#xC5F0; &#xD558; &#xACE0; &#xC0C1;&#xC218; &#xC5B4;&#xB460;&#xC5D0; &#xBC30;&#xC544;&#xC5D0; &#xBA5C; &#xB77C; &#xD1A0; &#xB2CC;&#xC758; &#xCD94;&#xAC00; &#xC801;&#xC2DC; &#xC131;&#xCCB4;&#xC640; neuropil&#xB97C; &#xBCF5;&#xC6D0; &#xD558;&#xB294; &#xB3D9;&#xC548; &#xC0C1;&#xC218; &#xC5B4;&#xB460;&#xC744; &#xB9C8;&#xCC2C;&#xAC00;&#xC9C0;&#xB85C; neuropil &#xAC10;&#xC18C; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xBE5B;&#xACFC; &#xBA5C; &#xB77C; &#xD1A0; &#xB2CC; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC138;&#xD3EC;&#xC758; &#xBD84;&#xD654;&#xC640; &#xD615;&#xC131; habenular &#xD575; &#xC2E0;&#xACBD; &#xD504;&#xB85C;&#xC138;&#xC2A4;&#xC758; &#xC77C;&#xC815;&#xC744; &#xACB0;&#xB860; &#xC9C0;&#xC5C8;&#xB2E4;.

&#xBE5B;&#xACFC; &#xBA5C; &#xB77C; &#xD1A0; &#xB2CC; &#xC2E0;&#xACBD; &#xBD84;&#xD654; habenular &#xD575;&#xC5D0; &#xC608;&#xC57D;&#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;.

La formaci&#xF3;n del cerebro embrionario requiere de la producci&#xF3;n, la migraci&#xF3;n y diferenciaci&#xF3;n de las neuronas para ser oportuna y coordinada. El acoplamiento a la fotoper&#xED;odo puede sincronizar el desarrollo de las neuronas en el embri&#xF3;n. En este sentido, se considera el efecto de la luz y la melatonina sobre la diferenciaci&#xF3;n de las neuronas embrionarias en el pez cebra. Se examina la formaci&#xF3;n de neuronas en el n&#xFA;cleo habenular, una estructura en pares encontrados cerca de la superficie dorsal del cerebro al lado del &#xF3;rgano pineal. Mantener embriones en una oscuridad constante provoca una acumulaci&#xF3;n temporal de las c&#xE9;lulas precursoras habenulares, lo que resulta en la diferenciaci&#xF3;n de tarde y una reducci&#xF3;n duradera en los procesos neuronales (neuropilo). Debido a los retrasos constantes de la oscuridad de la acumulaci&#xF3;n de la hormona melatonina neurendocrine en los embriones, se busc&#xF3; una relaci&#xF3;n entre la melatonina y la se&#xF1;alizaci&#xF3;n de la neurog&#xE9;nesis habenular. Un bloqueo farmacol&#xF3;gico de receptores de la melatonina retrasa y reduce la neurog&#xE9;nesis neuropilo de manera similar a la oscuridad constante, mientras que la adici&#xF3;n de melatonina a los embriones en una oscuridad constante restaura la neurog&#xE9;nesis oportuna y neuropilo. Llegamos a la conclusi&#xF3;n de que la luz y la melatonina programar la diferenciaci&#xF3;n de las neuronas y la formaci&#xF3;n de los procesos neuronales en el n&#xFA;cleo habenular.

Joshua A. Clanton

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