Bei der Entwicklung, eine einzelne Zelle führt zu einem ganzen Organismus in einem sehr komplexen Prozess, der beide Zellteilungen und Bewegungen beinhaltet. Um die biologische Prinzipien der Dynamik des Zellverhalten besser zu verstehen, haben Entwicklungsbiologen begonnen, fluoreszenzbasierten In-vivo-Imaging-Techniken verwenden. Bestimmten Kompartimenten der Zellen, wie Zellmembranen, kann entweder durch Behandlungen mit Fluoreszenzfarbstoffen markiert, wie dies bereits durch einen Mangel an Spezifität und der Gewebepenetration 1 behindert oder durch die spezifische Einführung in den Embryo von exogenen mRNAs fluoreszierenden Proteinen 2 kodiert. Verschiedene Techniken können für die effiziente Bereitstellung von exogenen Verbindungen, wie mRNAs verwendet werden. Diese umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Mikroinjektion, Elektroporation, Beschuss mit Mikropartikeln, Lipofektion und Transduktion 3,4 beschränkt. Obwohl alle diese Ansätze können verwendet werden, um exogene Verbindungen in ein einzuführensich entwickelnden Embryo, erlaubt nur die Mikroinjektion der Anwendung vordefiniert und genauen Mengen in jede Zelle 3. Mikroinjektionstechniken für alle wichtigen Entwicklungsmodell Systeme beschrieben 4 (zB Fruchtfliegen, Fadenwürmer, Zebrafisch, Frösche, Mäuse) sowie für einige alternative Modelle 4, auch für Vergleichsstudien auf das Verständnis der Evolution der Entwicklungsmechanismen abzielen verwendet (zB, Seeanemonen, Ringelwürmer, Seeigel, ascidian Manteltiere, die Schädellose Amphioxus).
Cephalochordata, die zusammen mit Manteltieren und Wirbeltieren Herstellung der Chordaten Stamm, sind besonders gut geeignet, Modelle, die Entwicklung der Chordaten und die Diversifizierung der Wirbeltiere von einem wirbellosen Vorfahren 5-8 studieren. Die Schädellose Linie abwich sehr früh während der Chordaten Evolution; und vorhandenen Cephalochordata, die in drei Gattungen unterteilt sind (Branchiostoma, Asymmetron und Epigonichthys), ähneln Wirbeltieren sowohl in Bezug auf die gesamte Anatomie und Genom-Architektur 8.5. Von den etwa 30 Arten von Cephalochordata, die bisher beschrieben wurden, fünf sind für embryologische und Entwicklungsstudien 6,9 verfügbar: Asymmetron lucayanum (der Bahama Lanzettfisch) Branchiostoma floridae (der Florida Amphioxus) Branchiostoma lanceolatum (Europäische Amphioxus) Branchiostoma belcheri (die chinesische Amphioxus) und Branchiostoma japonicum (der japanische Amphioxus). Reife Erwachsene von drei dieser Arten (B. lanceolatum, B. belcheri und B. japonicum) induziert werden kann, um bei Bedarf während der Brutzeit 10,11 laichen. Darüber hinaus zumindest für B. lanceolatum, effiziente Laich kann auch in künstlichem Meerwasser 12 induziert werden, wodurch diese besondere Schädellose Arten zugänglich für laboratorer Jahren, die keinen Zugang zu natürlichen Meerwasser. Die Kombination, in B. lanceolatum, eine bequeme und sichere Zugang zu Embryonen mit einem effizienten Liefermethode, wie Mikroinjektion, bisher das einzige Fördertechnik, bei Amphioxus entwickelt (sowohl in B. floridae und B. belcheri) 13-15, wird die Entwicklung einer zu ermöglichen neue Suite von manipulativen Techniken, einschließlich Linie tracing- und dynamische Zellverhaltensbasierte Ansätze.
Ein Protokoll für die effiziente Mikroinjektion von mRNAs, um fluoreszierende Proteine, die in dem B. auszudrücken lanceolatum Embryo wurde daher entwickelt. Darüber hinaus, um einen grundlegenden Toolkit für Live-Imaging von B. liefern lanceolatum Embryonen wurden Vektorsysteme entwickelt, die membranassoziierten und nukleare Expression von fluoreszierenden Proteinen ermöglichen. Für Membran Targeting wurde enhanced green fluorescent protein (eGFP) in die menschliche HRAS CAAX-Box und Kernlokalisation von mCherry und eGFP fusioniert wardurch Fusion an der Zebrafisch Histon 2B (H2B) Exon (Abbildung 1, Ergänzungs Datei 1) erhalten. Weiterhin mit dem Ziel, um die Proteintranslation zu optimieren, die Kozak-Sequenzen und Codons der Konstrukte wurden modifiziert und auf den Einsatz in B. angepaßt lanceolatum. Zusammengenommen können die hier vorgestellten Einspritzverfahren und Expressionsvektoren, als Grundlage für die Erzeugung von neuen experimentellen Ansätzen für Kephalochordaten dienen, insbesondere Analysen unter Verwendung der in vivo-Abbildungstechniken letzte Fluoreszenzbasis.