Method Article

ניתוח של תפקוד גן ויזואליזציה של זרימת נוזל צילה שנוצרה בשלפוחיות של Kupffer

DOI:

10.3791/50038

March 31st, 2013

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

זרימת cilia שנוצר נוזל בשלפוחיות של Kupffer (KV) שולטת דפוסים של שמאל וימין של עובר דג הזברה. כאן, אנו מתארים טכניקה לווסת תפקוד גן ספציפי בתאי KV. בנוסף, אנו מראים כיצד לספק חרוזי ניאון לKV לדמיין זרימת נוזל.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

איברים פנימיים כגון לב, מוח, מעיים ולפתח סימטריות שמאל ימין (LR) כי הם קריטיים עבור הפונקציות הרגילות שלהם 1. ריסים ניעתי מעורבים בהקמת LR אסימטריה בעוברי החולייתנים, כוללים עכבר, צפרדע, ודג זברה 2-6. "הריסים" הללו LR לייצר זרימת נוזל סימטרית שיש צורך לעורר סימטרי קטרי משומר (TGF-β superfamily) איתות מפל במזודרם צלחת הרוחב מהשמאל, שהוא חשב לספק מידע דפוסי LR לפיתוח איברים 7. לכן, כדי להבין את המנגנונים בבסיס דפוסי LR, זה חיוני לזיהוי גנים ששולטים בארגון של תאי ריסי LR, תנועתיות ואורך ריסי LR והיכולת שלהם לייצר תזרים חזק סימטרי.

בעובר דג הזברה, ריסי LR נמצאים בשלפוחית ​​של Kupffer (KV) 2,4,5. KV מורכב משכבה אחת של תאי האפיתל monociliatedשמצרפים לום מלא נוזל. מיפוי הגורל הראה כי KV נגזר מקבוצה של 20-30 ~ תאים המכונית תאי גב Forerunner (DFCs) שנודדים בשולי blastoderm הגבו במהלך שלבי epiboly 8,9. במהלך השלבים מוקדמים somite, אשכול DFCs ולהתמיין לתאי אפיתל ריסים כדי ליצור KV בtailbud של העובר 10,11. היכולת לזהות ולעקוב אחר DFCs-בשילוב עם שקיפות אופטית והתפתחות מהירה של עובר דג זברת דג הזברה KV-להפוך את מערכת מודל מצוינת ללמוד תאי ריסי LR.

מעניין, אבות של המשפחה של תאי DFC / KV לשמור גשרי cytoplasmic בין תא החלמון עד 4 לאחר הפרית שעה (hpf), ואילו גשרי cytoplasmic בין תא החלמון והתאים עובריים אחרים הקרוב לאחר 2 hpf 8. ניצול של גשרי cytoplasmic אלה, פתחו אסטרטגית הזרקת שלב ספציפית, כדי לספק morpholino oligonucleotides (MO) באופן בלעדי לDFCs ומציאת הפונקציה של גן מטרה בתאים 12 אלה. טכניקה זו יוצרת עוברי chimeric שבתפקוד הגן הוא הפיל אותי בשושלת DFC / KV פיתוח בהקשר של עובר פראי מסוג. כדי לנתח את זרימת נוזל סימטרית בKV, אנחנו מזריקים microbeads ניאון לKV הלום ותנועת חרוז שיא באמצעות videomicroscopy 2. זרימת נוזל בקלות ודמיין ניתן לכמת על ידי מעקב עקירת חרוז לאורך זמן.

הנה, באמצעות טכניקת במה הספציפית DFC ממוקד מציאת הגן וההזרקה של microbeads ניאון לKV לדמיין זרימה, אנו מציגים פרוטוקול המספק גישה יעילה כדי לאפיין את תפקידו של גן מסוים בזמן ההתפתחות ותפקוד KV.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

סקירה כללית של זריקות עובר דג זברת שלב ספציפיים

אנטיסנס morpholino (MO), אשר נקלטת על mRNA ממוקד ולשבש ביטוי חלבון שמהתמליל, נמצאות בשימוש נרחב במציאת גן (פסד-of-פונקציה) לימודים בדג הזברה 13,14. הגדרות גנים, LLC מציעות MOS שמתויגים עם או carboxyfluorescein (פולט הירוק פלואורסצנטי) או lissamine (פולט האדום פלואורסצנטי) כדי לזהות MO בעוברים הזריקו באמצעות מיקרוסקופ ניאון. באמצעות הזרקת MO לתוך תא החלמון בשלבים שונים של פיתוח דג זברה, זה אפשרי כדי לספק את MO לתאים ספציפיים של העובר (איורי 1 א-F). MO מוזרק לתוך החלמון בין 1-4 השלבים הסלול....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

זריקות MO שלב ספציפיים לספק גישה שימושית לניתוח תפקוד גן בתאים מסוימים של העובר. איור 1 מציג תרשים זרימה של אסטרטגיות ההזרקה משמשות לבדיקת תפקוד גן בתאי DFC / KV ואיך להציג את חרוזי ניאון כדי להמחיש את זרימת נוזל בKV. חלוקת MO ניאון בעוברים מוצלחים שלב ספציפיים הזריקו מוצגת באופן סכמטי דמויות 1D-F ובעוברים חיים באיור 2. הזרקת MO לא מוצלחת, שבו נשאר MO מצטבר בתא החלמון, מוצג באיור 2 ד.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

שימוש בזריקות שלב ספציפיים כדי למקד MO למשפחה של תאי DFC / KV הוא גישה שימושית ללמוד תא האוטונומיה של תפקוד גן ולהימנע פנוטיפים pleiotropic נגרמים על ידי מציאת גנים העולמית. עם זאת, הזריקות האלה יכולות להיות מאתגרות מבחינה טכנית. הזרקה של MO בין שלבי 256-תא והתא 1000 עלולה לגרום לשלוש תוצאות אפשריות: 1) MO נשאר מצטבר באזור הזריקה, 2) עובר דיפוזיה MO ברחבי החלמון ונכנס לתאים DFC / KV או 3) MO מתפשט בכל החלמון ונכנס לתאים DFC / KV ותאים עובריים אחרים. לכן, בחירה בעוברים שMO עבר בלעד.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אנו מודים על תמיכת פיונה פולי מעבדה מצוינת וטיפול דג זברה. עבודה זו נתמכה על מלגת AHA predoctoral לGW (11PRE5730027) ומענקי NHLBI לHJY (R01HL66292) ורשות לפיתוח ירושלים (R01HL095690).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
שם מגיב / חומרים חברה מספר קטלוגים
תקן בקרת Oligo-Lissamine מתויג גן כלים, LLC
אישית Rock2b morpholino Oligo גן כלים, LLC
Fluoresbrite Multifluorescent 0.5 מיקרון microspheres Polysciences, Inc 24054

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Sutherland, M. J., Ware, S. M. Disorders of left-right asymmetry: heterotaxy and situsinversus. Am. J. Med. Genet. C Semin. Med. Genet. 151C (4), 307-317 (2009).
  2. Essner, J. J., Amack, J. D., Nyholm, M. K., Harris, E. B., Yost, H. J.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Kupffer VesicleDorsal Forerunner CellsGene KnockdownFluorescent BeadsFluid Flow AnalysisVideo MicroscopyMorpholino InjectionZebrafish EmbryoLeft Right PatterningCilia Function

Related Articles