פרוטוקול זה מתאר שיטה photoconversion של חלבון פלואורסצנטי קאךה בתאים endocardial של החיים העובר דג זברה המאפשרת המעקב של תאים endocardial במהלך תעלת atrioventricular ופיתוח שסתום הלב atrioventricular .
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
פרוטוקול זה מתאר שיטה photoconversion של חלבון פלואורסצנטי קאךה בתאים endocardial של החיים העובר דג זברה המאפשרת המעקב של תאים endocardial במהלך תעלת atrioventricular ופיתוח שסתום הלב atrioventricular .
במהלך מופרה, התאים עוברים שינויים דינמיים בהתנהגות התא, פיענוח הסלולר ההיגיון מאחורי שינויים אלה היא מטרה היסוד בתחום ביולוגיה התפתחותית. בגילוי ופיתוח של חלבונים photoconvertible במידה רבה כאילו סייע ההבנה שלנו של שינויים דינמיים אלה על-ידי מתן שיטה לסימון שטיחות תאים ורקמות. עם זאת, בעוד photoconversion, מיקרוסקופיה זמן לשגות, ניתוח תמונות עוקבות הוכיחו להיות מאוד מוצלח שיגורי דינמיקה סלולר באיברים כמו המוח או את העין, גישה זו משמשת בדרך כלל לא בלב המתפתח עקב לאתגרים שמציב את התנועה המהירה של הלב במהלך מחזור הלב. פרוטוקול זה מורכב משני חלקים. החלק הראשון מתאר שיטה photoconverting ומעקב לאחר מכן תאים endocardial (והריון) במהלך דג זברה תעלת atrioventricular (AVC) ופיתוח שסתום הלב atrioventricular. השיטה כוללת חנותם עוצר את הלב עם סמים על מנת photoconversion מדויק להתקיים. לבבות מותר לחדש את המכות על הסרת התרופה ואת התפתחות נמשכת בדרך כלל עד הלב הוא נעצר שוב עבור הדמיה ברזולוציה גבוהה של photoconverted והריון בשלב מאוחר יותר זמן התפתחותית. החלק השני של הפרוטוקול מתאר שיטת ניתוח התמונה כדי לכמת את האורך של אזור photoconverted או אי-photoconverted AVC ב צעירים העוברים על-ידי מיפוי האות פלורסנט מתוך מבנה תלת-ממדי על גבי מפה דו-ממדית . יחד, שני חלקי הפרוטוקול מאפשר לבחון את מקור וההתנהגות של תאים המרכיבים את דג זברה AVC ואת מסתמי הלב atrioventricular ולאחר פוטנציאלי יכול להיות מיושם עבור לומד מוטציות, morphants או עוברי שטופלו עם ריאגנטים לשבש את התפתחות AVC ו/או שסתום.
דג זברה נחשב כיום לאחד הדגמים חוליות החשוב ביותר ללמוד הסלולר תהליכים התפתחותיים ויוו. זה נובע במידה רבה שקיפות אופטית של דג זברה ולקודדו amenability על גנטיקה, מה שהופך אותו במודל רב עוצמה על יישום טכניקות אופטי מעורבים גנטית photoresponsive חלבון טכנולוגיות1. ספציפיים בחקר התפתחות הלב, דג זברה מקבלים מספיק חמצן באמצעות דיפוזיה כזה כי מוטציות אפילו ללא דופק יכולים לשרוד עד השבוע הראשון של פיתוח, התרת ניתוחים על ההשפעות של גנים התפתחותית, מודאג זרימת הדם על הלב מורפוגנזה לא אפשרי חולייתנים רוב2.
הצינור הלב דג זברה נוצר על ידי הפריה פוסט 24 שעות (hpf). זמן קצר לאחר הקמתו, הצינור הלב מתחיל לפעום באופן פעיל. על ידי 36 hpf, כיווץ ברור שמפריד האטריום מן החדר. אזור זה של הכיווץ נקראת התעלה atrioventricular (AVC), ועל תאים שינוי אזור זה של מורפולוגיה קשקשיים מורפולוגיה cuboidal3. דג זברה שסתום atrioventricular מורפוגנזה מתחיל בסביבות 48 שעות פוסט הפריה. על ידי 5 ימים פוסט הפריה, משני עלעלים שסתום להרחיב AVC, למנוע את זרימת הדם מן הנוזלים לאטריום גב במהלך מחזור לב4. מעקב אחר תאים במהלך היווצרות AVC שסתום הוא מאתגר כמו המכות מהיר של הלב ומקשה לעקוב אחר תאים באמצעות מיקרוסקופ זמן לשגות המסורתית5,6. פרוטוקול זה, משנת סטיד. et al., 20167, מתאר שיטה המשתמשת Tg (fli1a:gal4FFubs, UAS:kaede)8 דג זברה מהונדס הקו, שבו מתבטאת החלבון photoconvertible קאךה תאי אנדותל, כולל את endocardium. התרופה 2, 3-butanedione-2-monoxime (BDM) משמש כדי לעצור באופן זמני את פעימות לבי ומאפשר photoconversion מדויק של והריון בין 36 ל 55 hpf, דימות ברזולוציה של photoconverted והריון בנקודות זמן התפתחותית מסוימת. בעבר הוכח כי photoconverted והריון בשיטה זו יכול להישאר להבדיל מהשכנים אשר במשך חמישה ימים או יותר אחרי שעת photoconversion7. פרוטוקול זה מפרט גם שיטה לניתוח תמונה של photoconverted והריון ב עוברי צעיר יותר 48 hpf, אשר שימש בהצלחה כדי לעקוב אחר תנועות רקמות במהלך AVC פיתוח (בוזלי. et al., בעיתונות)9. אנו מקווים כי הקוראים שימושיות פרוטוקול זה ללמוד AVC ופיתוח שסתום עוברי רגילה, וכן מוטציות, morphants או עוברי שטופלו בסמים. עבור פרוטוקול כלליים יותר הקשורים תא מעקב באמצעות חלבונים photoconvertible במהלך הפיתוח דג זברה, בבקשה להציג את המאמר על ידי לומברדו. et al., 201210.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנת תבניות והרכבה agarose
2. קבלת את העוברים על Photoconversion
3. הטמעה
4. Photoconversion
5. ביטול הטעינה photoconverted עוברי
6. בהדמיית photoconverted התאים העובריים מאוחר יותר
7. תמונה ןועברל העוברים מתחת לגיל 48 hpf
הערה: תנועות רקמת AVC יכול להיות קשה לנתח עקב המבנה תלת מימדי המורכב שלו. כדי לכמת את האורך של אזור photoconverted AVC בין שני אזורים שאינם photoconverted או האורך של אזור אי-photoconverted AVC בין שני אזורים photoconverted, זה יכול להיות רצוי למפות את מבנה תלת-ממדי על גבי מפה דו-ממדית. תמונות של photoconverted עוברי שהושגו לפני 48 hpf ניתן לנתח באמצעות השיטה שלהלן.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דוגמא photoconverted העובר ב 48 hpf, עם תמונה שוב 80 hpf מוצג באיור 2, סרטים 1 ו- 2. חשיפת קאךה 405 ננומטר לאור בלתי הפיך ממיר מ החלבון שלו בטופס ירוק ניאון לטופס אדום פלואורסצנטי, המאפשר את אופן הפעולה של תאים עם הירוק או את הטופס אדום שלהם להיות בעקבות עם תוויות הכבוד שלהם באופן שונה בצבע השכנים במהלך היווצרות שסתום. ניתן לראות כי מספר תאי photoconverted AVC hpf 48 התרבו מאוחר יותר, לאחר מכן התגורר בעיקר בצד אחד של העלעל שס...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
העיתוי של photoconversion: קאךה למרות נשאר במאור פנים מתבטאות והריון אפילו ב 96 hpf, יצוין כי ככל שהעובר גדל, אור לייזר מפזרת עוד לפני שהוא מגיע את AVC, יצירת photoconversion מוגבלת של קאךה קשה יותר. At עובריים שלבים מאוחר יותר 55 hpf, שהתנפח של הנוזלים, האטריום גם אומר כי קרן לייזר סגול משמש photoconversion לא יכול להגיע AVC תאים ללא הראשון העוברים דרך אטריום או החדר. משמעות הדבר מעבר 55 hpf, על מנת photoconvert והריון של AVC, אדם חייב גם photoconvert והריון נוסף אטריום, החדר.
BD...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אין ניגוד אינטרסים הכריז.
ברצוננו להודות Duchemin הולץ, דניס Duchemin, נטלי Faggianelli, באזיל Gurchenkov שעזרת לתכנן ולבצע כייר שמתואר פרוטוקול זה. עבודה זו נתמכה על ידי עקרות (DEQ20140329553), את ANR (ANR-15-CE13-0015-01, ANR-12-ISV2-0001-01), התוכנית של חוקר צעיר EMBO, הקהילה האירופית, ERC קוג N ° 682938 Evalve ומנוהל על ידי המענק ANR-10-LABX-0030-INRT, קרן צרפתית המדינה על ידי סוכנות הידיעות נאסיונאל דה לה רשרש תחת d'Avenir Investissements תוכנית מסגרת בתווית ANR-10-IDEX-0002-02.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <חזק>חומרים | |||
| ציוד הכרחי לגידול דגים ואיסוף ביצים (ראה ספר דג הזברה 22 לפרטים). | |||
| סטריאומיקרוסקופ מיקרוסקופ | |||
| קונפוקלי זקוף (מצויד בלייזרים הפועלים ב-488 ננומטר, 561 ננומטר ו-405 ננומטר, לייזר מולטיפוטון מתכוונן, ו-Leica HCX IRAPO L, 25 & times;, NA 0.95 אובייקטיבי) | Leica | Leica SP8 | |
| בלוק חום | ThermoScientific | 88870001 | |
| צלחת תרבית רקמות 35 מ"מ x 10 מ"מ | Falcon | 353001 | |
| צלחת 6 באר | פלקון | 353046 | |
| צלחת | |||
| מלקחיים | |||
| פיפטה | |||
| עובש | |||
| <חזק>ריאגנטים | |||
| 8 מ"ג/מ"ל תמיסת מלאי טריקאין | |||
| 1 M BDM פתרון | |||
| UltraPure נקודת התכה נמוכה agarose | Invitrogen | 16520-050 | |
| Agarose | Lonza | 50004 | |
| PTU (1-phenyl-2-thiourea) | Sigma Aldrich | P7629 | |
| עובר בינוני: 30x תמיסת | |||
| תוכנה | |||
| Matlab מצויד בארגזי הכלים של ניתוח תמונה, התאמת עקומה, ביו-פורמטים | MathWorks | ||
| <חזק>8 מ"ג/מ"ל תמיסת מלאי טריקאין | |||
| 200 מ"ג של אבקת טריקאין (חומצה אתיל 3-אמינובנזואט מתאן-סולפונית) | Sigma-Aldrich | E10521 | |
| 25 מ"ל Danieau | |||
| יש להתאים ל-pH 7, לאחסן בטמפרטורה של -20 מעלות; C | |||
| <חזק>1 מיליון תמיסת מלאי BDM | |||
| 1 גרם BDM | סיגמא-אולדריץ' | 112135 | |
| 10 מ"ל ddH2O | |||
| Aliquot ולאחסן ב-20 מעלות; C | |||
| <חזק>מדיום עוברי: תמיסת מלאי 30x | |||
| 50.7 גרם NaCl | Sigma-Aldrich | 7647-14-5 | |
| 0.78 גרם KCl | Sigma-Aldrich | 7447-40-7 | |
| 1.47 גרם מגנזיום גופרתי | Sigma-Aldrich | 7487-88-9 | |
| 2.1 גרם סידן ניטריט טטרה-הידראט | סיגמא-אולדריץ' | 13477-34-4 | |
| 19.52 גרם HEPES (4-(2-הידרוקסיאתיל)-1-פיפראזין-חומצה סולפונית) | סיגמא-אולדריץ' | 7365-45-9 | |
| התאם ל-pH 7.2 ואחסן בטמפרטורת | |||
| <חזק>עובש | |||
| שרף | PlasCLEARאסיגה | ||
| פלוס 39 מדפסת תלת מימד Freeform Pico | Asiga |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.