ここでは、胚の動きを可視化する携帯電話の電気電圧記者ゼブラフィッシュ ラインを作成するプロセスを示す、魚腫瘍細胞の生体内で。
ここでは、胚の動きを可視化する携帯電話の電気電圧記者ゼブラフィッシュ ラインを作成するプロセスを示す、魚腫瘍細胞の生体内で。
生体電気、イオン チャネルを介する内因性電気シグナル伝達と細胞膜にあるポンプなど興奮性神経細胞と筋肉細胞のプロセスおよび他の多くの生物学的プロセスのシグナル伝達に重要な役割を果たしている萌芽期発達のパターン。しかし、生体内で電気的活動は、脊椎動物の胚発生の監視の必要性があります。遺伝的コード化蛍光電圧インジケーター (GEVIs) の進歩はこのような課題に対してソリューションを提供する可能にしました。ここでは、確立された電圧インジケーター、ASAP1 を用いたトランスジェニック電圧インジケーター ゼブラフィッシュを作成する方法について説明 (加速センサーの活動電位 1)、例として。メダカ Tol2 キットとユビキタス ゼブラフィッシュ プロモーター、ユービーアイは本研究で選ばれました。我々 はまた、ゲートウェイ サイト固有のクローニング、メダカ Tol2 トランスポゾンを用いたゼブラフィッシュ遺伝子と正規 epifluorescent 顕微鏡を使用して初期段階魚胚および魚腫瘍イメージング プロセスのプロセスを説明します。この魚のラインを使用すると、ゼブラフィッシュ胚発生と魚の幼虫の動きの間に細胞の電気電圧の変化があることがわかった。さらに、いくつかのゼブラフィッシュ悪性末梢神経鞘腫瘍の周囲の正常組織に腫瘍細胞が一般に偏極が比較して観察されました。
生体電気は、イオン チャネルと1の細胞膜にあるポンプを介する内因性電気信号を指します。細胞膜と結合電気潜在的な現在の変化の間でイオン交換が興奮性神経細胞と筋肉細胞のプロセスを通知するに不可欠です。さらに、生体電気とイオン勾配エネルギー貯蔵、生合成および代謝産物の輸送を含む他の重要な生物学的機能のさまざまながあります。生体信号は、体軸、細胞周期、細胞分化1などの胚パターン形成の調節因子としても発見されました。したがって、シグナリングのこのタイプの誤規制から生じる多くの人間の先天性疾患を理解するために重要です。パッチク ランプは、単一のセルを記録するため広く使用されています、萌芽期の開発の生体の中に複数のセルの同時モニタリングのための理想には程遠いです。また、電圧敏感な小さな分子はまた生体内特異性、感度、毒性などのアプリケーションに最適ではありません。
多様性の創出遺伝子蛍光電圧インジケーター (GEVIs) を提供していますこの問題を克服するために新しいメカニズムをエンコードでき、萌芽期の開発の研究を簡単に適用にもかかわらず、本来神経を監視するためだった2,3のセルします。現在利用可能な GEVIs の 1 つは加速センサーの活動電位 1 (ASAP1)4です。それは電圧敏感なホスファターゼと円形に置換された緑色蛍光タンパク質の電位センサー ドメインの細胞外ループで構成されます。したがって、ASAP1 は、細胞電位変化の可視化 (偏波: 明るい緑色; 脱分極: ダーク グリーン)。ASAP1 が 2 ms オンとオフ反応ありサブスレッショルド潜在的な変更4を追跡することができます。したがって、この遺伝子解析ツールは生きているセルのリアルタイム生体監視機能の有効性の新しいレベルのことができます。萌芽期の開発で多くの人間の病気、癌などの生体電気の役割のさらなる理解が新しいに光を当てるメカニズム, 病気の治療と予防のために重大であります。
ゼブラフィッシュは、発生生物学、がん5,6を含む人間の病気の研究に強力な動物モデルを実証されています。彼らは、人間とオーソログ遺伝子の 70% を共有して同様の脊椎動物の生物学7。ゼブラフィッシュは、比較的簡単なケア、ラージ クラッチ サイズ卵、扱いやすい遺伝学、簡単な遺伝子、透明な外部萌芽期の開発、それらの生体内イメージング5,6の優れたシステムを作るを提供します。既に現在の突然変異体の魚行の大規模なソースと完全に配列されたゲノム、ゼブラフィッシュは科学的発見の比較的無制限の範囲を提供します。
生体内でリアルタイム電気細胞の活性を調べるためには、私たちはゼブラフィッシュ モデル システムと ASAP1 の活用します。本稿では、メダカ Tol2 トランスポゾン遺伝子導入を用いたゼブラフィッシュ ゲノムに電圧蛍光バイオ センサー ASAP1 を組み込む方法について説明し、萌芽期の開発、魚幼虫の動きの間にそしてライブ腫瘍細胞の電気活動を可視化します。.
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ゼブラフィッシュ、AAALAC 承認の動物施設に収容され、パーデュー大学動物ケアおよび使用委員会 (PACUC) によって承認されたプロトコルに従ってすべての実験を行った。
1. メダカ Tol2 トランスポゾン プラスミド構築準備
注: メダカ Tol2 トランスポゾン、メダカに発見されたは、ゼブラフィッシュ研究コミュニティ8,9で広く使用されています。正常にゲートウェイ ・部位特異的組換えベース クローン システムに採用されており、メダカ Tol2 キット10として知られています。メダカ Tol2 キットも遺伝子導入の効率を向上させながら、カスタマイズされた式の構造物の作成のより便利な方法ことができます。したがって、このシステムの活用し、検証されたユビキチンプロモーターを使用して ASAP111をドライブするユビキタス ASAP1 式ゼブラフィッシュ行を作成する簡単な決断だった。
2. メダカ Tol2 トランスポザーゼ mRNA と注射溶液を準備します。
3. マイクロインジェクション
4 遺伝子組換え ASAP1 魚、Tg の確立 (ubi: ASAP1)
5. イメージング
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成功した射出、以上 50% 注入魚胚体細胞に緑の蛍光性の程度が表示され、それらのほとんどはメダカ Tol2 トランスポゾン消費税法 (図 2) によってプラスになります。2 4 世代のアウトなしの野生型魚 (まで蛍光魚 50%、メンデルの予想比) とクロス後、遺伝子導入魚は、萌芽期の開発の間に細胞の膜電位を追跡するイメージングの実験のために使用されました。まず、膜電位変化は、ゼブラフィッシュ初期胚の発達段階の中に細胞周期を通じて調べた。胸の谷間形成 (3 a を図-3、および補足のビデオ 1) 前に細胞が過分極が観察されました。また、さまざまな組織を示したさまざまな膜電位 1-3 日で古い魚の胚。(図 3 Dより、3 g)。たとえば、距離と脊索が一般的に過分極、隣接組織/臓器と比較しています。Z...
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萌芽期の開発および人間の病気中の細胞およびティッシュ レベル電気活動が長い時間前に発見されたが生体内での動的電気的変化とその生物学的役割まだ主は不明のまま。電気的変化を定量化を視覚化して主要な課題の 1 つです。パッチ ・ クランプの技術は単一のセルを追跡するため、休憩が、彼らは多くの細胞で構成されているために、脊椎動物の胚への応用は限られました。現在の電圧の化学染料も、感度、特異性、および毒性のために理想的ではありません。GEVIs の発明に関する最近の取り組み私たち体内細胞の電気活動を可視化する新しいパスを提供し、リアルタイムで。ここでは、我々 はゼブラフィッシュ電気記者ライン、Tg の作成のプロセスを示した (ユービーアイ:ASAP1)。
ゼブラフィッシュ胚における監視できる細胞の電気的活動を示す記者魚行を使用して、.電気の電圧変化は、初期胚の中に細胞周期に関連性の高い。我々 は、その過分極が起こる胸の谷間溝/細胞分裂 (図 3) の形成の前に観察しました。これは...
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著者が明らかに何もありません。
この出版物で報告された研究がによって国立科学研究所の一般医療賞数 R35GM124913、パデュー大学 PI4D インセンティブ プログラム、および PVM 内部競争の下で健康の国民の協会のサポートされていた基本的な研究資金プログラムです。内容は著者の責任と資金調達エージェントの公式見解を必ずしも表さない。メダカ Tol2 構築、ASAP1 構造体のマイケル ・ リンありがとう川上浩一、 ubiプロモーターのレナード ・ ゾンを Addgene を構築します。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 14mL細胞培養チューブ | VWR | 60818-725 | 大腸菌培養 |
| アガロース電気泳動タンク | サーモサイエンティフィック | フクロウ B2 | DNA栄養症 |
| アガロースRA | アムレスコ | N605-500G | 注射ゲルを作るため |
| Attb1-ASAP1-F プライマー | IDT DNA | GGGGACAAGTTTGTACAAAAAA GCAGGCTTCACCATGGAGACGA CTGTGAGGTATGAACA | ASAP1 サブクローニング用コード領域増幅 |
| Attb2-ASAP1-R プライマー | IDT DNA | GGGGACCACTTTGTACAAGAAA GCTGGGTCTTAGGTTACCACTTC AAGTTGTTTCTTCTGTGAAGCCA | ASAP1 サブクローニング用コード領域増幅 |
| 明視野解剖スコープ | ニコン | SMZ 745 | デコレーション、マイクロインジェクション、マウント |
| カラーカメラ | ツァイ | アクシオカム MRc | 魚胚画像記録 |
| 凹型スライド | VWR | 48336-001 | イメージングプロセス中に魚の胚を保持するため |
| 使い捨てトランスファーピペット 3.4 ml | サーモサイエンティフィック | 13-711-9AM | 魚の胚と水移動 |
| エンドヌクレアーゼ酵素、ない | I NEB | R0189L | プラスミドDNAの線形化用 |
| エピフューレッセント化合物スコープ | Zeiss | Axio Imager.A2 | 魚胚イメージング |
| Epifuorescent stereo dissection scope | Zeiss | Stereo Discovery.V12 | 魚胚イメージング |
| 蛍光光源 | Lumen dynamics | X-cite seris 120 | 蛍光顕微鏡用光源 |
| 鉗子 #5 | WPI | 500342 | デコレーションと針折る |
| ゲートウェイ BP Clonase II 酵素ミックス | Thermo Scientific | 11789020 | ゲートウェイ BP組換えクローニング |
| ゲートウェイLRクロナーゼIIプラス酵素 | サーモサイエンティフィック | 12538120 | ゲートウェイLR組換えクローニング |
| ゲルDNAリカバリーキット | Zymo Research | D4002 | DNAゲル精製 |
| ローディングチップ | エッペンドルフ | 930001007 | キャピラリー針への注入液のローディング用 |
| メチルセルロース (1600cPs) | Alfa Aesar | 43146 | 魚の胚のマウント |
| メチレンブルー | シグマ・アルドリッチ | M9140 | ペトリ皿での真菌の発生を抑制 |
| マイクロインジェクションモールド | 適応科学ツール | TU-1 | 注射中に魚の胚を保持するためのアガオルスモールドトレイを準備するには |
| マイクロインジェクター | WPI | 空気圧ピコポンプ PV820 | マイクロインジェクションインジェクター |
| マイクロマニピュレーター | WPI | マイクロインジェクター MM3301R | マイクロインジェクション操作 |
| マイクロピペットプーラー | サッター器具 | P-1000 | 毛細管調製用 |
| 針 鉱物油 | アムレスコ | J217-500ml | 注射量校正用 |
| mMESSAGE mMACHINE SP6 転写キット | サーモサイエンティフィック | AM1340 | mRNA in vitro転写 |
| 単色カメラ | ツァイス | AxioCam MRm | 魚の胚の画像記録 |
| プラスミドMiniprepキット | Zymo Research | D4020 | 少量のプラスミドDNAを調製 |
| プラスチックペトリ皿 | VWR | 25384-088 | イメージングプロセス中に魚または魚の胚を保持するため |
| RNA クリーン&Concentrator-5 | Zymo Research | R1015 | mRNA in vitro転写後のmRNAクリーニング |
| 分光光度計 | Thermo Scientific | NanoDrop 2000 | DNAおよびRNA濃度の測定用 |
| ステージマイクロメーター | Am Scope | MR100 | マイクロインジェクションボリュームキャリブレーション |
| Thermocycler | Bio-Rad | T100 | 遺伝子クローニング用DNA増幅 |
| 薄壁ガラスキャピラリー | WPI | TW100F-4 | キャッピラリー針を作るための生ガラス |
| Tol2-exL1プライマー | IDT DNA | GCACAACACCAGAAATGCCCTC | Tol2 excise assay |
| Tol2-exR primer | IDT DNA | ACCCTCACTAAAGGGAACAAAG | Tol2 excise assay |
| TOP10 ケミカルコンピテント大腸菌 | Thermo Scientific | C404006 | 遺伝子クローニング |
| 中の形質転換に使用トリカインメシル酸塩 | Sigma-Aldrich | A5040 | 魚または魚の胚の麻酔用 |
| UVトランスイルミネーター 302nm | UVP | M-20V | DNAの可視化 |
| ウォーターバス | Thermo Scientific | 2853 | 遺伝子クローニングの形質転換プロセス用 |
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