Name: 초기 여자 배아 Morphogenesis 물리적 힘의 역할을 프로 빙 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-06-05T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 33 s
Description: 배우세요 병아리 배아의 ex-ovo 실험과 물리적 모델링을 통해 초기 뇌 형태 발생에서 역학적 힘의 역할을 연구하는 방법을. 이 기술은 조직 및 개체 수준에서 형태 발생 과정을 특성화하여 발달 생물학 연구에 활용됩니다.

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Z.C. 인정 다트머스 시작 기금과 브 랑 쿠와 이즈-과학 원정대, ETH 쮜 리 히에 의해 관리에 대 한 사회에서 지원 합니다. 저자는 박사 래리 A. Taber, Benjamen A. Filas, Qiaohang Guo Yunfei 시 유용한 토론에 대 한 뿐만 아니라 익명 검토자 의견 감사합니다. 이 자료는 국립 과학 재단 대학원 연구 친교 그랜트 번호 아래에서 지 원하는 작업 기반 DGE-1313911입니다. 모든 의견, 결과, 결론 또는 권고가이 자료에서 표현은 저자 (들)의 고 반드시 국립 과학 재단의 의견을 반영 하지 않습니다.

1입니다. 조직 배양의 준비
<ol><li>문화 미디어에 대 한 기반으로 4.5 g/L 포도 당, 나트륨 중 탄산염, 그리고 L-글루타민 0.5 L 병 Dulbecco의 수정이 글의 중간 (DMEM)의 사용 합니다.</li>
	<li>살 균 층 흐름 후드에서 DMEM의 0.5 l 항생제의 10 mL를 추가 합니다.</li>
	<li>살 균 피 펫을 사용 하 여 살 균 50 mL 원뿔 튜브 DMEM 항생제 솔루션 50 mL 전송.</li>
	<li>살 균 후드에 0.5 L 병에서 나머지 DMEM 항생제 솔루션에 병아리 세럼 50 mL를 추가 합니다.</li>
	<li>(라고도 약칭 병아리 문화 미디어 [CCM])-20 ° c.에 50 mL 원뿔 튜브 aliquots에 최종 솔루션 저장</li>
</ol>2. 달걀 부 화
<ol><li>섬세 한 사용을 70% 에탄올 수정된 특정 병원 체 자유로운 백색 레그 혼 닭 계란을 청소 정리 합니다. 계란 홀더에 세로 방향으로 정렬 합니다.</li>
	<li>37.5 ° C의 목표 온도 설정 하 고 48-55%에 습도 유지 하는 계란 부 화기를 켭니다. 습도 인큐베이터에 물 적절 한 양의 추가 하 여 제어 됩니다.</li>
	<li>HH11-13, 40-44 h 약을 알을 품 어.</li>
	<li>계란 살포 / 70% 에탄올으로 청소 하기 전에 약 15-30 분 동안 실내 온도에 냉각 하자.</li>
</ol>3. 풀 유리 모 세관
<ol><li>Micropipette 끌어당기는 사람에는 외부 직경 1.0 m m와 0.5 m m 내부 직경 10 cm 길이의 유리 모 세관 튜브를 탑재 합니다.</li>
	<li>열을 설정 하 고 각각 750와 400, 매개 변수를 당겨. 얇은 바늘으로 모 세관 튜브를 당겨 단추를 누릅니다.</li>
</ol>4. 필터 종이 캐리어 메서드
<ol><li>필터 종이에서 직경에서 대략 3 cm의 동그라미를 잘라.</li>
	<li>사각형 약 1cm를 잘라 2cm 구멍 구멍을 뚫는 사용 하 여 원형에서. 어떤 돌기 제거 또는 날카로운 모서리를 있는지 확인 하십시오.</li>
</ol>5. 배아 수확 및 준비
<ol><li>바닥에서 계란 균열, 당겨 떨어져 껍질 부드럽게 하 고 신중 하 게 150 m m x 15 mm 페 트리 접시에 내용을 입금. 태아 측이, 그들은 그들을 크래킹 하는 동안 incubated 했다 동일한 방향에서 계란을 계속 합니다.</li>
	<li>일회용 파스퇴르 피 펫을 사용 하 여 얇은 알 부 민을 제거 합니다.</li>
	<li>무뚝뚝한 끝난된 집게를 사용 하 여 노 른 자에서 두꺼운 알 부 민을 구분 합니다. 가볍게 무뚝뚝한 끝난된 집게와 노른자위의 상단 된다고 하 여 두꺼운 알 부 민 제거 되었습니다 확인 하십시오.</li>
	<li>뾰족한 집게를 사용 하 여 센터와 배아, 태아의 긴 축과 링의 긴 축에 일치 하는 필터 종이 반지 장소.</li>
	<li>가 위로 필터 종이 반지를 둘러싼 노 른 자를.</li>
	<li>노 른 자 먼저 렸 어디 사이트 쪽으로 비스듬한 방향에서 반지 및 노른자위에서 배아를 당겨.</li>
	<li>실내 온도 1 버퍼링 하는 인산 염 (PBS) x 두 순차 100 mm 요리에 배아를 린스.</li>
	<li>35 mm 페 트리 접시에 먼저 필터 종이 반지를 놓습니다. 다음 장소 배아 등 쪽을 필터 종이에 이미 35 mm 페 트리 접시에.</li>
	<li>장소 필터 종이 샌드위치 위에 스테인리스 반지. 태아 손상 되었는지 확인 합니다.</li>
	<li>각 페 트리 접시를 이전 준비 ccm 3 mL를 추가 합니다.</li>
	<li>가볍게 태아와 멀리 VM을 필 링, (바로 위에 개) 앞쪽 끝에서 시작 및 notochord (그림 1A)를 진행 상단 가져온된 모 세관 바늘을 감추고 여 각 배아의 VM을 제거 합니다.</li>
	<li>(습도 유지)을 물 포화 섬세 한 작업 잎사귀 줄지어 했다 한 150 mm 접시에 8 35 mm 페 트리 접시를 놓습니다.</li>
	<li>장소 sealable 비닐 봉지에 150 mm 페 트리 접시 다음 95% O2 , 5% CO2를 이루어져 있는 가스 혼합물으로 가방을 채우십시오.</li>
	<li>가방을 봉인 하 고 37.5 ° C 인큐베이터에 배치.</li>
	<li>HH15-HH16 (그림 1B)까지 추가 27 h에 대 한 태아를 품 어.</li>
</ol>6. 유도 표면 장력
<ol><li>인큐베이터에서 배아를 제거 하 고 그들의 이미지를 광학 일관성 단층 촬영 (OCT) 시스템을 사용 하 여. 신경 관 (NT) (그림 2)의 비틀림 각도를 사용 하 여 10 월</li>
	<li>가벼운 현미경에 배아를 전송 하 고 10 배 확대에서 시각화. 200 microliter 피 펫을 사용 하 여 점진적으로 배양 접시에서 미디어의 0.2 mL를 제거.</li>
	<li>태아에는 미디어에 어 인터페이스의 효과 관찰 하는 각 간격에서 명시 이미지를 가져가 라.</li>
	<li>태아에 걸쳐 표면 장력 비틀림 (그림 1C) 유도 될 때까지 미디어를 제거 합니다.</li>
	<li>배아 배아를 제어 하는 비교에 대 한 최종 비틀림 각도 설정 하려면 다시 한번 OCT 시스템을 사용 하 여 이미지.  참고: 밝은 필드 이미지 해 현미경을 사용 하 여 인수 했다. 광학 일관성 단층 촬영 시스템 연결 된 현미경으로 살아있는 배아의 단면 이미지 스택을 얻으려고 사용 되었다. 이미지 3 x 10 m m x 3 m m3 검색 도메인에서 얻은 다음 이미징 소프트웨어에서 처리. 마지막으로, 실제 모델 이미지는 디지털 싱글 렌즈 리 플렉스 카메라와 함께 찍은 사진.</li>
</ol>7. 표면 장력/VM 세력의 물리적 모델링
<ol><li>상업적인 모델링 소프트웨어 (그림 3A) HH14-17 사이의 배아 유사한 단순화 된 3D 형상을 개발 합니다.</li>
	<li>상업적인 3D 컴퓨터 그래픽 소프트웨어에서 3D 형상의 부정적인 형 디자인.</li>
	<li>3D 프린터 로드 1.75 m m 아크릴로 니트 릴 부 타 디 엔 스틸 렌 필 라 멘 트 3D 사용 하 여 인쇄 stereolithographic (.stl) 형태로 설계 된 금형.</li>
	<li>캐스팅 금형, 실리콘 고무 탄성 중합체 부품 A와 같은 부분에 B를 혼합 하 고 즉시; 금형에 혼합물을 부 어 12 h (그림 3B)에 대 한 실 온에서 치료 주조 금형을 설정 합니다.</li>
	<li>비틀림을 시각화 하는 등 측면에서 NT 따라 배아의 실제 모델을 표시 합니다.</li>
	<li>VM 또는 표면 장력 (그림 3D)의 모방을 3 차원 물리 모델에 적용 하는 힘을 복제 하는 coverslip를 사용 합니다.</li>
	<li>물리적 모델의 측면 길이가 엄밀한 전선의 시리즈를 삽입 합니다. 후는 coverslip 뇌 모델에 외부의 힘을 미치는, 전선 될 위치에 따라 각도에서 기운 다. 각 와이어 (그림 3E)의 원래 길이에 의해 arctan 예상된 길이의 회전 각도 결정 합니다.</li>
</ol>8. 심장 루프의 방향 변경
<ol><li>3.1 및 3.2 가져온된 모 세관 튜브를 단계를 따릅니다.</li>
	<li>5.1 5.10 태아 준비를 통해 단계를 따릅니다.</li>
	<li>집게의 쌍을 사용 하 여 태아 복 부-사이드 업 되도록 필터 종이 플립.</li>
	<li>가져온된 모 세관 튜브를 사용 하 여 splanchnopleure (SPL) 막에 슬릿 오픈 컷.</li>
	<li>모 세관 튜브를 사용 하 여 왼쪽을 오른쪽에서 마음을 밀어 기계적인 힘을 발휘 하.</li>
	<li>5.12 5.15 비틀림의 변화를 관찰 하는 것을 통해의 단계를 따릅니다.</li>
</ol>

<ol><li>Taber, L. A. <a target="_blank" href="http://appliedmechanicsreviews.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1395451">Biomechanics of Growth, Remodeling, and Morphogenesis.</a> Appl. Mech. Rev. 48, 487-545 (1995).</li>
<li>Wyczalkowski, M. A., Chen, Z., Filas, B. A., Varner, V. D., Taber, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Computational+models+for+mechanics+of+morphogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Birth+Defects+Research+Part+C+-+Embryo+Today%3A+Reviews%22%5BJournal%5D)">Computational models for mechanics of morphogenesis.</a> Birth Defects Research Part C - Embryo Today: Reviews. 96, 132-152 (2012).</li>
<li>Savin, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+growth+and+form+of+the+gut%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">On the growth and form of the gut.</a> Nature. 476, 57-62 (2011).</li>
<li>Gjorevski, N., Nelson, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+mechanics+of+development%3A+Models+and+methods+for+tissue+morphogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Birth+Defects+Research+Part+C+-+Embryo+Today%3A+Reviews%22%5BJournal%5D)">The mechanics of development: Models and methods for tissue morphogenesis.</a> Birth Defects Research Part C - Embryo Today: Reviews. 90, 193-202 (2010).</li>
<li>Shyer, A. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Villification%3A+how+the+gut+gets+its+villi%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Villification: how the gut gets its villi.</a> Science. 342, 212-218 (2013).</li>
<li>Ambrosi, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perspectives+on+biological+growth+and+remodeling%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Mechanics+and+Physics+of+Solids%22%5BJournal%5D)">Perspectives on biological growth and remodeling.</a> Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 59, 863-883 (2011).</li>
<li>Chen, Z., Majidi, C., Srolovitz, D. J., Haataja, M. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.3530441">Tunable helical ribbons.</a> Appl. Phys. Lett. 98, (2011).</li>
<li>Gerbode, S. J., Puzey, J. R., McCormick, A. G., Mahadevan, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+the+cucumber+tendril+coils+and+overwinds%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">How the cucumber tendril coils and overwinds.</a> Science. 337, 1087-1091 (2012).</li>
<li>Armon, S., Efrati, E., Kupferman, R., Sharon, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Geometry+and+mechanics+in+the+opening+of+chiral+seed+pods%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Geometry and mechanics in the opening of chiral seed pods.</a> Science. 333, 1726-1730 (2011).</li>
<li>Filas, B. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+potential+role+for+differential+contractility+in+early+brain+development+and+evolution%5BTitle%5D)+AND+%22Biomech.+Model.+Mechanobiol%22%5BJournal%5D)">A potential role for differential contractility in early brain development and evolution.</a> Biomech. Model. Mechanobiol. 11, 1251-1262 (2012).</li>
<li>Xu, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Axons+pull+on+the+brain%2C+but+tension+does+not+drive+cortical+folding%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech.+Eng%22%5BJournal%5D)">Axons pull on the brain, but tension does not drive cortical folding.</a> J. Biomech. Eng. 132, 71013(2010).</li>
<li>Chen, Z., Guo, Q., Dai, E., Forsch, N., Taber, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+the+embryonic+chick+brain+twists%5BTitle%5D)+AND+%22J.+R.+Soc.+Interface%22%5BJournal%5D)">How the embryonic chick brain twists.</a> J. R. Soc. Interface. 13, (2016).</li>
<li>Manca, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nerve+growth+factor+regulates+axial+rotation+during+early+stages+of+chick+embryo+development%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Nerve growth factor regulates axial rotation during early stages of chick embryo development.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 109, 2009-2014 (2012).</li>
<li>Shi, Y., Yao, J., Xu, G., Taber, L. a <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bending+of+the+looping+heart%3A+differential+growth+revisited%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech.+Eng%22%5BJournal%5D)">Bending of the looping heart: differential growth revisited.</a> J. Biomech. Eng. 136, 1-15 (2014).</li>
<li>Shi, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bending+and+twisting+the+embryonic+heart%3A+A+computational+model+for+c-looping+based+on+realistic+geometry%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Bending and twisting the embryonic heart: A computational model for c-looping based on realistic geometry.</a> Front. Physiol. 5, (2014).</li>
<li>Taber, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphomechanics%3A+Transforming+tubes+into+organs%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Genetics+and+Development%22%5BJournal%5D)">Morphomechanics: Transforming tubes into organs.</a> Current Opinion in Genetics and Development. 27, 7-13 (2014).</li>
<li>Hosseini, H. S., Beebe, D. C., Taber, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+effects+of+the+surface+ectoderm+on+optic+vesicle+morphogenesis+in+the+chick+embryo%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech%22%5BJournal%5D)">Mechanical effects of the surface ectoderm on optic vesicle morphogenesis in the chick embryo.</a> J. Biomech. 47, 3837-3846 (2014).</li>
<li>Hamburger, V., Hamilton, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+series+of+normal+stages+in+the+development+of+the+chick+embryo%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Dyn%22%5BJournal%5D)">A series of normal stages in the development of the chick embryo.</a> Dev. Dyn. 88, 49-92 (1951).</li>
<li>Shi, Y., Varner, V. D., Taber, L. a <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Why+is+cytoskeletal+contraction+required+for+cardiac+fusion+before+but+not+after+looping+begins%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Biol%22%5BJournal%5D)">Why is cytoskeletal contraction required for cardiac fusion before but not after looping begins?</a> Phys. Biol. 12, 16012(2015).</li>
<li>Garcia, K. E., Okamoto, R. J., Bayly, P. V., Taber, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contraction+and+stress-dependent+growth+shape+the+forebrain+of+the+early+chicken+embryo%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mech.+Behav.+Biomed.+Mater%22%5BJournal%5D)">Contraction and stress-dependent growth shape the forebrain of the early chicken embryo.</a> J. Mech. Behav. Biomed. Mater. 65, 383-397 (2017).</li>
<li>Faisst, A. M., Alvarez-Bolado, G., Treichel, D., Gruss, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rotatin+is+a+novel+gene+required+for+axial+rotation+and+left-right+specification+in+mouse+embryos%5BTitle%5D)+AND+%22Mech.+Dev%22%5BJournal%5D)">Rotatin is a novel gene required for axial rotation and left-right specification in mouse embryos.</a> Mech. Dev. 113, 15-28 (2002).</li>
<li>Yalcin, H. C., Shekhar, A., Rane, A. a, Butcher, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+ex-ovo+chicken+embryo+culture+system+suitable+for+imaging+and+microsurgery+applications%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">An ex-ovo chicken embryo culture system suitable for imaging and microsurgery applications.</a> J. Vis. Exp. (44), (2010).</li>
<li>Chapman, S. C., Collignon, J., Schoenwolf, G. C., Lumsden, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+method+for+chick+whole-embryo+culture+using+a+filter+paper+carrier%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Dyn%22%5BJournal%5D)">Improved method for chick whole-embryo culture using a filter paper carrier.</a> Dev. Dyn. 220, 284-289 (2001).</li>
<li>Campàs, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantifying+cell-generated+mechanical+forces+within+living+embryonic+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Methods%22%5BJournal%5D)">Quantifying cell-generated mechanical forces within living embryonic tissues.</a> Nat. Methods. 11, 183-189 (2014).</li>
<li>Schierenberg, E., Junkersdorf, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+eggshell+and+underlying+vitelline+membrane+for+normal+pattern+formation+in+the+early+C.+elegans+embryo%5BTitle%5D)+AND+%22Roux%27s+Arch.+Dev.+Biol%22%5BJournal%5D)">The role of eggshell and underlying vitelline membrane for normal pattern formation in the early C. elegans embryo.</a> Roux's Arch. Dev. Biol. 202, 10-16 (1992).</li>
<li>Chuai, M., Weijer, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Mechanisms+Underlying+Primitive+Streak+Formation+in+the+Chick+Embryo%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Topics+in+Developmental+Biology%22%5BJournal%5D)">The Mechanisms Underlying Primitive Streak Formation in the Chick Embryo.</a> Current Topics in Developmental Biology. 81, 135-156 (2008).</li>
<li>Voronov, D. A., Alford, P. W., Xu, G., Taber, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+mechanical+forces+in+dextral+rotation+during+cardiac+looping+in+the+chick+embryo%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Biol%22%5BJournal%5D)">The role of mechanical forces in dextral rotation during cardiac looping in the chick embryo.</a> Dev. Biol. 272, 339-350 (2004).</li>
<li>Raya, A., Izpisua Belmonte, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unveiling+the+establishment+of+left-right+asymmetry+in+the+chick+embryo%5BTitle%5D)+AND+%22Mechanisms+of+Development%22%5BJournal%5D)">Unveiling the establishment of left-right asymmetry in the chick embryo.</a> Mechanisms of Development. 121, 1043-1054 (2004).</li>
<li>Voronov, D. A., Taber, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+looping+in+experimental+conditions%3A+Effects+of+extraembryonic+forces%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Dyn%22%5BJournal%5D)">Cardiac looping in experimental conditions: Effects of extraembryonic forces.</a> Dev. Dyn. 224, 413-421 (2002).</li>
<li>Chen, Z., Huang, G., Trase, I., Han, X., Mei, Y. <a target="_blank" href="https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.5.017001">Mechanical Self-Assembly of a Strain-Engineered Flexible Layer: Wrinkling, Rolling, and Twisting.</a> Phys. Rev. Appl. 5, (2016).</li>
<li>Manner, J., Seidl, W., Steding, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+of+the+cervical+flexure%3A+an+experimental+study+on+chick+embryos%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Anat.+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">Formation of the cervical flexure: an experimental study on chick embryos.</a> Acta Anat. (Basel). 152, 1-10 (1995).</li>
<li>Ware, M., Schubert, F. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+the+early+axon+scaffold+in+the+rostral+brain+of+the+chick+embryo%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Anat%22%5BJournal%5D)">Development of the early axon scaffold in the rostral brain of the chick embryo.</a> J. Anat. 219, 203-216 (2011).</li>
<li>Ramasubramanian, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+role+of+intrinsic+and+extrinsic+forces+in+early+cardiac+S-looping%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Dyn%22%5BJournal%5D)">On the role of intrinsic and extrinsic forces in early cardiac S-looping.</a> Dev. Dyn. 242, 801-816 (2013).</li>
<li>Hoyle, C., Brown, N. a, Wolpert, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+left%2Fright+handedness+in+the+chick+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Development%22%5BJournal%5D)">Development of left/right handedness in the chick heart.</a> Development. 115, 1071-1078 (1992).</li>
<li>Nerurkar, N. L., Ramasubramanian, A., Taber, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphogenetic+adaptation+of+the+looping+embryonic+heart+to+altered+mechanical+loads%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Dyn%22%5BJournal%5D)">Morphogenetic adaptation of the looping embryonic heart to altered mechanical loads.</a> Dev. Dyn. 235, 1822-1829 (2006).</li>
<li>Levin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Left-right+asymmetry+and+the+chick+embryo%5BTitle%5D)+AND+%22Semin.+Cell+Dev.+Biol%22%5BJournal%5D)">Left-right asymmetry and the chick embryo.</a> Semin. Cell Dev. Biol. 9, 67-76 (1998).</li>
<li>Roebroek, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Failure+of+ventral+closure+and+axial+rotation+in+embryos+lacking+the+proprotein+convertase+Furin%5BTitle%5D)+AND+%22Development%22%5BJournal%5D)">Failure of ventral closure and axial rotation in embryos lacking the proprotein convertase Furin.</a> Development. 125, 4863-4876 (1998).</li>
<li>Peebles, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+proton+spectroscopy+and+diffusion+weighted+imaging+of+chick+embryo+brain+in+ovo%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance proton spectroscopy and diffusion weighted imaging of chick embryo brain in ovo.</a> Dev. Brain Res. 141, 101-107 (2003).</li>
<li>Zhu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerberus+regulates+left-right+asymmetry+of+the+embryonic+head+and+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Biol%22%5BJournal%5D)">Cerberus regulates left-right asymmetry of the embryonic head and heart.</a> Curr. Biol. 9, 931-938 (1999).</li>
</ol>

저자는 관심 없음 충돌 선언합니다.

반면 물리적 현상 morphogenesis26,27,,2829,30, 특정 기계 메커니즘과 함께 기계 조정에에서 중요 한 역할 및 분자 메커니즘, 크게 미개척 남아 있습니다. 그것은 복 부 굴곡와 원시적인 뇌의 우 비틀림 초기 배아 morphogenesis18,31,,3233에 공헌 하는 2 개의 중앙 과정 알려져 34, 하지만 아무 사전 연구 초기 ...

현대 개발 생물학 연구는 주로 분자 유전학1,2,,34,,56 의 관점에서 이해 개발에 초점을 맞추고합니다 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13. 현상과 morphogenesis에서 중심 역할을 담당할 또는 생물의 생성 형성14,15,,1617; 알려져 있다 그러나, 개발의 특정 기계적 메커니즘 크게 unstudied 남아 있다. 복 부 굴곡 및 원시 뇌 관 후 햄버거 해밀턴 무대 11 (HH 11)18 배아 모양에 기여 하는 두 가지 주요 프로세스의 우 비틀림19,20을 변경 합니다. 특히, 배아 두뇌에 비틀림 개발 기본 물리적 메커니즘 불완전 하 게 이해 남아 있습니다.
병아리 태아에 배아 비틀림 개발에 왼쪽 오른쪽 (L R) 비대칭의 초기 전체적 이벤트 중 하나입니다. L-R 비대칭의 과정을 교란 하는 경우 사이트 inversus, 이성질체또는 heterotaxia 같은 출생 결함21을발생 합니다. 여기 선물이 전 비켜 실험22,23 물리적 모델링 초기 미 발달 두뇌 개발 하는 동안 기계적인 힘의 특성을 결합 하는 프로토콜. 제시 하는 방법의 목표는 기계적인 힘 두뇌와 초기 개발12동안 비틀림의 정도 영향을 주는 요인에 대 한 책임을 식별 하는입니다. Vitelline 막 (VM) 태아의 등 쪽을 구속 하는 실험 관찰을 바탕으로, 우리는 VM 개발 두뇌의 비틀림을 유도 하는 데 필요한 힘을 제공 한다는 가설. 따라서,이 방법에서는, 두뇌 염력에 효과를 뇌 영역을 커버 하는 VM의 일부를 제거 했습니다. 또한, 액체의 표면 장력을 적용 하는 방법은 VM의 기계적 역할을 확인 하 고 이전 수행 하지 않았다면 뇌 염력에 필요한 힘의 견적을 제공 하 사용 되었다. 배아 morphogenesis 동안 힘을 측정 하는 것은 어려운 작업입니다. 특히, 선구적인 연구 Campàs와 동료24 삽입 된 microdroplets를 사용 하 여 셀룰러 스트레스 척도를 새로운 방법을 개발. 그럼에도 불구 하 고,이 방법 세포 수준, 그러므로 힘에서 조직 또는 유기 체 수준 프로브 적용 되지 않습니다에서 세력을 측정을 수 있었습니다. 이 문서에 소개 된 프로토콜은 부분적으로이 갭을 채우기 위해 개발 되었다.

<table><tbody><tr><td>수정 특정 병원균이 없는 White Leghorn 닭 달걀</td><td>Charles River</td><td></td><td></td></tr><tr><td>광학 간섭성 단층 촬영 현미경</td><td>Thorlabs</td><td>GAN220C1</td><td></td></tr><tr><td>실리콘 엘라스토머</td><td>Smooth-On, Inc.</td><td>EcoFlex 00-50</td><td></td></tr><tr><td>해부 현미경</td><td>Leica</td><td>MZ8</td><td></td></tr><tr><td>Dulbecco' 의 변형된 독수리' s Medium (DMEM)</td><td>Lonza</td><td>12-604F</td><td></td></tr><tr><td>Antibiotics</td><td>Sigma</td><td>P4083</td><td></td></tr><tr><td>Chick serum</td><td>Sigma</td><td>C5405</td><td></td></tr><tr><td>Micropipette puller</td><td>Sutter Instrument</td><td>Model P-30</td><td></td></tr><tr><td>Filter paper</td><td>Whatman</td><td>5202-110</td><td></td></tr><tr><td>Phosphate buffered Saline (PBS)</td><td>Corning</td><td>21-040-CV</td><td></td></tr><tr><td>Comsol MultiPhysics</td><td>Comsol</td><td></td><td></td></tr><tr><td>3D 컴퓨터 그래픽 소프트웨어</td><td>Rhino 5</td><td></td><td></td></tr><tr><td>현미경 OCT Nikon에 부착</td>&<td>nbsp;</td><td>FN1</td><td></td></tr><tr><td>디지털 일안 리플렉스 카메라</td><td>EOS&nbsp;</td><td>반란군 T3i</td><td></td></tr></tbody></table>

초기 여자 배아 morphogenesis 물리적 힘의 역할을 프로 빙

Probing the Roles of Physical Forces in Early Chick Embryonic Morphogenesis

배아 개발은 전통적으로 바이오 유전자의 관점에서 하지만 morphogenesis에서 역학의 기본적인 중요성은 점점 더 인식 되 고. 특히,는 미 발달 병아리 마음과 뇌 관, 그들은 개발 형태학 상 변화를 받아야, 총리 후보자 morphogenesis 물리적 힘의 역할을 연구 중입니다. 진보적인 복 부 굽 힘과 관 미 발달 병아리 두뇌의 우 비틀림 기관 수준 좌우 비대칭 병아리 배아 개발에서의 초기 단계에서 발생. Vitelline 막 (VM) 태아의 등 쪽을 구속 하 고 개발 두뇌의 비틀림을 유도 하는 데 필요한 힘 제공에 연루 되어 있다. 여기 새로운 전 비켜 실험의 조합을 뇌 비틀림의 메커니즘을 식별 하기 위해 모델링 물리적 선물이. 햄버거-해밀턴 단계에서 11, 배아는 수확 하 고 교양 비켜 ex (미디어에서). VM 이후에 가져온된 모 세관 튜브를 사용 하 여 제거 됩니다. 액체의 레벨을 제어 하 고 액체 공기 인터페이스에 배아를 쓰는, VM의 기계적 역할을 대체 하는 미디어의 액체 표면 장력을 사용할 수 있습니다. 미세 실험 또한 뇌 비틀림의 카이랄성에 결과 변화를 찾을 수 심장의 위치 변경을 수행 했다. 이 프로토콜에서 결과 morphogenesis 운전 역학의 기본적인 역할을 설명 합니다.

이 연구에서는 HH11에서 배아의 VM 흉부 굴곡을 앞쪽 끝에서 제거 되었습니다. 배아 10 월 시스템에 의해 몇 군데 있었다. 이 단계에서 뇌 관의 비틀림 하지 (그림 1A)를 시작 했다. HH15-16에는 알을 품 되 고, 후 그들의 VM 제거와 배아 감소 뇌 튜브 비틀림, 약 35도 (그림 1B) 약 90도의 비틀림을 전시 하는 배아를 제어에 비해 전시. 미디어 수준 제거 그들의 vm 배아의 지 느 러 미 끝에 표면 장력을 유발 하는 낮 췄 다, 두뇌 수준 제어 배아 (그림 1C)에 비해 트위스트. 그림 2 는 HH 13 태아 흉부 방향 각도와 두개골 방향 각도 (그림 2A) 표시의 대표 10 월 이미...

여기, 우리는 일련의 새로운 전 비켜 실험 및 초기 여자 배아 뇌 비틀림 동안 morphogenesis의 역학을 공부에 대 한 물리적 모델링 접근법을 소개 하는 프로토콜을 제시.

초기 여자 배아 Morphogenesis 물리적 힘의 역할을 프로 빙

Embryonic development is traditionally studied from the perspective of biomolecular genetics, but the fundamental importance of mechanics in morphogenesis ...

이 실험 프로토콜의 전반적인 목표는 ex ovo 실험을 통해 초기 배아 뇌 발달에서 기계적 힘의 역할을 연구하는 것입니다. 이 방법은 생물학적 형태의 생성인 형태 형성에서 기계적 단서의 역할과 같은 발생 생물학 및 생체 역학의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 조직 및 유기체 수준에서 형태 형성에서 기계적 힘의 역할을 특성화할 수 있다는 것입니다.이 절차를 시작하려면 70% 에탄올이 함유된 섬세한 물티슈를 사용하여 수정된 특정 병원체가 없는 White Leghorn 닭 달걀을 세척합니다. 그런 다음 홀더에 계란을 세로 방향으로 배열합니다. 그 후, 계란 부화기를 목표 온도인 섭씨 37.5도로 설정하고 습도를 48-55%로 유지 습도는 부화기에 적당량의 물을 첨가하여 습도를 조절합니다.약 40-44시간 동안 알을 HH11-13까지 부화시킵니다. 그 후, 계란을 실온에서 약 15-30분 동안 식힌 후 70% 에탄올로 세척합니다. 이 단계에서 바닥에서 계란을 깨고 껍질을 부드럽게 당겨 분리한 다음 내용물을 150 x 15mm 페트리 접시에 조심스럽게 넣습니다.배아 쪽이 위로 향하도록 하려면 난자를 깨는 동안 부화한 것과 동일한 방향으로 난자를 유지하십시오. 일회용 파스퇴르 피펫을 사용하여 얇은 알부민을 제거합니다. 끝이 뭉툭한 집게를 사용하여 두꺼운 알부민과 노른자를 분리합니다.노른자의 윗부분을 가볍게 긁어서 두꺼운 알부민이 제거되었는지 확인합니다. 그런 다음 끝이 가는 집게를 사용하여 여과지 링을 배아 위에 놓고 중앙에 놓고 링의 긴 축을 배아의 긴 축과 일치시킵니다. 그런 다음 여과지 링을 둘러싼 노른자를 가위로 자릅니다.그런 다음 고리와 배아를 노른자에서 난황이 처음 절단된 부위를 향해 비스듬한 방향으로 당겨냅니다. 그런 다음 실온 PBS를 사용하여 100mm 접시 2개에 담아 배아를 헹굽니다. 그런 다음 여과지 링을 35mm 페트리 접시에 넣습니다.배아 등쪽을 위로 향하게 하여 35mm 페트리 접시의 다른 여과지 위에 놓습니다. 그런 다음 여과지 샌드위치 위에 스테인리스 스틸 링을 놓습니다. 배아가 손상되지 않도록 주의하십시오.이제 이전에 준비된 CCM을 3ml를 각 페트리 접시에 추가합니다. 당겨진 모세혈관 바늘을 배아 상단을 가로질러 가볍게 훑어내어 각 배아의 유리막 막을 제거합니다. 그런 다음 앞쪽 끝에서 시작하여 노토코드까지 진행하여 vitelline 막을 벗겨냅니

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Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

이 비디오는 현장 하이브리드화, 2 개의 다른 유전자의 공간과 시간적 표현식 패턴이 젊은 여자는 배아에서 시각 될 수있는 방법 2 색 전체 마운트를 보여줍니다. 이 방법은 원래 데이비드 윌킨슨, 도밍고스 헨리크, 필 잉엄 데이비드 이쉬 - Horowicz에 의해 도입되었다.

조기 칙 태아의 현장 하이브리드화에서 더블 전체 산

초기 여자는 배아에서 Morphogenetic 조직 Deformations 추적

성장 인자 또는 신호 전달 경로의 특정 억제제에 적신 구슬을 발달 중인 배아에 접목함으로써 생체 내에서 그 효과를 직접 테스트할 수 있습니다. 이 프로토콜에서는 비드를 사지 싹에 이식하여 이러한 분자가 유전자 발현 및 신호 전달에 미치는 영향을 확인합니다.

유전자 발현에 영향을 미치는 신호 전달 진학을 확인하기 위해 닭 배아 사지 개발에 구슬의 접목

사지 형성에 필요한 병아리 배아에서 본체 축과 측면 조직 사이의 유도 이벤트를 차단하기 위해 불침투성 장벽을 사용하는 프로토콜이 설명되어 있습니다. 후보 유도 신호에 적신 구슬은 장벽 배치의 영향을 극복하는 데 사용되며 유전자 발현 분석을 통해 이를 확인할 수 있습니다.

후보 인자 젖 구슬과 결합하여 불 침투성 장벽의 응용 프로그램은 병아리에서 유도 신호를 공부하기

물성 및 비보에 긴장 매개 변수 측정 도구의 부족 방지 개발 하는 동안 그들의 역할을 확인 합니다. 우리는 원자 힘 현미경 (AFM) 및 나노-추적 epiboly 동안 그대로 zebrafish 태아 노른자위 셀에 기계적 기능 척도를 고용. 이 메서드는 안정적이 고 광범위 하 게 적용 관입 개입을 피하.

AFM와 Microrheology Zebrafish 태아 노른자위 셀에

선물이 빛 시트 현미경을 초파리 태아에 구슬 없이 셀 역학을 구현 결합 광학 족집게의 설치.

초파리 배아에 구슬 없는 광학 핀셋으로 셀 역학 조사

재조합 팔다리는 배아 신호의 영향으로 세포 분화 과정과 패턴 생성을 연구 할 수있는 강력한 실험 모델입니다. 이 프로토콜은 상이한 유기체로부터 수득된 다른 세포 유형에 적응할 수 있는 닭 사지-중배엽 세포로 재조합 사지를 생성하는 상세한 방법을 제시한다.

치킨 재조합 사지 분석은 모르포겐, 패터닝 및 세포 분화의 초기 단계를 이해하기 위한

침지된 비드 분석은 세포 분화 및 형태형성의 조절을 연구하기 위해 임의의 발달 시점에서 시험 시약의 표적화된 전달을 포함한다. 세 가지 다른 유형의 침지 된 구슬을 준비하고 닭 배아의 교차 숫자에 이식하기위한 모든 실험 동물 모델에 적용 가능한 상세한 프로토콜이 제시됩니다.

Soaked-Bead Assay를 사용한 닭 배아 발생 동안의 세포 분화, Morphogenesis, 및 패터닝 분석

여기에서는 조직 상호 작용, 4D 이미징 타임랩스 동영상(3D 플러스 타임), 분자 기능의 전역 또는 국소 섭동 및 시스템 생물학 특성화를 검사하는 데 사용할 수 있는 세 가지 유형의 조류 배아 피부 이식 배양에 대한 프로토콜을 설명합니다.

조직 패터닝 및 유기 형성을 연구하기 위해 조류 피부 이식물을 사용합니다.

이 프로토콜은 병아리 배아 신경 형성 중 신경판 조직의 기계적 특성을 종단적으로 모니터링하기 위해 개발되었습니다. Brillouin 현미경과 무대 배양 시스템의 통합을 기반으로 하며, 배 양된 병아리 배아에서 신경판 조직의 실시간 기계적 이미징을 가능하게 합니다.

병아리 배아의 신경관 폐쇄 중 조직의 기계적 진화 모니터링

배우세요 병아리 배아의 ex-ovo 실험과 물리적 모델링을 통해 초기 뇌 형태 발생에서 역학적 힘의 역할을 연구하는 방법을. 이 기술은 조직 및 개체 수준에서 형태 발생 과정을 특성화하여 발달 생물학 연구에 활용됩니다.

초기 여자 배아 Morphogenesis 물리적 힘의 역할을 프로 빙

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