Name: De rol van fysieke krachten in vroege Chick embryonale morfogenese sonderen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-06-05T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 33 s
Description: Verken de rol van mechanische krachten in vroege hersenontwikkeling van kippenembryo's met ex-ovo experimenten. Deze methode karakteriseert morfogenese op weefselniveau en opent nieuwe inzichten in ontwikkelingsbiologie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Z.C. erkent de steun van Dartmouth opstarten Fonds en de Branco Weiss - Society for Science fellowship, beheerd door de ETH Zürich. De auteurs bedanken Drs. Larry A. Taber, Benjamen A. Filas, Qiaohang Guo, Yunfei Shi voor nuttige discussies, alsmede de Anoniem reviewers voor opmerkingen. Dit materiaal is gebaseerd op werk gesteund door de National Science Foundation Graduate Research Fellowship onder Grant nr. DGE-1313911. Mening, bevindingen, en conclusies of aanbevelingen uitgedrukt in dit materiaal zijn die van de auteurs (s) en weerspiegelen niet noodzakelijk de standpunten van de National Science Foundation.

1. bereiding van de voedingsbodems van weefsel
<ol><li>Een 0.5 L fles van Dulbecco van bewerkt Eagle's Medium (DMEM) met 4,5 g/L glucose, natriumbicarbonaat, en L-glutamine gebruiken als basis voor de cultuur-media.</li>
	<li>Voeg 10 mL van antibiotica de 0.5 l van DMEM in een steriele laminaire flow kap.</li>
	<li>Met behulp van een steriele precisiepipet, overbrengen in 50 mL van de oplossing DMEM antibiotica een conische buis van steriele 50 mL.</li>
	<li>Voeg 50 mL van het kuiken serum aan de resterende DMEM antibiotica oplossing in de fles 0,5 L in de steriele kap.</li>
	<li>Opslaan van de eindoplossing (hierna chick voedingsbodems [CCM]) in 50 mL conische buis aliquots bij-20 ° C.</li>
</ol>2. ei incubatie
<ol><li>Gebruik delicate veegt met 70% ethanol bevruchte specifieke pathogenen vrije wit Leghorn kippeneieren schoon te maken. Eieren in een longitudinale oriëntatie op houders te regelen.</li>
	<li>Zet een ei incubator een doel temperatuur van 37,5 ° C instellen en onderhouden van de luchtvochtigheid op 48-55%. De luchtvochtigheid wordt gecontroleerd door een juiste hoeveelheid water toe te voegen aan de incubator.</li>
	<li>Incubeer de eieren tot en met HH11-13, ongeveer 40-44 h.</li>
	<li>Laat die de eieren bij kamertemperatuur gedurende ongeveer 15-30 minuten vóór het spuiten/reiniging met 70% ethanol afkoelen.</li>
</ol>3. Trek glazen capillairen
<ol><li>Een 10 cm lange glazen capillaire buizen met een buitendiameter van 1,0 mm en een inwendige diameter van 0,5 mm monteren op een trekker van de micropipet.</li>
	<li>Instellen van de hitte en trek parameters naar 750 en 400, respectievelijk. Druk op de knop van de pull te trekken van het capillair in dunne naalden.</li>
</ol>4. filtreerpapier vervoerder methode
<ol><li>Snijd de cirkels van ongeveer 3 cm in diameter van filtreerpapier.</li>
	<li>Snijd een rechthoek ongeveer 1 cm 2 cm van de cirkel met behulp van een perforator. Zorg ervoor dat te verwijderen elke uitsteekt of scherpe hoeken.</li>
</ol>5. embryo oogsten en voorbereiding
<ol><li>Barst van de eieren van de bodem, trek uit elkaar de shell voorzichtig en zorgvuldig stort inhoud in een petrischaal 150 x 15 mm. Om ervoor te zorgen dat de embryo-kant is, houden de eieren in dezelfde afdrukstand die ze werden geïncubeerd terwijl ze kraken.</li>
	<li>Verwijder de dunne albumine met behulp van een wegwerp Pipet van Pasteur.</li>
	<li>De dikke albumine te scheiden van de dooier met behulp van botte eindigde pincet. Ervoor zorgen dat de dikke albumine is verwijderd door de bovenkant van de dooier licht te schrapen met de botte eindigde pincet.</li>
	<li>Gebruik schone-tipped pincet te centreren en plaatst u een filtreerpapier ring op het embryo, overeenkomen met de lengteas van de ring met de lange as van het embryo.</li>
	<li>De dooier rondom het filtreerpapier-ring met een schaar te knippen.</li>
	<li>Trek de ring en het embryo uit de dooier in een schuine richting van de site waar de dooier eerst werd gesneden.</li>
	<li>Spoel de embryo's in twee opeenvolgende 100 mm gerechten met kamertemperatuur 1 x fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS).</li>
	<li>Plaats eerst een filtreerpapier ring in een petrischaal 35-mm. Plaats dan de dorsale zijde van embryo tot op het filtreerpapier al in 35-mm petrischaal.</li>
	<li>Plaats een roestvrij stalen ring op de top van de sandwich filtreerpapier. Zorg ervoor dat niet te beschadigen van het embryo.</li>
	<li>Voeg 3 mL van de eerder bereid CCM toe aan elke petrischaal.</li>
	<li>Verwijder de VM van elk embryo door licht het afromen van de getrokken capillaire naald aan de bovenkant van het embryo en peeling de VM weg, vanaf de voorste einde (pal boven de reukkolf) en over te gaan tot het chorda (figuur 1A).</li>
	<li>Plaats acht 35-mm petrischalen in een 150 mm schotel dat werd bekleed met water verzadigd delicate taak doekjes (om vochtigheid).</li>
	<li>Plaats de petrischaal 150-mm in een afsluitbare plastic zak dan de zak vullen met een mengsel van koolwaterstofgassen bestaat uit 95% O2 en 5% CO2.</li>
	<li>Sluit de zak en plaatst u deze in een 37,5 ° C incubator.</li>
	<li>Incubeer de embryo's voor een extra 27 h tot HH15-HH16 (figuur 1B).</li>
</ol>6. het induceren van oppervlaktespanning
<ol><li>Verwijder de embryo's uit de incubator en een optische coherentie tomografie (OCT) systeem gebruiken om het imago van hen. Gebruik OCT om te bepalen van de torsional hoek van de neurale buis (NT) (Figuur 2).</li>
	<li>De embryo's overbrengen in een lichte Microscoop en visualiseer bij 10 X vergroting. Gebruik een pipet 200 microliter om stapsgewijs 0,2 mL van de media van de petrischaal.</li>
	<li>Neem helderveld beelden bij elk interval te observeren van de effecten van de media-lucht-interface op het embryo.</li>
	<li>Media verwijderen totdat de oppervlaktespanning over het embryo torsie (Figuur 1 c induceert).</li>
	<li>Het imago van het embryo met behulp van de OCT-systeem eens te meer om een definitieve torsional hoek voor vergelijking met de controle van de embryo's.  Opmerking: De Bright-veld beelden werden verkregen met behulp van een Microscoop ontleden. Een optische coherentie tomografie systeem met een bijgevoegde Microscoop werd gebruikt voor het verwerven van transversale afbeeldingsstapels van levende embryo's. Beelden werden verkregen in een 3 x 10 x 3 mm3 scannen domein en vervolgens verwerkt in een imagingsoftware. Tot slot, de fysieke model beelden werden genomen met een digitale single-lens reflex camera.</li>
</ol>7. fysieke modellering van de oppervlaktespanning/VM krachten
<ol><li>Ontwikkelen van een vereenvoudigde 3D-geometrie die lijkt op een embryo tussen HH14-17 in commerciële modeling software (figuur 3A).</li>
	<li>Het ontwerp van de negatieve schimmel van de 3D-geometrie in commerciële 3D-computer grafische software.</li>
	<li>Gebruik een 3D-printer geladen met 1,75 mm acrylonitril butadieen styreen gloeidraad naar 3D print de ontworpen schimmel, in stereolithographic (.stl) formaat.</li>
	<li>Om de schimmel, mengen van silicone rubber elastomeer componenten A en B in gelijke delen en giet het mengsel in de mal snel; Stel de mal gieten om te genezen bij kamertemperatuur voor 12u (figuur 3B).</li>
	<li>Markeer het fysisch model van het embryo langs de NT aan de dorsale zijde om te visualiseren torsie.</li>
	<li>Gebruik een dekglaasje aan om te repliceren de kracht toegepast op het 3D-fysieke model die het VM of oppervlaktespanning (figuur 3D bootst).</li>
	<li>Plaats een aantal starre draden van gelijke lengte aan de kant van het fysieke model. Nadat het dekglaasje aan een externe kracht op het model van de hersenen oefent, worden de draden gekanteld in een hoek dat afhankelijk van de locatie. Bepalen de rotatie hoek arctan van de geprojecteerde lengte over de oorspronkelijke lengte van elke draad (figuur 3E).</li>
</ol>8. wijzigen van de richting van het hart-lus
<ol><li>Volg de stappen in 3.1 en 3.2 bij het verkrijgen van een getrokken capillaire buis.</li>
	<li>Volg de stappen in 5.1 tot en met 5.10 ter voorbereiding van het embryo.</li>
	<li>Gebruik een paar pincet te spiegelen het koffiefilter zodat het embryo ventrale-side-up wordt.</li>
	<li>Hiermee kunt u dat het getrokken capillair opengesneden een spleet in het membraan van de splanchnopleure (SPL).</li>
	<li>Gebruik het capillair aan het uitoefenen van een mechanische kracht te duwen het hart van de rechterkant naar de linkerkant.</li>
	<li>Volg de stappen in 5.12 tot 5.15 te observeren van de verandering in de torsie.</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>

De auteurs verklaren geen belangenconflicten.

Terwijl fysische verschijnselen een integrale rol in genuitdrukking26,27,28,29,30, specifieke mechanische mechanismen, samen met de coördinatie van de mechanische speelt en moleculaire mechanismen, blijven grotendeels onontgonnen. Het is bekend dat de ventrale flexure en naar rechts torsie van de primitieve hersenen zijn twee centrale processen die tot de vroe...

Moderne ontwikkelingsbiologie onderzoek spitst zich grotendeels toe op het begrip ontwikkeling vanuit het perspectief van de moleculaire genetica1,2,3,4,5,6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13. het is bekend dat lichamelijke verschijnselen een centrale rol in de voedselproductie spelen, of de generatie van de biologische14,15,16,17 vormen; specifieke mechanische mechanismen van ontwikkeling blijven echter grotendeels ongedwongen. Ventrale flexure en naar rechts torsie van de primitieve hersenen buis na Hamburger-Hamilton fase 11 (HH 11)18 zijn de twee belangrijkste processen die bijdragen aan embryonale vorm wijzigen19,20. Met name blijft de fysieke mechanisme ten grondslag liggen aan de torsional ontwikkeling in de embryonale hersenen onvolledig begrepen.
De embryonale torsie in chick embryo is een van de vroegste morfogenetische gebeurtenissen van links-rechts (L-R) asymmetrie in ontwikkeling. Wanneer het proces van L-R asymmetrie is verstoord, zal geboorteafwijkingen zoals situs inversus, isomerieof heterotaxia 21optreden. Hier presenteren we een protocol dat ex-ovo experimenten22,23 met fysieke modellering combineert te karakteriseren van mechanische krachten tijdens de vroege embryonale hersenontwikkeling. Het doel van de methode voorgesteld is het identificeren van de mechanische krachten die verantwoordelijk is voor de hersenen torsie en de factoren die invloed hebben op de mate van torsie tijdens de vroege ontwikkeling12. Gebaseerd op de experimentele observatie dat de vitelline membraan (VM) de dorsale zijde van het embryo bedwingt, veronderstelde we dat de VM de kracht die nodig is biedt voor het opwekken van de torsie van de ontwikkelende hersenen. Daarom in deze methode verwijderd wij het deel van de VM dat betrekking heeft op het gebied van de hersenen om erachter te komen de effecten op hersenen torsie. Bovendien, de methode voor het toepassen van vloeibare oppervlaktespanning werd gebruikt om te bevestigen de mechanische rol van de VM en een raming van de kracht die nodig is voor de hersenen torsie, die had niet eerder is gedaan. Het meten van de krachten tijdens de embryonale morfogenese is een uitdagende taak. Met name in een baanbrekende studie ontwikkelde Campàs en collega's24 een nieuwe methode om te kwantificeren van de cellulaire benadrukt met ingespoten microdruppels. Deze methode was echter beperkt tot het meten van de krachten op het cellulaire niveau, dus niet van toepassing op de sonde krachten op weefsel - of organisme-niveau. Het protocol gepresenteerd in dit document werd ontwikkeld om gedeeltelijk vullen deze kloof.

<table><tbody><tr><td>Bevruchte specifiek pathogeen-vrije White Leghorn-kippeneieren</td><td>Charles River</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Optical Coherent Tomography Microscope</td><td>Thorlabs</td><td>GAN220C1</td><td></td></tr><tr><td>Siliconen elastomeer</td><td>Smooth-On, Inc.</td><td>EcoFlex 00-50</td><td></td></tr><tr><td>Dissectiemicroscoop</td><td>Leica</td><td>MZ8</td><td></td></tr><tr><td>Dulbecco&rsquo;s Gemodificeerd Eagle&rsquo;s Medium (DMEM)</td><td>Lonza</td><td>12-604F</td><td></td></tr><tr><td>Antibiotica</td><td>Sigma</td><td>P4083</td><td></td></tr><tr><td>Kippenserum</td><td>Sigma</td><td>C5405</td><td></td></tr><tr><td>Micropipet-trekker</td><td>Sutter Instrument</td><td>Model P-30</td><td></td></tr><tr><td>Filterpapier</td><td>Whatman</td><td>5202-110</td><td></td></tr><tr><td>Fosfaat gebufferde zoutoplossing (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 computer grafische software</td><td>Rhino 5</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microscoop voorzien van OCT</td><td>Nikon&nbsp;</td><td>FN1</td><td></td></tr><tr><td>Digitale spiegelreflexcamera</td><td>EOS&nbsp;</td><td>Rebel T3i</td><td></td></tr></tbody></table>

de rol van fysieke krachten in vroege chick embryonale morfogenese sonderen

Probing the Roles of Physical Forces in Early Chick Embryonic Morphogenesis

Embryonale ontwikkeling wordt traditioneel bestudeerd vanuit het perspectief van biomoleculaire genetica, maar het fundamentele belang van mechanica in genuitdrukking wordt steeds steeds herkend. In het bijzonder de embryonale chick hart en de hersenen buis, die drastische morfologische veranderingen ondergaan als ze ontwikkelen, behoren tot de belangrijkste kandidaten te bestuderen van de rol van fysieke krachten in de voedselproductie. Progressieve ventrale buigen en naar rechts torsie van de hersenen van de tubulaire embryonale chick gebeuren in het vroegste stadium van orgel-niveau links-rechts asymmetrie van de chick embryonale ontwikkeling. Het vitelline membraan (VM) bedwingt de dorsale zijde van het embryo en is betrokken bij het verstrekken van de kracht die nodig is voor het opwekken van de torsie van de ontwikkelende hersenen. Hier presenteren we een combinatie van nieuwe ex-ovo experimenten en fysieke modellering ter identificatie van de mechanica van hersenen torsie. Stadium Hamburger-Hamilton 11 embryo's zijn geoogst en gekweekte ex ovo (in de media). De VM wordt daarna verwijderd met behulp van een getrokken capillaire buis. Door het niveau van de vloeistof en het embryo te onderwerpen aan een vloeistof-air-interface, kan de vloeistof oppervlaktespanning van de media worden gebruikt ter vervanging van de mechanische rol van de VM. Microchirurgie experimenten werden ook uitgevoerd om te veranderen van de positie van het hart te vinden van de daaruit voortvloeiende verandering in de chiraliteit van hersenen torsie. Resultaten van dit protocol illustreren de fundamentele rol van mechanica in genuitdrukking rijden.

In deze studie werd de VM van het embryo op HH11 verwijderd uit het anterior einde aan de thoracale flexure. De embryo's werden door een systeem van OCT beeld. In dit stadium heeft de torsie van hersenen buis niet (figuur 1A) gestart. Na HH15-16 worden geïncubeerd, tentoongesteld embryo's met hun VM verwijderd verminderd hersenen buis torsie, ongeveer 35 graden (figuur 1B) in vergelijking met controle van embryo's, die torsie van...

Hier presenteren we een protocol voor de invoering van een reeks nieuwe ex-ovo experimenten en fysieke modellering benaderingen voor het bestuderen van de mechanica van de morfogenese tijdens de vroege embryonale hersenen torsie van het kuiken.

De rol van fysieke krachten in vroege Chick embryonale morfogenese sonderen

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

Het algemene doel van dit experimentele protocol is om de rol van mechanische krachten in de vroege hersenontwikkeling van embryo's te bestuderen door middel van ex ovo-experimenten. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in de ontwikkelingsbiologie en biomechanica, zoals de rollen van mechanische signalen in morfogenese, dat is de generatie van biologische vorm. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het de karakterisering van de rol van mechanische krachten in morfogenese op weefsel- en organismeniveau mogelijk maakt.Om deze procedure te beginnen, gebruik delicate doekjes met 70% ethanol om de bevruchte, speciaal vrijgehouden White Leghorn-kippeneieren schoon te maken. Schik vervolgens de eieren in een longitudinale oriëntatie op een houder. Daarna, stel de eierincubator in op een doeltemperatuur van 37,5 graden Celsius en houd de luchtvochtigheid tussen 48 en 55%. De luchtvochtigheid wordt geregeld door een geschikte hoeveelheid water aan de incubator toe te voegen.Incubeer de eieren ongeveer 40 tot 44 uur tot HH11 tot 13. Laat daarna de eieren ongeveer 15 tot 30 minuten afkoelen op kamertemperatuur voordat u ze schoonmaakt met 70% ethan

probing-roles-physical-forces-early-chick-embryonic

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Deze video toont twee-kleuren ganse berg in situ hybridisatie, een methode waarmee de ruimtelijke en temporele expressie patroon van twee verschillende genen kunnen worden gevisualiseerd in jonge kippenembryo's. Deze methode werd oorspronkelijk geïntroduceerd door David Wilkinson, Domingos Henrique, Phil Ingham en David Ish-Horowicz.

Dubbele Hele Mount in situ hybridisatie van het vroege embryo&#39;s Chick

Dit artikel beschrijft het oppervlak etikettering en...

Tracking Morfogenetische Tissue vervormingen in de vroege Chick Embryo

Door kralen gedrenkt in groeifactoren of specifieke remmers van signaalroutes in zich ontwikkelende embryo's te enten, is het mogelijk om hun effecten direct in vivo te testen. In dit protocol worden kralen in de ledemaatknop geënt om de effecten van deze moleculen op genexpressie en signaaltransductie te bepalen.

Enten van kralen in de ontwikkeling van kippenembryo Ledematen kunnen identificeren signaaltransductieroutes invloed Gene Expression

Protocollen die ondoordringbare barrières gebruiken om inductie-evenementen te blokkeren tussen weefsels van de hoofdlichaamsas en de flank in het kippenembryo, die nodig zijn voor ledeformatie, worden beschreven. Kralen gedrenkt in kandidaat-inductieve signalen worden gebruikt om het effect van barrièreplaatsing te overwinnen en analyse van genexpressie bevestigt dit.

Toepassing van Waterdicht Barrières In combinatie met de kandidaat-Factor Soaked Beads om Inductive Signalen studie in de Chick

Het gebrek aan instrumenten voor het meten van de materiaaleigenschappen en spanning parameters in vivo kunnen valideren hun rol tijdens de ontwikkeling. Wij werkzaam atomaire kracht microscopie (AFM) en nanoparticle-tracking te kwantificeren van mechanische functies op de intact zebrafish embryo dooier cel tijdens epiboly. Deze methoden zijn betrouwbaar en breed toepasbaar vermijden opdringerig interventies.

AFM en Microrheology in de cel van de dooier Zebrafish de Embryo

Presenteren we een installatie van optisch pincet gekoppeld aan een lichte blad Microscoop, en de uitvoering daarvan om te sonderen cel mechanica zonder kralen in de Drosophila embryo.

Indringende cel mechanica met kraal-vrije optisch pincet in de Drosophila Embryo

Recombinante ledematen zijn een krachtig experimenteel model dat het mogelijk maakt om het proces van celdifferentiatie en het genereren van patronen onder invloed van embryonale signalen te bestuderen. Dit protocol presenteert een gedetailleerde methode voor het genereren van recombinante ledematen met kippen ledemaat-mesodermale cellen, aanpasbaar aan andere celtypen verkregen uit verschillende organismen.

Kip recombinante ledematen test om morfogenese, patroonvorming en vroege stappen in celdifferentiatie te begrijpen

De geweekte kraaltest omvat gerichte toediening van testreagens op elk ontwikkelingstijdpunt om de regulatie van celdifferentiatie en morfogenese te bestuderen. Een gedetailleerd protocol, toepasbaar op elk proefdiermodel, voor het bereiden van drie verschillende soorten geweekte kralen en het implanteren hiervan in de interdigit van een kippenembryo wordt gepresenteerd.

Analyse van celdifferentiatie, morfogenese en patronen tijdens kippenembrogenese met behulp van de soaked-bead assay

Hier beschrijven we protocollen voor drie soorten vogelembryonale huidexplantatieculturen die kunnen worden gebruikt om weefselinteracties te onderzoeken, 4D-beeldvorming timelapse-film (3D plus tijd), globale of lokale verstoring van de moleculaire functie en karakterisering van systeembiologie.

Explantaten van de vogelhuid gebruiken om weefselpatronen en organogenese te bestuderen

Dit protocol is ontwikkeld om de mechanische eigenschappen van neuraal plaatweefsel tijdens de neurulatie van kuikenembryo's longitudinaal te monitoren. Het is gebaseerd op de integratie van een Brillouin-microscoop en een incubatiesysteem op het podium, waardoor live mechanische beeldvorming van neuraal plaatweefsel in ex ovo gekweekte kuikenembryo's mogelijk wordt.

Monitoring van de mechanische evolutie van weefsel tijdens het sluiten van de neurale buis van kuikenembryo's

Verken de rol van mechanische krachten in vroege hersenontwikkeling van kippenembryo's met ex-ovo experimenten. Deze methode karakteriseert morfogenese op weefselniveau en opent nieuwe inzichten in ontwikkelingsbiologie.

De rol van fysieke krachten in vroege Chick embryonale morfogenese sonderen

Meer video's verkennen