Artigo de método

Uso do Sistema de Teton para estudar os mecanismos moleculares de Regeneração Zebrafish

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DOI:

10.3791/52756

⸱

25 de junho de 2015

 ,  , 
1Institute for Biochemistry and Molecular Biology, Ulm University

* These authors contributed equally

Neste artigo

Resumo

Aqui descrevemos o fluxo de trabalho para usar o sistema TetON para alcançar a expressão gênica específica do tecido na barbatana caudal do peixe-zebra em regeneração adulta.

Resumo

O peixe-zebra tornou-se um organismo modelo muito importante para estudar o desenvolvimento, fisiologia, doença e regeneração de tecidos de vertebrados. Uma compreensão completa dos mecanismos moleculares e celulares envolvidos requer ferramentas experimentais que permitam a manipulação induzível e específica do tecido da expressão gênica ou das vias de sinalização. Portanto, nós e outros adaptamos recentemente o sistema TetON para uso em peixe-zebra. O sistema TetON facilita a expressão gênica controlada temporal e espacialmente e recentemente usamos essa ferramenta para sondar funções específicas do tecido da sinalização Wnt / beta-catenina durante a regeneração da barbatana caudal do peixe-zebra. Aqui, descrevemos o fluxo de trabalho para usar o sistema TetON para obter a expressão gênica induzível e específica do tecido na barbatana caudal do peixe-zebra adulto em regeneração. Isso inclui a geração de linhagens transgênicas estáveis TetActivator e TetResponder, indução de transgenes e técnicas para verificação da expressão gênica específica do tecido no regenerado da barbatana. Assim, este protocolo serve como modelo para a criação de um sistema TetON funcional em peixe-zebra e seu uso subsequente, em particular para estudar a regeneração de barbatanas.

Introdução

O peixe-zebra é um bem estabelecido modelo de organismo vertebrado para estudar muitos aspectos do desenvolvimento, a fisiologia, a doença, e regeneração. Com a crescente adopção de peixe-zebra como um modelo para os processos biológicos de pós-embrionárias, ferramentas experimentais para, manipulação específica de tecido da expressão génica indutível ou vias de sinalização tornaram-se cada vez mais importante. Particularmente, os estudos sobre a regeneração de órgãos e apêndice no peixe-zebra adulto têm sofrido com a falta de ferramentas para dissecar os requisitos espaço-temporais de vias de sinalização durante estes processos regenerativos.

Actualmente, três sistemas diferentes têm sido usados ​​para alcançar, expressão condicional específica de tecido do gene na regeneração de órgãos de peixe-zebra adulto: o sistema Cre-lox, expressão de mosaico de choque térmico utilizando transgenes indutíveis transposão transgénese mediada por somática, e o sistema de 1 téton -3. Téton refere-se a uma variante de uma tetraciclina-contsistema de activação transcricional laminadas, onde a expressão é activada na presença do antibiótico tetraciclina ou um seu derivado, por exemplo, doxiciclina. O sistema Cre-lox, uma vez que até agora tem sido usado em peixes adultos, depende de uma recombinase Cre controlado-Tamoxifeno (CreERT2), cuja expressão é limitada espacialmente por elementos reguladores específicos de tecido. Remoção Cre-impulsionado de uma cassete de PARAGEM facilita a expressão do gene de interesse accionado por um promotor que deve ser activo em todos os tipos de células 1. Mediada por transposão criação de transgenes somáticas mosaically expressas fornece um sistema para a expressão induzível do transgene em linhagens celulares individuais. A injecção de embriões de peixes-zebra com um transposão Tol2 portador de um gene de interesse sob o controlo transcricional de um promotor de choque térmico resultados em indivíduos quiméricos tipicamente transportam o transgene apenas em linhagens celulares distintas de um órgão de regeneração 2. Embora ambos os sistemas permitem condicional tecido-spea expressão do gene espe-, o sistema Cre-lox não é reversível, e usando a estratégia de rotulagem clonal à base de transposão sofre com a sua natureza estocástica. Assim, nós e outros recentemente adaptado sistemas Teton transgênicos para uso em peixes-zebra, que facilitam temporal e expressão de genes controlados por espacialmente que é sintonizável em adição e reversível 3-5.

O sistema utilizado aqui téton compreende um controlador de linha transgénica (TetActivator) em que um de doxiciclina (DOX) -inducible activador transcricional (melhoria transactivador tetraciclina reversa, irtTA, curto TETA) está sob o controle de sequências reguladoras genómicos específicos de tecidos. Em segundo lugar, requer uma linha transgénica respondedor (TetResponder) que abriga um gene de interesse sob o controlo transcricional do operador de tetraciclina (Tet elemento de resposta; tetre) (Figura 1A). Assim, a utilização de combinações específicas de TetActivator e TetResponder linhas permite condicional tecido-específic manipulação da expressão do gene.

Temos recentemente utilizou o sistema de Teton para sondar para funções específicas de tecidos de sinalização Wnt / beta-catenina no adulto regeneração da cauda do peixe-zebra fin 3. No protocolo descrito aqui nós descrevemos um fluxo de trabalho para set-up e uso do sistema de Teton no peixe-zebra, em particular para estudos de regeneração fin. Isso inclui instruções detalhadas sobre como gerar TetActivator e TetResponder linhagens transgênicas estáveis ​​e um protocolo de indução transgene em embriões de peixe-zebra e adulto. Além disso, descreve-se técnicas para a verificação da expressão do gene específica para um tecido regenerado em barbatana, incluindo um protocolo para a preparação de criocortes de aletas de peixe-zebra adultos. Além disso, nós discutimos considerações para a concepção do transgene TetActivator, a escolha de um método de transgénese, e detecção da expressão TetResponder. Assim, o objetivo geral deste protocolo é para servir como um modelopara o estabelecimento de um sistema de téton funcional em peixes-zebra para conseguir a expressão do gene específica para um tecido condicional, o qual pode ser aplicado a qualquer tecido de interesse.

Nós criamos um vetor TetActivator permitindo I-SCEI ou geração Tol2 mediada de linhas TetActivator estáveis ​​utilizando sequências de regulação genômicas curtas (fragmentos potenciador; banco de dados plasmídeo laboratório Weidinger nenhum 1247;. Figura 1B). Esta construção contém uma cassete que consiste TetActivator da variante mutante M2 do domínio inversa repressor Tet fundido com o vírus Herpes simplex VP16-domínio de transactivação derivado 3F [irtTAM2 (3F)]. Expressão do TetActivator (TETA) pode ser facilmente monitorizada uma vez que é co-expressa com a AmCyan fluoróforo a partir do mesmo enquadramento de leitura aberto; um péptido P2A medeia salto ribossomal, o qual deve resultar na produção de TETA e AmCyan como proteínas separadas a uma razão 1: 1 5,6. O construto também contém um poylinker 5 'do tetActivator cassete para facilitar a inserção de sequências genómicas reguladoras de interesse utilizando métodos de clonagem convencionais.

Além disso, criámos um constructo consistindo do acima descrito cassete TetActivator além de uma cassete de selecção com canamicina (base de dados não plasmídeo laboratório Weidinger 1180;. A Figura 1C), o qual pode ser recombinado num cromossoma bacteriano artificial (BAC) contendo uma grande região genómica ( geralmente no codão de iniciação de um gene cuja expressão padrão é para ser mimetizado pelo transgene). Ambas as construções são disponíveis a partir do laboratório Weidinger mediante pedido.

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Protocolo

1. Geração de transgênicos TetActivator Peixe Lines

  1. Geração de TetActivator construto
    1. Clone sequências reguladoras de interesse a montante da cassete de TetActivator no vetor # 1247 utilizando técnicas padrão. Alternativamente, a utilização de técnicas de recombinação para gerar um BAC, em que a cassete TetActivator (vector # 1180) é inserido no primeiro exão do gene alvo, e em que o Tol2 invertido repetições são introduzidos na espinha dorsal de BAC (para um protocolo detalhado recombineering ver 7,8).
    2. Prepare plasmídeo de DNA livre de toxinas ou preparações de DNA BAC utilizando kits disponíveis comercialmente.
  2. Geração de linhas de peixes transgénicos TetActivator
    1. Realizar microinjecção da construção TetActivator de acordo com procedimentos padrão 9.
      1. Injectar 25-50 pg do DNA de plasmídeo ou de até 250 pg de ADN de BAC em embriões de fase de uma célula em conjunto com tampado codificante de ARN sentido para tra tol2nsposase para transgenia mediada por transposon, ou com a proteína I-SCEI para transgenia I-SCEI mediada.
        NOTA: Considerações sobre a escolha do método de transgênese podem ser encontradas na seção de discussão.
        NOTA: Injectar um modo preferido para dentro do citoplasma, a gema não, uma vez que a eficiência da transgénese pode diminuir quando o DNA não é entregue para o citoplasma.
    2. Levante embriões injetados G0 até a idade adulta. Opcionalmente, os embriões G0 tela para AmCyan fluorescência e preferencialmente crescer embriões que mostram o padrão de expressão desejado. Isto pode aumentar a taxa de transmissão da linha germinal, em particular para a transgénese mediada por Tol2.
    3. Avaliar a integração da linha germinal de cruzamento bem sucedido por peixe G0 indivíduo com o tipo selvagem de peixe e aparecimento de fluorescência AmCyan no padrão de expressão nos embriões esperado F1 ou larvas usando um estereomicroscópio fluorescente (exemplo é mostrado na Figura 1D).
    4. Levante-fluorescência positivoEmbriões de F1 para a vida adulta e mate-os com o tipo selvagem de peixe para obter estável peixe F2 transgénico.
    5. Levante e caracterizar pelo menos 3 sublinhas diferentes derivadas de diferentes peixes fundador G0, uma vez que as linhas individuais podem diferir em níveis de expressão, padrão de expressão, capacidade de induzir linhas TetResponder, leakiness, e sua suscetibilidade a silenciar.
      NOTA: Muitos transgenes que são robustamente expressos em embriões são parcialmente ou completamente silenciada em larvas em estágio final ou peixes adultos. Assim, se as linhas são destinadas a ser usadas em peixes adultos, caracterizar várias linhas independentes para a sua expressão e função TetActivator durante a idade adulta.
      NOTA: geraram um painel de linhas TetActivator para expressão específica de tecido do TetActivator em ambos os embriões e os peixes adultos, que estão listados na Tabela 1 Estas linhas estão disponíveis a partir do laboratório Weidinger mediante pedido..

2. Geração de Transgênicos TetResponder Peixe Lines

NOTA: Geramos uma construção TetResponder permitindo a I-Scel ou geração Tol2-mediada de linhas TetResponder estáveis, que é disponível a partir do laboratório Weidinger mediante pedido (Weidinger base de dados de laboratório não plasmídeo 1,444; Figura 1E.). Esta construção contém um operador de tetraciclina, seguido por uma região poliligante facilitar a inserção de sequências codificadoras (CDS) de um gene de interesse e a sequência de codificação YPet YFP-derivado. Assim, a construção é concebida para expressão TETA-mediada de uma fusão C-terminal da proteína de interesse com YPet. Se a expressão de uma proteína de fusão com a etiqueta tem de ser evitada, uma P2A ou T2A péptido pode ser introduzido com o gene da CDS de interesse, o que facilita a co-expressão da proteína de interesse e YPet como polipéptidos separados 6,10.

  1. Geração de TetResponder construto
    1. CDS clone do gene de interesse 3 'do operador da tetraciclinae 5 'dos ​​CDS YPet de acordo com procedimentos padrão. Assegure-se que o codão de terminação foi removido a partir do gene de interesse CDS.
    2. Prepare preparações de DNA de plasmídeo livres de toxinas usando kits disponíveis comercialmente.
  2. Geração de linhas de peixes transgénicos TetResponder
    1. Realizar microinjecção de TetResponder construir de acordo com procedimentos padrão 9.
      1. Injectar 25-50 pg do DNA de plasmídeo no citoplasma de embriões de uma célula em fase juntamente com tampado codificante de ARN sentido para transposase tol2 para transgénese mediada por transposão ou com a enzima I-Scel para transgénese-aided meganuclease.
        NOTA: Considerações sobre a escolha do método de transgênese podem ser encontradas na seção de discussão.
        NOTA: Injectar um modo preferido para dentro do citoplasma, a gema não, uma vez que a eficiência da transgénese pode diminuir quando o DNA não é entregue para o citoplasma.
    2. Levante injetados embriões G0 a umdulthood.
    3. Avaliar integração bem sucedida da linha germinal e indutibilidade do transgene por meio de cruzamentos de peixe G0 indivíduo com uma linha TetActivator previamente estabelecido seguido por tratamento Doxiciclina de embriões F1 ou F1 larvas.
      NOTA: Normalmente, usamos uma linha TetActivator-driven promotor da ubiquitina (ubiquitina: irtTAM2 (3F) -p2a-AmCyan ulm2, short ubiquitina: Teta AmCyan 3) para triagem de portadores TetResponder funcionais, como esta linha conduz a expressão bastante onipresente em embriões e adultos peixe e, portanto, bem adequado para avaliar a indutibilidade TetResponder em todos os tecidos de interesse. Esta linha está disponível a partir do laboratório Weidinger mediante pedido.
    4. Coletar embriões de cada embreagem em uma placa de 10 cm separado Petri contendo meio embrião E3 (ver tabela de materiais) e incubar pratos a 28,5 ° C.
    5. Lugar G0 peixes que deu embriões em tanques individuais numeradas (caixas de criação; veja a tabela de materiais) até embriões foram telaed. Isto permite a recuperação de G0 peixes que mostram transmissão linha germinal do transgene.
    6. Se apenas metade dos embriões são esperados para transportar o transgene TetActivator (no caso de uma transportadora TetActivator heterozigótica foi cruzado com um TetResponder fundador peixe), para seleccionar os embriões que contêm o transgene TetActivator pelo aparecimento de AmCyan de fluorescência na fase de desenvolvimento apropriado.
    7. Induzir a atividade transcricional TetActivator por tratamento de embriões com doxiciclina (DOX), como descrito na seção 2.3.
    8. Embriões F1 tela para surgimento de YPet fluorescência. Prefere linhas (G0 peixe) que produzem expressão YPet homogênea, ou seja embriões na embreagem deve exibir pouco mosaicism dentro do domínio expressão esperada e pouca variação entre os embriões individuais. Veja pontas de seta em Figura 1F e Figura 1G para exemplos representativos.
    9. Mate G0 peixe transmitir um transgene TetResponder indutível identificados emo passo 2.2.8 com o tipo selvagem de peixe e levantar todos os embriões de F1 para a vida adulta.
    10. Identificar peixe F1 transgênico adulto ou por genotipagem baseados em PCR (ver secção ou pelo cruzamento de peixe F1 indivíduo a uma linha TetActivator seguido de tratamento DOX de embriões F2 e surgimento de YPet fluorescência (ver secção 2.5).
    11. Estabelecer e caracterizar pelo menos 3 sublinhas TetResponder diferentes derivadas de diferentes peixes fundador G0, desde inducibility podem diferir em linhas individuais. Em particular, os níveis de expressão alcançáveis ​​e se a resposta pode ser activado em todos os tipos de células pode variar. Além disso, a susceptibilidade ao silenciamento será diferente entre as linhas. Finalmente, em alguns casos, pode ser preferível seleccionar linhas que medeiam apenas moderados níveis de expressão da proteína de interesse, em particular quando se pressupõe que a expressão gotejante produzido em combinação com uma linha TetActivator na ausência de doxiciclina para causar defeitos de desenvolvimento ou toxicidade.
      NOTA: TetLinhas de resposta que estão robustamente induzível em embriões podem ser parcialmente ou completamente silenciada em larvas em estágio final ou peixes adultos. Assim, se as linhas são destinadas a ser usadas em peixes adultos, várias linhas independentes deve ser caracterizado por indutibilidade em adultos. Se a indução do gene de interesse é compatível com maior desenvolvimento, verificou-se mostrado útil para criar embriões transgénicos duplos (TetActivator x TetResponder), para induzir a expressão em embriões GI e para seleccionar e criar apenas os indivíduos que mostram o mosaico mais robusta e menos indução.
    12. Para manter e propagar linhas TetResponder estabelecidos, genótipo adulto peixes como descrito na seção 2.5).
  3. A doxiciclina tratamento de embriões
    1. Prepare 2,000x doxiciclina (DOX) ações. Resolver DOX em EtOH a 50% para atingir uma concentração de 50 mg / ml (97 mM). Armazenar os produtos DOX protegida da luz à temperatura de -20 ° C.
    2. Decantar a maioria de meio E3 a partir de embriões e substituí-lo comMeio embrião E3 contendo DOX, a uma concentração final de 25 ug / ml de DOX (2,5 ul de estoque 2,000x DOX por 50 ml de E3). Dechorionation não é necessária.
    3. Retorno embriões para 28,5 ° C durante um mínimo de 6 horas antes de se avaliar a expressão do gene de interesse marcado pelo aparecimento de YPet fluorescência.
    4. Avaliar leakiness do TetActivator / TetResponder combinação embriões por tratamento com EtOH único solvente.
      NOTA: A hibridação in situ (ISH) ou RT-PCR para detectar o ARNm TetResponder podem ser utilizadas como medidas mais sensíveis de leakiness de fluorescência do gene de interesse marcado. A extensão da leakiness dependerá da combinação linha TetActivator / TetResponder particular e também podem variar entre tecidos e estádios de desenvolvimento.
  4. Anestesia de peixe-zebra adulto
    1. Preparar 10 cm de diâmetro numa caixa de Petri ou pequeno copo cheio com água do sistema de peixe contendo 1 mg / ml tricaina (Acetato de 3-aminobenzoato methanesulfonate, EM-222).
    2. Transfira o peixe para recipiente contendo anestésico e esperar até que ele atinja o nível 4 da anestesia, como indicado pela completa perda de equilíbrio (peixe encontra-se em seu lado), sem movimentos e sem resposta para tocar 11.
    3. Transferir cuidadosamente peixe usando uma pinça ou uma colher sobre uma lâmina de vidro, tampa de uma placa de Petri de plástico, ou revestidas de agarose placa de petri e executar amputação fin ou de imagem (ver secção 3.2).
    4. Retorno peixe para um recipiente contendo um grande volume de água do sistema de peixe fresco e controlá-lo. Se os movimentos de emalhar não retomar dentro de 3 min, auxiliar, soprando água sobre as brânquias, utilizando uma pipeta de transferência de plástico.
  5. Genotipagem baseada em PCR de peixe TetResponder
    1. Executar amputação parcial da cauda fin 12. Coloque o peixe em tanques, numeradas individuais (caixas de criação; veja a tabela de materiais). Isto permite a recuperação de peixes transgénicos seguinte genotipagem bem sucedida.
    2. Transfer tecidos FIN para poços individuais de uma placa de 96 poços por PCR pré-cheias com 20 ul de DNase-livre de água para o isolamento de ADN genómico de 13.
      1. Adicionar 120 ul de NaOH 1 M a cada poço e incubar as amostras durante 20 min a 95 ° C utilizando um termociclador.
      2. Amostras frio a 4 ° C, adicionar 14 ul de 1 M de Tris-HCl (pH 8,0) a cada poço, e as amostras brevemente vortex. Centrifugar as amostras durante 5 minutos a 16,000 xg para sedimentar os detritos celulares. Armazenar ADN genómico a 4 ° C até ser necessário.
    3. Iniciadores de design para amplificar especificamente um fragmento do transgene TetResponder. Utilizar 2 ul de ADN isolado de uma reacção de PCR convencional e analisar o produto de PCR num gel de agarose.

A indução específica de tecido 3. de Transgene Expression in the Tail Adulto Regeneração Zebrafish Fin

  1. Estabelecimento de TetActivator; TetResponder peixes transgénicos duplo
    1. Companheiro transportadoras TetActivator com TetResponder Carriers.
    2. Selecionar embriões portadores do transgene TetActivator em um estágio de desenvolvimento em que os elementos reguladores que conduzem a cassete TetActivator estão ativos. Embriões transgénicos pode ser facilmente identificado pelo aparecimento de AmCyan da fluorescência utilizando um microscópio de fluorescência estéreo.
      NOTA: TetActivator peixes transgene-positivos podem, alternativamente, ser identificados durante a idade adulta por imagem de peixes anestesiado, por exemplo. após a amputação da nadadeira caudal e surgimento de fluorescência AmCyan no regenerado.
    3. Levante embriões selecionados para a vida adulta.
    4. Identificar dupla peixe transgénico adulto (peixe que carregam o TetResponder além da TetActivator) por genotipagem baseada em PCR ou (de preferência) pela sua capacidade para induzir a expressão do TetResponder no tecido de interesse. Um protocolo de indução TetResponder e detecção na barbatana caudal em regeneração é descrito na secção 2.3 e secção 4.
      NOTA: Se a expressão transitória TetResponder é compatívelcom mais desenvolvimento embrionário ou larval, é útil para identificar embriões transgênicos duplas que levam TetActivator e TetResponder transgenes após o tratamento DOX durante o desenvolvimento embrionário, como descrito acima (seção 2.3, figura 1H). Embriões duplos positivos mostrará AmCyan e YPet fluorescência. Levante embriões positivos para a vida adulta.
  2. Amputação de aletas de cauda de peixe-zebra e indução da expressão do transgene no fin regenerando
    1. Executar amputação parcial da barbatana caudal em peixes anestesiados (ver secção 2.4) 12. Trate peixe ou imediatamente com DOX ou devolvê-los ao sistema de alojamento de peixes.
    2. Prepare a caixa de reprodução (Figura 2A; ver tabela Materiais) encheu-se com 1 L de água do sistema de peixe contendo 25 ug / ml de DOX (adicionar 500 ul de 2,000x a 50 mg / ml a 1 L de sistema de água de peixe).
      NOTA: Indução da expressão do transgene imediatamente após a amputação como permiteliação dos efeitos nos eventos precoces durante a regeneração, enquanto que a indução aos 3 dias pós-amputação (3 DPA) deve ser usada para avaliar a expressão ou função do transgene durante o crescimento regenerativo.
    3. Transfira até 10 previamente amputada, peixes transgénicos dupla para a caixa de reprodução e fechar a caixa com uma tampa de modo a que os peixes não podem escapar (Figura 2A).
    4. Coloque caixas de melhoramento para o escuro para reduzir o stress. Costumamos colocar as caixas em um 28,5 ° C incubadora de ar para garantir a escuridão e temperatura constante.
    5. Trate controle peixes transgénicos dupla negativa com EtOH única (250 ul por sistema de água 1L peixe).
      NOTA: transgênica de solteiro ou de tipo selvagem peixes tratados com DOX pode ser usado como controle negativo adicional, embora nunca tenham observado efeitos adversos das doses DOX utilizados aqui na regeneração fin.
    6. Anestesiar peixes como descrito na seção 2.4 e transferência de peixes usando uma pinça ou uma colher em uma petri revestidas de agarose molhada prato. Espalhar com cuidado a nadadeira caudal, usando uma pinça.
    7. Peixe tela para o aparecimento de YPet dentro do regenerado usando um microscópio estéreo fluorescente (Figura 2B).
      NOTA: Normalmente, fluorescência-driven TetResponder podem ser robustamente observado após 6 horas de tratamento DOX. No entanto, recomendamos para caracterizar a dinâmica de expressão TetResponder para cada linha gerada.
    8. Retorno peixe para o sistema de habitação peixes para terminar indução transgene TetResponder ou continuar os tratamentos.
      NOTA: Para tratamentos> 24 hr (tratamentos de longo prazo) é essencial para a troca de água e completamente limpar as caixas de reprodução diária.
    9. Durante os tratamentos de longo prazo, peixes alimentação a cada 2-3 dias, transferindo peixes em um recipiente limpo com o sistema de água de peixe fresco, antes de devolvê-los às caixas de criadouros após a alimentação.

4. Caracterização dos TetResponder Expressão em Fin Regenera

t "> NOTA:. Nós normalmente verificar a expressão do gene específica para um tecido na barbatana da cauda de regeneração utilizando imagiologia fluorescente de criocortes em 3 DPA Neste ponto de tempo dos diferentes compartimentos do tecido regenerado de um ter formado e pode ser claramente identificadas no tecido-secções, cryosectioning e é mais simples do que em fases posteriores da regeneração. A Figura 2C mostra os domínios de tecidos que podem ser distinguidos no regenerado e lista alguns marcadores moleculares para estes domínios. O protocolo seguinte descreve a preparação de criocortes longitudinais ou transversais para imagiologia directa ou imunocoloração .

  1. Cryosectioning de aletas de cauda adultos
    1. Trate peixes cuja cauda barbatanas foram amputadas de 2 dpa até 3 dpa com DOX como descrito na secção 3.2
    2. Anestesiar peixes como descrito na secção 2.4
    3. Usar uma colher ou uma pinça para transferir suavemente peixe para uma tampa de uma placa de Petri de plástico.
    4. Re-amputar o regenerado fin a cerca de 4-5 segmento ósseos proximal ao plano amputação inicial utilizando um bisturi e devolver o peixe à água sistema de peixe fresco.
    5. Transferir cuidadosamente regenera para uma pequena placa de petri (por exemplo, de 35 mm) contendo 4% (w / v) de paraformaldeído (PFA) em solução salina tamponada 1x com fosfato (PBS; ver tabela Materiais) utilizando uma pinça fina. Não toque no regenerado, mas apenas a parte tronco de tecido.
    6. Coloque o tecido plano para o fundo placa de petri e corrigir O / N a 4 ° C.
    7. Lavar regenera duas vezes em 1x PBS contendo 0,1% de Tween (PBT), para remover o PFA e incubar regenera o / n a 4 ° C em 0,5 M de EDTA-PBS (pH 7,5) para descalcificar matriz óssea.
    8. Incubar regenera a RT em 10% de sacarose-PBS, 20% de sacarose-PBS, 30% de sacarose-PBS e 30% de sacarose-PBS: tecido meio de congelação numa proporção 1: 1 (TFM; ver tabela Materiais) durante 30 min cada. Subsequentemente, incubam aletas a 4 ° C durante> 2 horas em meio de congelamento de tecidos.
    9. Coloque cryomolds sobre uma lâmina de microscópio e preencher om com meio de congelamento de tecidos. Evitar a introdução de bolhas de ar.
    10. Transferência adequadamente regenera em cryomolds e tecido oriente para obtenção de cortes longitudinais ou transversais de regenera fin (Figura 2D). Assegurar que regenerar é reto, o que facilita o corte.
    11. Transferência cryomolds em conjunto com lâmina de microscópio sobre uma grelha de metal posicionada sobre uma camada de gelo seco, para iniciar o processo de congelação (Figura 2D).
    12. Uma vez que o meio de congelamento de tecidos tornou-se sólido, lugar cryomold para banco e deixar repousar à temperatura ambiente durante alguns minutos de modo a que o meio de congelamento de tecidos derrete na interface plástico médio.
    13. Use uma caneta ou similar para empurrar o bloco congelado fora do cryomold. Armazenar cryoblocks em uma caixa a -80 ° C, até o seccionamento do tecido.
    14. Prepare 10-14 mm de espessura criosecções usando um Cryo-micrótomo e recolher seções sobre lâminas de microscópio de adesão (ver tabela de materiais). Armazenar as lâminas a -20 ° C até ser neEDED.
  2. Caracterização de expressão em secções de aleta TetResponder baseado em fluorescência YPet
    1. Tratar secções aleta durante 30 min com 100% de MeOH arrefecida a -20 ° C para melhorar a adesão à lâmina de microscópio, seguido por duas lavagens a RT em PBT e 1 lavagem em PBS, 5 minutos cada.
    2. Visualizar núcleos por secções a incubar durante 10 minutos em 4 ', 6- diamidino-2-phenylinodole (DAPI) em PBS (1: 5000), seguido por duas lavagens de 10 minutos cada em PBS.
    3. Seções de montagem em 75% de glicerol-PBS ou montagens Antifade disponíveis comercialmente, e cubra com uma tampa corrediça.
    4. Imagem YPet e fluorescência confocal AmCyan sob uma ou de campo amplo microscópio de fluorescência (Figura 1E).
      NOTA: Para facilitar a identificação inequívoca dos tipos celulares que expressam YPet, imunofluorescência ou imuno-histoquímica com anticorpos contra antigénios de tipo específico de células juntamente com anticorpos anti-GFP (que reagem com YPet, mas não AmCyan) pode ser realizada. Em alternativa, para facilitar a detecção de uma expressão fraca YPet, RNA de hibridação in situ contra YPet ARN pode ser realizada quer em conjunto de montagem aletas ou secções de parafina de aletas.

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Resultados

Para estabelecer um sistema téton funcional para a expressão do gene induzível específico de tecido, TetActivator transgénicos e linhas TetResponder precisa de ser gerado (Figura 1A). Isto é conseguido por microinjecção TetActivator (Figura 1B - C) ou TetResponder (Figura 1E) constrói em embriões de peixe-zebra primeiros e integração da linha germinal subsequente. TetActivator construções funcionais podem ser gerados por clonagem de sequências regulador...

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Discussão

O peixe-zebra adulto tem uma incrível capacidade de se regenerar com sucesso muitos órgãos internos e apêndices. Um profundo conhecimento dos mecanismos celulares e moleculares envolvidos requer uma análise específica de tecido de funções dos genes e vias de sinalização. Para isso, o sistema de Teton fornece uma ferramenta eficiente para a expressão do gene espaço-temporalmente controlada em zebrafish embrionárias e adultas. As construções do sistema de Teton ea metodologia descritos neste manuscrito foram usados ​​com ...

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Divulgações

Os autores não têm nada a revelar.

Agradecimentos

Os autores agradecem Christa Haase, Doris Weber e Brigitte Korte para assistência técnica. Trabalho no laboratório Weidinger é suportado por concessões do Deutsche Forschungsgemeinschaft WE 4223 / 3-1, WE 4223 / 4-1 e pela Deutsche Gesellschaft für Kardiologie através de uma Oskar-Lapp-Stipendium e Klaus-Georg-und-Sigrid- Hengstberger-Forschungsstipendium.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Caixas de reproduçãoAqua SchwarzAquaBox 1
Microscópio fluorescente composto, por exemplo, Leica, Zeissvaria de acordo com o fabricantepara obter imagens de seções de tecido fluorescente
Microscópio confocal, por exemplo, Leica, Zeissvaria de acordo com o fabricantepara obter imagens de seções de tecido fluorescente
Criostato, por exemplo, Leica, Thermo-Scientificvaria de acordo com o fabricantepara crioseccionamento
4', 6- diamidino-2-fenilinodol (Dapi)Sigma-AldrichD9542use 1/5.000 em PBS
para visualização de núcleos
DoxiciclinaSigma-AldrichD9891prepare estoques em 50% EtOH a 50 mg/ml (97 mM)
para indução TetResponder
Paraformaldeído (PFA)Sigma-AldrichP61484% (p/v) de paraformaldeído em PBS, pH 7,5
para fixação
1x solução salina tampão fosfata (PBS)1,7 mM KH2PO4, 5,2 mM Na2HPO4, 150 mM NaCl, pH 7.5
1x Phosphat-buffer salina + Tween 20 (PBT)1x PBS com 0.1% Tween 20
Superfrost Ultra Plus lâminas de microscópio de adesãoThermo Scientific 1014356190para coleta de seções de tecido
Microscópio fluorescente estéreopor exemplo, Leica, Zeissvaria de acordo com o fabricantepara genotipagem baseada em fluorescência
Termociclador, por exemplo, Biorad, Applied Biosystemsvaria de acordo com o fabricantepara genotipagem baseada em PCR
Meio de congelamento de tecido (TFM)Triangel Biomedical SciencesTFM-Cpara incorporação de tecido amostras
Tricaína (L-etil-m-amino-benzoato-sulfonato de metano/MS-222)Sigma-AldrichE10521para anestesia
uso a 1 mg/ml em meio embrionário E3
,

Referências

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