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Artigo de método

Imagiologia estruturas celulares no embrião vivo Zebrafish

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DOI:

10.3791/53456

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2 de abril de 2016

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Neste artigo

Resumo

A imagem do comportamento dinâmico de organelas e outras estruturas subcelulares in vivo pode lançar luz sobre sua função em condições fisiológicas e de doença. Aqui, apresentamos métodos para marcar geneticamente duas organelas, centrossomas e mitocôndrias, e imagens de sua dinâmica em embriões vivos de peixe-zebra usando microscopia de campo amplo e confocal.

Resumo

A imagem in vivo fornece acesso sem precedentes ao comportamento dinâmico das estruturas celulares e subcelulares em seu contexto natural. A realização de tais experimentos de imagem em vertebrados superiores, como mamíferos, geralmente requer acesso cirúrgico ao sistema em estudo. A acessibilidade óptica do peixe-zebra embrionário e larval permite que esses procedimentos invasivos sejam contornados e permite imagens no organismo intacto. De fato, o peixe-zebra é agora um modelo bem estabelecido para visualizar comportamentos celulares dinâmicos usando microscopia in vivo em uma ampla gama de contextos de desenvolvimento, desde a proliferação até a migração e diferenciação. Um desenvolvimento mais recente é o uso crescente de peixe-zebra para estudar eventos subcelulares, incluindo tráfego mitocondrial e dinâmica de centrossomas. A relativa facilidade com que essas estruturas subcelulares podem ser geneticamente marcadas por proteínas fluorescentes e o uso de técnicas de microscopia de luz para imaginá-las está transformando o peixe-zebra em um modelo in vivo de biologia celular. Aqui descrevemos métodos para gerar construções genéticas que marcam organelas fluorescentemente, destacando mitocôndrias e centrossomas como exemplos específicos. Usamos o sistema bipartido Gal4-UAS em várias configurações para restringir a expressão a tipos de células específicos e fornecer protocolos para gerar peixes transgênicos estáveis e com expressão transitória. Finalmente, fornecemos diretrizes para a escolha de métodos de microscopia de luz mais adequados para a dinâmica subcelular de imagens.

Introdução

Na imagem in vivo proporciona a visualização direta de comportamentos celulares no contexto mais fisiológica. A transparência de embriões de peixe-zebra, o seu desenvolvimento rápido e externa e uma rica variedade de ferramentas genéticas que permitem a marcação fluorescente têm contribuído para o crescente uso de microscopia in vivo para elucidar a dinâmica dos eventos fundamentais de desenvolvimento. Estudos de imagem do desenvolvimento do sistema nervoso no peixe-zebra tem, por exemplo, expandiu enormemente o nosso conhecimento do comportamento das células progenitoras neurais eo destino de seus descendentes, incluindo a sua subseqüente ....

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Protocolo

Todos os experimentos com animais foram realizados de acordo com os regulamentos locais do governo da Alta Baviera (Munique, Alemanha).

1. Rotulagem organelas e outras estruturas subcelulares

NOTA: Aqui repórter genética constrói que centrossomas tag fluorescente, mitocôndrias e membranas celulares são descritos.

  1. Use métodos de clonagem convencionais 29 para gerar proteínas de fusão que fluorescently rotulam centrossomas e mitocôndrias. O clone da sequência de codificação de centrin4 peixe-zebra (cetn4) em grelha com uma proteína fluorescente 2 (FP), tais como ....

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Resultados

Aqui o uso de largura de campo e microscopia confocal para a mitocôndria de imagem e centrossomas em viver embriões de peixe-zebra está diretamente comparados e contrastados. Dependendo da localização das células em que a dinâmica de organelos devem ser examinadas e a frequência inerente dos eventos específicos subcelulares, em geral, quer de campo amplo ou microscopia confocal é a melhor escolha. Nós fotografada organelos nos neurónios RB localizados na superfície do embrião e em célula.......

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Discussão

Aqui, demonstramos a versatilidade do sistema de expressão de Gal4 UAS-tag fluorescente para a mitocôndria, centrossomas e as membranas celulares do-tipos específicos de células in vivo em embriões de peixe-zebra. Muitas proteínas de fusão fluorescentes que rotular outros organelos e estruturas subcelulares podem ser encontrados na literatura publicada e pode ser obtido a partir do respectivo laboratório, fontes comerciais ou depositários plasmídeo não-comerciais (por exemplo, Addgene). Para conceber u.......

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Divulgações

Os autores não têm nada a divulgar.

Agradecimentos

P.E. é apoiado pelo Grupo de Treinamento em Pesquisa 1373 da Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) e pela Escola de Pós-Graduação da Technische Universität München (TUM-GS). G.P. foi apoiado pelo TUM-GS. L.T. é apoiado por uma bolsa EMBO (EMBO ALTF 108-2013). O trabalho de D.P. sobre o peixe-zebra foi apoiado pela DFG por meio do Sonderforschungsbereich "Molecular Mechanisms of Neurodegeneration" (SFB 596); o Centro de Ciências Integradas de Proteínas (Munique) e o Sétimo Programa-Quadro da Comunidade Europeia (FP7/2007-2013) ao abrigo do acordo de subvenção n.º 200611 (MEMOSAD). Atualmente, ele é bolsista da New York Stem Cell Foundation-Druckenmiller e foi apoiado p....

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Agarose (2-hidroxietilagarose)Sigma-AldrichA4018-10GAquecedor de bloco tipo VII de baixa temperatura de gelificação
EppendorfThermomixer compact
Ca(NO3)2 Nitrato de cálcio hidratado, 99,996% Aldrich202967-50gPara preparar a câmera CCD 30x da
DanieauQimagingRetiga Exi Fast 1394
Revestida de Cerâmica Dumont #5 FórcepsDumont - Ferramentas de Ciência Fina11252-50#5 Fórceps
Microscópio confocal de varredura a laserOlympusFV1000 Fluoview
Aquecedor de pratos de culturaWarner Instrument CorporationDH-35Anel de aquecimento
Sal de metanossulfato de etilo 3-aminobenzoatoPharmaQTricaine PharmaQ-25gTricaína (anestésico)
Microscópio de dissecação de fluorescênciaLeicaM205 FA
Kit GeneCleanMP Biomedicals111001200
Placas de cultura com fundo de vidroMatTek CorporationP35G-0-14-C Placa dePetri de 35 mm, micropoço de 14 mm, lamínula nº 0
Agulhas de vidroWorld Precision Instruments Inc. TW100F-4Para microinjeções
HEPESSigmaH3375-250gPara preparar 30x Graxa
de Alto VácuoDanieau's Dow Corning DCC000001242 150gde graxa de dióxido de silício
KCl 99%Sigma-AldrichS7643-5kgPara preparar 30x
MgSO4.7H2O de Danieau     Sulfato de magnésio heptahidratado 98+% reagente A.C.SSigma-Aldrich230291-500gPara preparar 30x
Microinjetor Danieau Pontas de microcarregador EppendorfFemtoJet
Eppendorf9300010070.5-20 ul
MicromanipuladorMaerzhaeuser WetzlarMM33 Rechts / 00-42-101-0000 / M3301R
Suporte de micropipetaIntracel P/ N 50-00XX-130-1
mMESSAGE mMACHINE SP6 Kit de transcriçãoAmbionAM1340Para transcrever PCS-Transposase
NaCl BioXtra >99.5%Sigma-AldrichP9541-1kgPara preparar 30x Nanofotômetro
Para medir a concentração de DNA/RNA
Extratoragulhas Instrumento SutterP-1000Flaming/Brown
NIR Apo 40x/0.80W Objetiva Nikonde cone de imersão
em água N-Feniltioureia Grau I, aprox. 98%SigmaP7629-10GPTU (previne pigmentação)
Placas de PetriSarstedt AG 82147292 x 16mm 
Moldes de plástico Ferramentas de Ciência AdaptativaTU-1Para microinjeções
Tampa de Plexiglas - com um furoFeito sob medidaO furo na tampa de Plexiglas deve ser 3 mm maior que o diâmetro da objetiva do cone de imersão em água
Coador de chá (Plástico)Para coletar ovos de peixe-zebra
Controlador de temperaturaWarner Instrument CorporationTC-344BDual Automatic Temperature
Pipetas de transferênciaSarstedt AG 86.1171pipetas de transferência de plástico de 3.5mL
UMPlanFI 100x/1.00WOlympusObjetiva de cone de imersão em água
UMPlanFLN 20x/0.50W OlympusMicroscópio de campo amplo de objetiva de cone de imersão em água
OlympusBX51WI
PTU (estoque de 50x)Dissolver 76 mg de PTU em 50 ml de água destilada
Mexer vigorosamente à temperatura ambiente 
Armazenar a -20 oC em alíquotas de 1 ml
Usar a 1x solução de trabalho
Tricaína (20x Stock)Dissolver 200 mg de Tricaína em 48 ml de água destilada
Adicionar 2 ml de base Tris 1M (pH9)
Ajustar para pH 7 
Armazenar a -20 oC em alíquotas de 1 ml
Usar a 1x solução de trabalho
Solução de Danieau (30x Estoque)1.740 mM  NaCl 
21 mM          KCl 
12 mM          MgSO4.7H2O 
18 mM          Ca (NO3)2
150 mM      Amortecedor HEPES 
Água destilada até 1 L 
Loja em 4 oC 
Uso em solução de trabalho 0,3x
Danieau's de de controlador

Referências

  1. Alexandre, P., Reugels, A. M., Barker, D., Blanc, E., Clarke, J. D. Neurons derive from the more apical daughter in asymmetric divisions in the zebrafish neural tube. Nat Neurosci. 13 (6), 673-679 (2010).
  2. Distel, M., Hocking, J. C., Volkmann, K., Koster, R. W.

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Reimpressões e permissões

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