Здесь мы описываем метод уменьшения размера эмбрионов рыб данио без нарушения нормального процесса развития. Этот метод позволяет изучить масштабирование шаблона и устойчивость развития от изменения размера.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Здесь мы описываем метод уменьшения размера эмбрионов рыб данио без нарушения нормального процесса развития. Этот метод позволяет изучить масштабирование шаблона и устойчивость развития от изменения размера.
В процессе развития, эмбрионы демонстрируют замечательную способность соответствовать их телу тела к их размеру тела; их доля тела поддерживается даже в эмбрионов, которые крупнее или меньше, в определенных пределах. Хотя это явление масштабирования привлекает к себе внимание на протяжении более века, понимание базовых механизмов ограничено, отчасти из-за отсутствия количественного описания динамики развития эмбрионов различных размеров. Чтобы преодолеть это ограничение, мы разработали новую технику, чтобы хирургически уменьшить размер зародышей рыб данио, которые имеют большие преимущества для в естественных условиях живой визуализации. Мы показываем, что после сбалансированного удаления клеток и желтка на стадии блабулы в отдельных шагах, эмбрионы могут быстро восстановиться при правильных условиях и развиться в меньшие, но в остальном нормальные эмбрионы. Так как этот метод не требует специального оборудования, он легко адаптируется, и может быть использован для изучения широкого спектра проблем масштабирования, в том числе устойчивость морфгена опосредованного паттерна.
Ученые давно знают, что эмбрионы обладают замечательной способностью формировать постоянные пропорции тела, хотя размер эмбриона может сильно различаться как в естественных, так и в экспериментальных условиях1,2,3. Несмотря на десятилетия теоретических и экспериментальных исследований, эта устойчивость к размеру вариации, называется масштабирование, и его основные механизмы остаются неизвестными во многих тканях и органах. Для того, чтобы непосредственно захватить динамику развивающейся системы, мы создали воспроизводимые и простой метод уменьшения размера в данио4, который имеет большое преимущество в в естественных условиях живой визуализации5.
Рыба данио служила моделью позвоночных животных для изучения нескольких дисциплин биологии, включая биологию развития. В частности, рыба данио идеально подходит для в естественных условиях живой визуализации6 , потому что 1) развитие может протекать нормально вне матери и яичной скорлупы, и 2) эмбрионы прозрачны. Кроме того, эмбрионы могут выдерживать некоторые температурные и экологические колебания, что позволяет им изучаться в лабораторных условиях. Кроме того, в дополнение к обычному экспрессии генов возмущений Морфолино и мРНК инъекции7,8, последние достижения в области технологии криср/Cas9 сделал обратный генетики в данио рыб высокоэффективных9. Кроме того, многие классические методы эмбриологии, такие как трансплантация клеток или тканевой хирургии могут быть применены4,10,11.
Методы сокращения размера были первоначально разработаны в амфибии и других не позвоночных животных12. Например, в ксенопус laevis, другой популярной модели позвоночных животных, бискция вдоль оси животного растительного на стадии блазула может производить размер-сокращение эмбрионов12,13. Однако, в наших руках этот одноэтапный подход приводит к дорсизированных или вентризованных эмбрионов в рыбе данио, предположительно потому, что спинной детерминанты распределяются неравномерно и никто не может знать их локализацию от морфологии эмбрионов. Здесь мы демонстрируем альтернативный двухступенчатый рубящий технику для рыб данио, который производит обычно развивается, но меньше эмбрионов. С помощью этой техники, клетки сначала удаляются из животного полюса, область наивных клеток не хватает в органайзер деятельности. Чтобы сбалансировать количество желтка и клеток, что важно для эпибооли и последующего морфогенеза, желток удаляется. Здесь мы подробно этот протокол и представить два примера размера инности в формировании шаблона; формирование сомита и брюшной нервной трубки паттерн. В сочетании с количественной визуализации, мы использовали технику уменьшения размера, чтобы изучить, как размеры сомитов и нервной трубки страдают в размерах уменьшается эмбрионов.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все связанные с рыбными процедурами процедуры были проведены с одобрения организационного комитета по уходу и использованию животных в Гарвардской медицинской школе.
1. подготовка инструмента и реагента
2. Приготовление рыбьего эмбрионов данио для хирургического уменьшения размера
3. Хирургическое уменьшение размера и восстановление
4. Живая съемка данио ФИО Социтогенеза
5. изображений нервной трубки паттерн
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Уменьшение объема желтка важно для нормальной морфологии
Как недавно описано в Альмуэдо-Кастильо et al.17, уменьшение размера эмбрионов может быть достигнуто без снижения объема желтка. Для сравнения с и без сокращения объема желтка, мы выполнили как двухступенчатый измельчения (как бладула и желток) и блаукула-только измельчения (рис. 2 и дополнительный фильм 1). Два шага прерванные эмбрионы показали, казалось бы, нормальная общая...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Исторически, среди позвоночных животных, размер сокращение было в основном осуществляется с использованием амфибий эмбрионов, путем рассеяние эмбрионов по оси животного растительного на блаукула этап12. Однако, есть в основном два различия между лягушки и эмбрионов рыб данио, когда мы bisect эмбрионов. Во-первых, на этапе, когда зародыши рыб зебраи становятся толерантными к рассечении (стадия блаукула), организатор находится в запретной зоне маржи18
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы не заявляют о каких-либо конкурирующих или финансовых интересах.
Работа была поддержана программой вуаля японского агентства по науке и технике (JPMJPR11AA) и гранта национального института здравоохранения (R01GM107733).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 60 мм чашка Петри PYREX | CORNING | 3160-60 | |
| Аффиметрический | агарозный | 75817 | Для изготовления крепления для визуализации в реальном времени |
| Агароза, низкая температура гелеобразования Тип VII-A | SIGMA-ALDRICH | A0701-25G | |
| CaCl2 | EMD | CX0130-1 | Для 1/3 раствора Рингера |
| CaSO4 | Для яичной воды | ||
| Защитный колпак (25 мм x 25 мм, Толщина 1) | CORNING | 2845-25 | |
| Одноразовый шпатель | VWR | 80081-188 | |
| Пенопластовый картон | ELMER'S | 951300 | Для микроскопического инкубатора |
| Forcept (No 55) | FST | 11255-20 | |
| Стеклянный пипетка | VWR | 14673-043 | |
| HEPES | SIGMA Life Science | H4034 | Для 1/3 раствора Рингера |
| INCUKIT XL для шкафных инкубаторов | INCUBATOR Warehouse.com | Для микроскопа | |
| инкубатор Растворимая морская соль | Instant Ocean | 138510 | Для яичной воды |
| KCl | SIGMA-ALDRICH | P4504 | Для 1/3 раствора Рингера |
| Метилцеллюлоза | SIGMA-ALDRICH | M0387-100G | |
| NaCl | SIGMA-ALDRICH | S7653 | Для 1/3 раствора Рингера |
| чашка Петри | Falcon | 351029 | Для изготовление крепления для визуализации в реальном времени |
| Фенол красный | SIGMA Life Science | P0290 | |
| Насос для пипеток | BEL-ART PRODUCTS | F37898 | |
| Pronase | EMD Millipore Corp | 53702-250KU | |
| Трикаин-S (MS222) | WESTERN CHEMICAL INC | ||
| Ультратонкий яркий отожженный 316L диаметр 0,035 мм Нержавеющая сталь Плетение проволоки | Sandra | Провод, который мы использовали, был получен ~20 лет назад, и мы не смогли найти точно такой же. Этот продукт имеет тот же материал и диаметр, что и тот, который мы используем. |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.