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.
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.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение