Cartographie du destin

Developmental Biology

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Summary

Cartographie du destin est une technique utilisée pour comprendre comment embryonnaires diviser, différencier et migrer au cours du développement. Dans les expériences de cartographie sort classique, dans différents domaines d’un embryon, les cellules sont marqués par un agent chimique et ensuite suivis pour déterminer quels tissus ou des structures qu’ils forment. Améliorations technologiques autorisent désormais les cellules individuelles soient marqués et tracés tout au long de l’âge adulte et le développement embryonnaire.

Cette vidéo examine les concepts qui sous-tendent la cartographie sort et détaille ensuite un protocole de cartographie sort chez le poisson zèbre à l’aide de protéines fluorescentes photoactivatable. Enfin, des applications spécifiques et des modifications de cette technique unique sont discutées.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Notions essentielles de biologie du développement. Cartographie du destin. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Biologistes du développement utilisent le mappage de sort comme un outil pour les lignées cellulaires trace tandis que l’organisme arrive à maturité. Cela se fait par marquage des cellules à un stade embryonnaire et puis suivi eux et leur progéniture au cours du développement de l’organisme. Cartographie de sort est également utilisée pour étudier la migration cellulaire et la différenciation au cours de développement, ainsi que la régénération et de réparation au cours de l’âge adulte.

Cette vidéo sera donner un aperçu des cartes de sort, expliquer un protocole utilisé pour générer une carte sort chez le poisson zèbre et présentent quelques façons dans lequel cette technique est actuellement appliquée dans les laboratoires.

Avant de sauter dans les détails de procédure, nous allons discuter de ce qu’est une carte de sort est et comment il est construit.

En sort classique cartographie des expériences, les scientifiques teint groupes de cellules dans l’embryon précoce, telles que celles de la gastrulation, avec un colorant qui serait répercuté tous les descendants de ces cellules. Après avoir laissé l’embryon de se développer pendant une certaine période de temps, ils ont vu les cellules colorées dans l’organisme plus mature. L’emplacement de cellules colorées dans l’organisme mature a ensuite noté. Mis en commun les résultats de plusieurs expériences similaires a permis la construction d’un schéma connu comme une carte de sort.

Par conséquent, une carte de sort est un plan global qui décrit le sort de chaque partie d’un embryon précoce. Ces cartes aident les scientifiques à déterminer des choses comme les cellules embryonnaires se différencient en cellules adultes qui fonctionnelles, et comment ils migrent et organisent en structures matures.

Scientifiques ont utilisé de nombreux organismes modèles pour créer des cartes de sort, y compris les grenouilles, les nématodes, poisson, poussins et la souris. Certains organismes modèles, tels que le poisson-zèbre Danio rerio, ont un autre avantage dans ce type d’expérience. Puisqu’ils sont petits et restent transparentes pour une grande partie du processus du développement, scientifiques peuvent facilement repérer les cellules en affichant les poissons sous un microscope optique. Ce qui est important, avances dans la cellule techniques d’étiquetage maintenant permettre aux scientifiques de justement marquer des cellules individuelles et retracer leur que l’organisme se développe, qui aide à la création d’une carte extrêmement détaillée.

Maintenant que vous avez une idée sur ce que le destin des cartes sont, nous allons discuter un protocole pour la cartographie sort chez le poisson zèbre qui utilise photoactivation. Cette approche relativement nouvelle dépend des protéines photoactivatable. Ce sont des protéines fluorescentes spéciales, qui sont « mis en cage, » ce qui signifie qu’ils sont détenus dans une conformation spécifique afin d’éviter la fluorescence. Une application d’une impulsion laser contrôlé provoque un changement conformationnel, dénommé « uncaging, » qui résulte de la fluorescence visible.

Afin de réaliser cette expérience, ces protéines spécialisées en cage sont pour la première fois et ensuite injectées dans un ou deux embryons de poisson-zèbre de stade de cellules. Ensuite, les embryons sont autorisées à mûrir à l’étape du développement souhaité avant la photoactivation.

Ensuite, pour préparer le poisson photoactivation, les embryons sont déchorionés afin de rendre le tissu cible accessible. Ensuite, ils sont montés dans un milieu optiquement clair, tels que l’agarose de température basse fusion, qui les maintient en toute sécurité dans une position stable. Les échantillons sont alignés pour exposer la zone d’intérêt et montés sur un microscope équipé de laser. Une impulsion laser est appliquée aux cellules contenant d’intérêt, induisant la photoactivation zone ciblée.

Après le traitement au laser, embryons sont soigneusement retirés de l’agarose et retournés à son environnement naturel jusqu'à ce que le stade de développement souhaité est atteint. Afin de retracer les cellules de photoactivation, embryons encore incorporés dans la basse fusion agarose de la température, et les cellules de photoactivation peuvent ensuite être visualisées et tracé à l’aide de fluorescence directe ou immunostaining.

Maintenant que vous avez une compréhension globale d’un protocole de cartographie du destin, nous allons jeter un oeil à quelques expériences de laboratoire qui tirent parti de cette procédure.

En plus d’étudier le développement embryonnaire, mappage de sort peut être utilisé pour examiner la réparation dans des systèmes matures. Dans cette expérience, un sous-type de cellule spécifique a été pratiqué l’ablation d’un poisson transgénique zèbre de la rétine. Scientifiques puis tracés génétiquement marquées des cellules souches adultes résidant à déterminer leur sort après une blessure. Enfin, l’analyse d’images a été réalisée, qui a montré l’activation des cellules souches adultes et de la réparation des tissus suivants.

Les scientifiques utilisent également des protocoles comparables pour comprendre le destin des cellules souches transplantées. Ici, le tag génétiquement des cellules souches embryonnaires humaines, ou les CSEh, ont été transplantées dans un modèle de souris immunodéprimées. Les cellules implantées pouvaient différencier pendant 8 à 12 semaines, après quoi le tératome résultante, qui est une tumeur qui contient de multiples couches de germe des tissus, a été récoltée, fixe et immunomarquage afin de déterminer le sort d’implanté des cellules souches. Ce type d’expérience aide les scientifiques pour confirmer le potentiel différenciantes in vivo de cellules souches cultivées.

Comme mentionné précédemment, les scientifiques réalisent des procédures de cartographie sort dans divers organismes modèles, y compris les mammifères. Dans cette étude, les scientifiques marqué des cellules dans une région spécifique d’un jeune embryon de souris en utilisant des approches génétiques inductibles. Cela se fait par l’administration d’un agent inducteur d’une souris enceinte transportant des descendants génétiquement modifiés. Les cellules marquées ont été suivis tout au long des stades du développement, qui a aidé les scientifiques à déterminer leur destin final.

Vous avez juste regardé les vidéo de JoVE sur la cartographie du destin. Cette vidéo a fourni un aperçu de la création de cartes de sort, étudié un destin spécifique protocole de cartographie et discuté de certaines des modifications et les applications de cette technique extrêmement utile. Comme toujours, Merci pour regarder !

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