Schicksal-Mapping

Developmental Biology

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Summary

Schicksal-Mapping ist eine Technik zu verstehen, wie embryonale Zellen teilen, unterscheiden und migrieren während der Entwicklung. In klassischen Schicksal Zuordnung Experimente sind Zellen in verschiedenen Bereichen eines Embryos beschriftet mit einem chemischen Farbstoff und dann nachverfolgt, um festzustellen, welche Gewebe oder Strukturen bilden. Technologische Verbesserungen erlauben nun für einzelne Zellen markiert und während der embryonalen Entwicklung und im Erwachsenenalter zurückverfolgt werden.

Dieses Video Bewertungen die Konzepte hinter Schicksal Zuordnung und dann details ein Schicksal Zuordnung Protokoll im Zebrafisch mit Photoactivatable fluoreszierende Proteine. Zu guter Letzt werden spezifische Anwendungen und Änderungen dieser einzigartigen Technik diskutiert.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Grundlagen der Entwicklung Biologie. Schicksal-Mapping. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Entwicklungs Biologen verwenden Schicksal Mapping als Instrument zur Ablaufverfolgung Zelle Linien, während ein Organismus reift. Dies geschieht durch Kennzeichnung von Zellen in einem embryonalen Stadium und dann verfolgen sie und ihre Nachkommen in der gesamten Entwicklung des Organismus. Schicksal Zuordnung wird auch verwendet, um Studie Zellwanderung und Differenzierung während der Entwicklung sowie Regeneration und Reparatur im Erwachsenenalter.

Dieses Video wird geben einen Überblick über Schicksal Zuordnung, ein Protokoll verwendet, um ein Schicksal Karte im Zebrafisch generieren zu erklären und zeigen einige Möglichkeiten, in denen diese Technik derzeit angewandt wird, in den Labors.

Vor dem Sprung in die verfahrenstechnische Details, lassen Sie uns diskutieren was eine Schicksal Karte ist und wie es aufgebaut ist.

In klassischen Schicksal mapping Experimente gebeizt Wissenschaftler Gruppen von Zellen in einem frühen Embryo, wie Sie in der Gastrula-Stadium mit einem Farbstoff, der auf den Nachkommen dieser Zellen weitergegeben würden. Nach Abzug des Embryos, für einen bestimmten Zeitraum hinweg zu entwickeln, sahen sie die gefärbten Zellen in den reiferen Organismus. Die Lage der gefärbten Zellen im erwachsenen Organismus wurde dann festgestellt. Ergebnisse mehrerer ähnlicher Experimente erlaubt Bau eines Diagramms bekannt als Schicksal Karte gebündelt.

Daher ist eine Schicksal Karte eines Gesamtplans, in dem das Schicksal der einzelnen Teile der frühen Embryo dargelegt. Diese Karten helfen, Dinge wie die embryonalen Zellen in die funktionelle adulten Zellen zu differenzieren, und wie sie migrieren und organisieren in gewachsene Strukturen zu bestimmen.

Wissenschaftler haben viele Modellorganismen verwendet, um Schicksal Karten, einschließlich Frösche, Nematoden, Fische, Küken und Mäuse zu erstellen. Einige Modellorganismen wie die Zebrafish Danio Rerio, haben einen zusätzlichen Vorteil in dieser Art von Experiment. Da sie klein sind und für einen Großteil der Entwicklungsprozess transparent bleiben, können Wissenschaftler Zellen leicht verfolgen, indem Sie die Fische unter einem Lichtmikroskop anzeigen. Wichtig ist, lassen sich Fortschritte in der Zelle Kennzeichnung Techniken jetzt genau markieren einzelne Zellen und sie verfolgen, wie der Organismus entwickelt, die hilft bei der Erstellung einer sehr detaillierten Schicksal Karte.

Jetzt haben Sie eine Idee über welches Schicksal Karten sind, lassen Sie uns diskutieren ein Protokoll für das Schicksal Mapping im Zebrafisch, die Photoaktivierungen verwendet. Diese relativ neue Methode richtet sich nach Photoactivatable Proteine. Dies sind spezielle fluoreszierende Proteine, die "caged sind" was bedeutet, dass sie in eine bestimmte Konformation, Fluoreszenz zu verhindern gehalten werden. Eine Anwendung von einem kontrollierten Laserpuls bewirkt eine Konformationsänderung, genannt "uncaging", diese Ergebnisse in sichtbare Fluoreszenz.

Um dieses Experiment durchzuführen, sind diese speziellen Käfig Proteine erstmals synthetisiert und dann in ein oder zwei Zelle Bühne Zebrafisch-Embryonen injiziert. Als nächstes dürfen die Embryonen zu der gewünschten Entwicklungsphase vor Photoaktivierungen zu Reifen.

Dann, um die Fische für Photoaktivierungen vorzubereiten, die Embryonen sind Dechorionated das Zielgewebe zugänglich zu machen. Als nächstes werden sie in eine optisch klare Mittel, wie niedrig schmelzende Temperatur Agarose, montiert, die sicher sie in eine stabile Position hält. Die Proben sind ausgerichtet, um den gewünschten Bereich zu entlarven und auf einem Laser ausgestatteten Mikroskop montiert. Ein Laserpuls wird auf den Zielbereich enthaltenden Zellen von Interesse, induzieren Photoaktivierungen angewendet.

Nach der Laserbehandlung Embryonen sind sorgfältig aus der Agarose entfernt und an ihrer natürlichen Umgebung zurückgegeben, bis die gewünschte Entwicklungsstufe erreicht ist. Um die photoaktiviert Zellen zu verfolgen, Embryonen wieder in niedrig schmelzende Temperatur Agarose eingebettet sind, und die photoaktiviert Zellen können dann visualisiert und verfolgt mit direkter Fluoreszenz oder Immunostaining.

Jetzt haben Sie ein Gesamtverständnis für ein Schicksal Zuordnung Protokoll werfen wir einen Blick auf ein paar Laborexperimente, die die Vorteile dieses Verfahrens.

Neben dem Studium Embryonalentwicklung, kann Schicksal Zuordnung zur Reparatur in ausgereifte Systeme zu untersuchen. In diesem Experiment wurde ein bestimmte Zelle Untertyp von transgenen Zebrafisch Netzhaut abgetragen. Wissenschaftler dann genetisch verfolgt mit der Bezeichnung Residenten adulten Stammzellen, ihr Schicksal nach Verletzung zu bestimmen. Schließlich erfolgte Bildanalyse, Aktivierung von adulten Stammzellen und anschließende Gewebereparatur nachwiesen.

Wissenschaftler sind auch ähnliche Protokolle verwenden, um die Schicksale der transplantierten Stammzellen zu verstehen. Hier genetisch Verschlagwortet mit humanen embryonalen Stammzellen oder Zellkulturen, wurden in einem immungeschwächten Mausmodell verpflanzt. Die implantierten Zellen durften für 8-12 Wochen zu unterscheiden, woraufhin die resultierende Teratom, die ein Tumor ist, der Gewebe aus mehreren Mikrobeschichten enthält, geerntet wurde, behoben, und Immunostained bestimmen das Schicksal der implantierten Stammzellen. Diese Art von Experiment hilft Wissenschaftlern, die in Vivo differentiative Potenzial von kultivierten Stammzellen zu bestätigen.

Wie bereits erwähnt, führen Wissenschaftler Schicksal Mapping-Verfahren in verschiedenen Modellorganismen, darunter Säugetiere. In dieser Studie gekennzeichnet Wissenschaftler Zellen in einer bestimmten Region eines frühen Maus-Embryos mit induzierbaren gentechnische Ansätze. Dies geschieht durch die Gabe von Vermittler induzieren eine schwangere Maus mit gentechnisch veränderten nachkommen. Die markierten Zellen wurden im gesamten später Entwicklungsstadien verfolgt die Wissenschaftler ihre ultimative Schicksal bestimmen geholfen.

Sie haben nur Jupiters Video Schicksal Mapping angesehen. Dieses Video etwas Einblick in Schicksal Karten zu erstellen, hat eine bestimmte Schicksal mapping Protokoll und erörtert einige Modifikationen und Anwendungen dieser äußerst nützliche Technik. Wie immer vielen Dank für das ansehen!

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