Cilia विकास उचित organogenesis के लिए महत्वपूर्ण है । यह प्रोटोकॉल zebrafish के oleraceum कक्षों को लेबल करने और विज़ुअलाइज़ करने के लिए ऑप्टिमाइज़ की गई विधि का वर्णन करता है ।
हाल के वर्षों में, zebrafish भ्रूण विकासात्मक इस तरह के पूर्व utero भ्रूण विकास और ऑप्टिकल पारदर्शिता के रूप में लक्षण के कारण जीव विज्ञान के अध्ययन के लिए एक लोकप्रिय मॉडल के रूप में उभरा है । विशेष रूप से, zebrafish भ्रूण हड्डीवाला गुर्दे organogenesis के रूप में अच्छी तरह से multiciliated सेल (एमसीसी) के विकास के अध्ययन के लिए एक महत्वपूर्ण जीव बन गया है । भ्रूण zebrafish गुर्दे में एमसीसीएस कल्पना करने के लिए, हम पूरे के एक संयुक्त प्रोटोकॉल सीटू संकरण (मछली) और पूरे माउंट इम्यूनोफ्लोरेसेंस में माउंट फ्लोरोसेंट विकसित किया है (यदि) कि उच्च रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग सक्षम बनाता है । यह पांडुलिपि एक उपकरण के रूप में सह स्थानीयकरण आरएनए टेप और प्रोटीन के लिए हमारी तकनीक का वर्णन करने के लिए बेहतर विभिंन वंश कारकों की अभिव्यक्ति के माध्यम से विकास कार्यक्रमों के विनियमन को समझते हैं ।
पिछले कई दशकों से, zebrafish (ढाणियो rerio) विकासात्मक जीवविज्ञान का अध्ययन करने के लिए एक प्रमुख मॉडल जीव के रूप में उभरा है । भ्रूण मां के बाहर विकसित और ऑप्टिकली पारदर्शी हैं । इसके अलावा, नेत्र, गुर्दे, और forebrain के रूप में महत्वपूर्ण अंगों का गठन तेजी से होता है, सिर्फ 24 एच पोस्ट निषेचन (hpf) द्वारा गठित संरचनाओं के साथ । महत्वपूर्ण बात, zebrafish जीनोम अत्यधिक स्तनधारी1,2,3के साथ संरक्षित है । इसके अतिरिक्त, zebrafish और स्तनधारी अंगों समान शरीर रचना विज्ञान और शरीर विज्ञान है । zebrafish भ्रूण गुर्दे, या pronephros, जल्दी nephrogenesis और भाग्य का निर्धारण के दौरान जीन समारोह की जांच के लिए मॉडल प्रणाली के मूल्य को दर्शाता है हड्डीवाला nephron4की उपकला कोशिका आबादी, 5 , ६ , 7 , 8 , 9 , 10. इसी तरह, zebrafish भ्रूण की ontogeny की जांच में तेजी से महत्वपूर्ण हो गया है एमसीसीएस11,12,13,14,15, 16 , 17.
उनके नाम का सुझाव के रूप में, एमसीसीएस शिखर सतह पर स्थित gram cilia के एक बंडल द्वारा विशेषता उपकला कोशिकाओं रहे हैं17. zebrafish में, द्रव प्रवाह में एमसीसीएस समारोह और एक “नमक में फैला रहे है और काली मिर्च” फैशन की तरह “pronephros के प्रत्येक nephron के बीच भर में 24 hpf 11,12,13,14 15 , 16 , 17. यद्यपि वे मानव गुर्दे की बीमारी के मामलों में केवल एक मुट्ठी में नोट किया गया है18,19,20,21, एमसीसीएस मस्तिष्क जैसे अन्य स्तनधारी ऊतकों में प्रचलित हैं और श्वासनली22,23,24, जो प्रयोगात्मक डिजाइन के लिए चुनौतियों का एक मेजबान बन गया है । zebrafish सहित विभिंन हड्डीवाला मॉडलों में सुरुचिपूर्ण अध्ययनों से एमसीसी भाग्य का एक संरक्षित मार्ग का प्रदर्शन किया है, एमसीसी के विकास के एक अवरोधक के रूप में पायदान संकेत मार्ग के साथ12,17,25 ,26,27. इसलिए, zebrafish pronephros एक आसानी से सुलभ मॉडल vivo11,12,13,14, में एमसीसी विकास के आनुवंशिक तंत्र का अध्ययन करने के लिए प्रदान करता है 15 , 16 , 17.
दोनों पारदर्शिता और zebrafish भ्रूण के आसान आनुवंशिक हेरफेर साबित कर दिया है अमूल्य लक्षण जब आनुवंशिक और आणविक रास्ते का अध्ययन है कि कोशिका भाग्य, ऊतक विकास को विनियमित, और जल्दी भ्रूण के विकास1,2 ,3. जैसे, पारंपरिक तकनीक के रूप में सीटू संकरण और पूरे माउंट में प्रोटीन और जीन टेप, कल्पना करने के लिए अगर, करने के लिए लागू किया गया है और zebrafish के लिए अनुकूलित16,28,29, 30,31,३२,३३,३४,३५,३६,३७,३८. मछली के लिए लोकप्रिय प्रोटोकॉल के संयोजन और अगर, यह लेबल और एमसीसीएस vivo16,28,३७,३८ मेंविश्लेषण करने के लिए संभव है ।
ऊपर विस्तृत प्रोटोकॉल odf3b टेप और α-tubulin में 24 hpf zebrafish भ्रूण के साथ pronephros में लेबल एमसीसीएस के लिए अनुकूलित है । सबसे अच्छा परिणाम के लिए, यह नए सिरे से तय की और तैयार भ्रूण का उपयोग करने के लिए सिफारिश की है । भ्रूण है कि तय कर दिया गया है और या तो MeOH या Hyb में संग्रहित + पर-20 डिग्री सेल्सियस के लिए एक सप्ताह से अधिक इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन समय है कि भ्रूण भंडारण में रखा जाता है के साथ अवांछित पृष्ठभूमि धुंधला बढ़ की संभावना ।
संशोधनों और इस तकनीक के निवारण के लिए विशेष मार्करों के अंय suites के लिए इस विधि दर्जी आवश्यक हैं, अंय antisense riboprobes और अंय एंटीबॉडी उदा । सीटू संकरण में पूरे माउंट की प्रक्रिया में चरणों के मापदंडों को समायोजित करने के लिए कई विधियों पहले हमारे समूह और अन्य लोगों द्वारा दर्ज़ किया गया है31,३४,३६,३८, ३९. इसी तरह, प्रत्येक प्रोटीन एंटीबॉडी धुंधला समय के संदर्भ में कुछ समस्या निवारण की आवश्यकता होगी, और प्रत्येक प्राथमिक एंटीबॉडी के लिए कमजोर पड़ने और गर्मी के समय के अनुमानित पर्वतमाला सबसे अच्छा प्रलेखित परिणाम28के मूल्यांकन द्वारा अनुमानित हैं, ३५. 24 hpf से छोटे भ्रूण के लिए, पीके उपचार 2 मिनट से कम होना चाहिए, जहां 24 hpf से अधिक पुराने भ्रूण 2 मिनट से अधिक समय के लिए pk के साथ इलाज किया जाना चाहिए । इसके अलावा, 24 hpf से अधिक पुराने भ्रूण पीके उपचार से पहले वर्णक का प्रक्षालित किया जाना चाहिए ।
फ्लोरोसेंट धुंधला समाधान के साथ दाग के बाद, यह मेथनॉल और हाइड्रोजन पेरोक्साइड बहाकर की श्रृंखला के प्रदर्शन से किसी भी शेष दाग, एंटीबॉडी, और peroxidases को दूर करने के लिए महत्वपूर्ण है । पंजाबियों तुरंत पालन बहाकर भ्रूण से अतिरिक्त मेथनॉल को दूर करने के लिए महत्वपूर्ण हैं । महत्वपूर्ण बात, अगर एंटीबॉडी के साथ आगे बढ़ने से पहले, हमने पाया है कि एसीटोन और जल बहाकर भ्रूण कम करने के लिए एक दूसरे का पालन करने की संभावना बना और/या केंद्रापसारक ट्यूबों । हमारे अनुभव में, विशिष्ट प्रतिलेखन कारकों और अंय जीन के लिए एंटीबॉडी, हालांकि वे पश्चिमी दाग में कुशलता से काम कर सकते हैं, के लिए अच्छी तरह से काम नहीं करते अगर zebrafish में । हालांकि, अत्यधिक संरक्षण, और प्रचुर मात्रा में प्रोटीन, जैसे α-tubulin और β-catenin, के लिए zebrafish में अच्छी तरह से काम करते हैं, तो16,३७.
मछली के साथ, यह जीन है कि अभी तक zebrafish में विशिष्ट एंटीबॉडी नहीं है की आरएनए टेप कल्पना करने के लिए संभव है । के साथ मछली के संयोजन के द्वारा यदि, के रूप में इस प्रोटोकॉल द्वारा प्रदर्शन, आरएनए टेप के सह स्थानीयकरण और प्रोटीन vivo (चित्रा 2) में देखा जा सकता है । प्रोटोकॉल की लचीली प्रकृति विभिन्न आरएनए टेप और कई ऊतकों और समय अंक में प्रोटीन के दृश्य के लिए त्वरित समस्या निवारण सक्षम बनाता है. जब zebrafish भ्रूण के पहले से ही संमान के लक्षण के साथ संयुक्त, मछली के इस प्रोटोकॉल + यदि एक और उपकरण के लिए जीन और विकासात्मक मार्ग विनियमन के लिए महत्वपूर्ण प्रोटीन की अभिव्यक्ति का पता लगाने प्रदान करता है ।
The authors have nothing to disclose.
इस काम के हिस्से में ग्रांट R01DK100237 द्वारा R.A.W. को सपोर्ट किया गया और नेशनल साइंस फाउंडेशन ग्रेजुएट रिसर्च फेलोशिप नं. डीजीई-१३१३५८३ को A.N.M. हम भी M.U. के लिए समर्थन के लिए विज्ञान ग्रीष्मकालीन स्नातक अनुसंधान फैलोशिप कार्यक्रम के कॉलेज को धंयवाद हम Notre डेम के विश्वविद्यालय में Zebrafish अनुसंधान के लिए हमारे Zebrafish के अपने समर्पित देखभाल के लिए केंद्र का शुक्रिया अदा करना चाहूंगा । हम भी जैविक विज्ञान विभाग के साथ ही उनके समर्थन और बहुमूल्य अंतर्दृष्टि के सभी के लिए हमारी प्रयोगशाला के सदस्यों को धंयवाद देना चाहूंगा ।
non-specific protease mixture solution | Roche | 11459643001, pronase from Streptomyces griseus | Dilute in E3 without methylene blue to make 50mg/mL stock solution; store at -20°C |
E3 solution | Dilute 50X E3 (250 mM NaCl, 8.5 mM KCl, 16.5 mM CaCl2, 16.5 mM MgSO4 in distilled water) in distilled water; add 1 x 10-5 M methylene blue (sigma M9140) to inhibit contamination | ||
tricaine (ethyl 3-aminobenzoate methanesulfonate) | Fluka | A5040-250G | To make a 0.2% stock solution, dissolve 1 g of tricaine powder in 10 mL Tris, pH 9.5 and distilled water up to 500 mL |
embryo dishes | VWR | 351029 | |
5 mL glass vials | Wheaton | 225012 | |
disposable plastic Pasteur pippettes | VWR | 414004-004 | |
4% paraformaldehyde (PFA) solution | Electron Microscopy Services | 19210 | Dissolve 4% PFA in 1X PBS and bring to a boil under a fume hood. Cool and aliquot, then store at -20°C. Do not refreeze once thawed for use. |
10X PBS | American Bioanalytical | AB11072 | Dilute in distilled water to make a 1X stock |
Tween-20 stock | American Bioanalytical | AB02038 | Make a 0.1% Tween-20 stock by diluting in distilled water. |
1X phosphate buffered saline with 0.1% Tween 20 (PBST) | Sigma | P9416 | 0.1% Tween-20 in 1X PBS |
methanol (MeOH) | Sigma | 34860-4L | |
proteinase K | Roche | 3115879001 | Dissolve in distilled water to make a 10 mg/mL stock; aliquot and store at -20°C |
flat bottom microcentrifuge tubes | VWR | 87003-300; 87003-298 | |
formamide | American Bioanalytical | AB00600 | store at -20°C |
hybridization solution (HYB+) | 50% formamide, 5X SSC, 0.1% Tween-20, 5 mg/mL yeast torula RNA, 50 μg/μL heparin; store at -20°C | ||
hybridization oven | Fisher Scientific | 13-247-10Q | |
20X saline-sodium citrate (SSC) buffer solution | American Bioanalytical | AB13156 | dilute in distilled water to make 2X and 0.2X stocks |
blocking reagent solution | Roche | 11096176001 | dilute in maleic acid buffer to make a 10% stock solution; store at 4°C |
maleic acid buffer solution | Sigma | M0375 and S7653 | 150mM maleic acid, 100mM NaCl (pH 7.5) |
anti-Digoxigenin-POD, Fab fragments | Roche | 11207739910 | store at 4°C |
Cy3 fluorescent staining solution | PerkinElmer, Inc. | NEL744001KT, TSA Plus Cyanin3 system | store at 4°C; prepare staining solution fresh by making a 1:50 dilution of TSA reagent (dissolved in 60 uL of DMSO) in the kit buffer |
Hydrogen peroxide (H2O2) | Sigma | H1009-500mL | store at 4°C |
molecular grade distilled water (ddH2O) | Mediatech | 25-055-CM | |
acetone | American Bioanalytical | AB00636-01000 | store an aliquot at -20°C |
DMSO | American Bioanalytical | AB00435-01000 | |
fetal bovine serum (FBS) | Gibco | 10438-034 | aliquot and store at -20°C |
monoclonal anti-acetylated tubulin clone 6-11B-1 | Sigma-Aldrich | T6793 | aliquot and store at -20°C |
anti-γ-tubulin anitbody produced in rabbit | Sigma-Aldrich | T5192 | aliquot and store at -20°C |
odf3b cDNA clone MGC:63985 | OpenBiosystems | IMAGE:6792478 | store bacterial glycerol stock at -80°C |
NaCL | American Bioanalytical | AB01915-05000 | |
Alexa flour 647 goat anti-rabbit IgG | Life Technologies | A21245 | store at 4°C; protect from light |
Alexa fluor 488 goat anti-mouse IgG | Life Technologies | A11029 | store at 4°C; protect from light |
DAPI | Life Technologies | D1306 | aliquot and store at -20°C |
glass slide | Thermo-Fisher | 4445 | |
glass coverslip | Thermo-Fisher | 12-540A | 18 x 18 mm |
fine forceps | Roboz | RS-1050 | Dumont Tweezers Pattern #55 |
mounting media | Polysciences, Inc. | 18606, Aqua-Poly/Mount | store at 4°C |
confocal microscope and associated software | We use a Nikon C2plus Confocal Microscope with NIS-elements AR software | ||
rocker | Bio-Rad | 1660710EDU |