Aqui, apresentamos um protocolo introduzindo um conjunto de novas experiências de ex-ovo e abordagens de modelagem física para estudar a mecânica da morfogênese durante a torção de cérebro embrionário precoce garota.
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Artigo de método
Os papéis de forças físicas no início Chick embrionárias morfogênese de sondagem
* These authors contributed equally
Neste artigo
Resumo
Resumo
Desenvolvimento embrionário é tradicionalmente estudado do ponto de vista da genética biomolecular, mas a importância fundamental da mecânica na morfogênese está se tornando cada vez mais reconhecida. Em particular, o tubo de coração e cérebro de garota embrionárias, que passam por drásticas mudanças morfológicas como elas se desenvolvem, estão entre os principais candidatos para estudar o papel das forças físicas na morfogênese. Progressiva de flexão ventral e torção para a direita do cérebro tubular embrionário garota acontecem no estágio mais adiantado de assimetria de esquerda-direita-nível de órgão no desenvolvimento embrionário de garota. A membrana vitelínico (VM) restringe o lado dorsal do embrião e tem sido implicada em fornecer a força necessária para induzir a torsão do cérebro em desenvolvimento. Aqui apresentamos uma combinação de novas experiências de ex-ovo e física de modelagem para identificar a mecânica da torsão do cérebro. Fase de Hamburger-Hamilton 11, os embriões são colhidos e culta ex ovo (nos meios de comunicação). O VM é subsequentemente removido usando um tubo capilar puxado. Controlando o nível do fluido e submetendo o embrião para uma interface líquido-ar, a tensão de superfície líquida dos meios de comunicação pode ser usada para substituir o papel mecânico da VM. Também realizaram-se experimentos de microcirurgia para alterar a posição do coração para encontrar a mudança resultante na quiralidade de torção do cérebro. Os resultados do presente protocolo ilustram as funções fundamentais da mecânica na condução morfogênese.
Introdução
Biologia do desenvolvimento moderno investigação centra-se em grande parte sobre o desenvolvimento da compreensão do ponto de vista da genética molecular,1,2,3,4,5,6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13. é conhecido que fenômenos físicos....
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Protocolo
1. preparação de meios de cultura de tecido
- Use uma garrafa de 0,5 L de meio modificado águia de Dulbecco (DMEM) com 4,5 g/L glicose, bicarbonato de sódio e L-glutamina como base para os meios de cultura.
- Em uma capa de estéril de fluxo laminar, adicione 10 mL de antibióticos para a 0,5 L de DMEM.
- Usando uma pipeta esterilizada, transferi 50 mL da solução de antibióticos de DMEM para um tubo cônico estéril 50 mL.
- Adicione 50 mL de soro de garota para a solução de antibióticos DMEM restante na garrafa 0,5 L de capuz estéril.
- Armazenar a solução final (referida daqui por diante como garota de meios de cultura [CCM]) em a....
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Resultados
Neste estudo, a VM do embrião em HH11 foi removida da extremidade anterior para a flexão torácica. Os embriões foram fotografados por um sistema de OCT. Nesta fase, a torção do tubo do cérebro não foi iniciado (figura 1A). Após ser incubadas a HH15-16, embriões com sua VM removido exibiram cerebral reduzido tubo torsão, cerca de 35 graus (figura 1B) comparado comparadas o controle de embriões, que exibem a torsão de cerca de 90 g.......
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Discussão
Enquanto fenômenos físicos desempenham um papel integral na morfogênese26,,27,28,29,30, os mecanismos específicos de mecânicos, juntamente com a coordenação de mecânica e mecanismos moleculares, continuam em grande parte inexplorados. É conhecido que a flexão ventral e torção para a direita do cérebro primitivo são dois processos centrais que contribuem para o.......
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Divulgações
Os autores declaram não há conflitos de interesse.
Agradecimentos
Z.C. reconhece o apoio do fundo de inicialização de Dartmouth e o Branco Weiss - sociedade para bolsa de estudos de ciência, administrada pela ETH Zurique. Os autores agradecer Qiaohang Guo, DRS Larry A. Taber, Benjamen A. Filas e Yunfei Shi para debates úteis, bem como os revisores anônimos para comentários. Este material é baseado em trabalho suportado pela nacional Science Foundation pós-graduação bolsa de pesquisa sob Grant no. DGE-1313911. Qualquer opinião, conclusões e conclusões ou recomendações expressadas neste material são as dos autores (s) e não refletem necessariamente as opiniões da National Science Foundation.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Ovos de galinha Leghorn brancos específicos fertilizados livres de patógenos | Charles River | ||
| Microscópio de Tomografia Óptica Coerente | Thorlabs | GAN220C1 | |
| Elastômero de silicone | Smooth-On, Inc. | EcoFlex 00-50 | |
| Microscópio de dissecação | Leica | MZ8 | |
| Dulbecco' s Águia Modificada' s Medium (DMEM) | Lonza | 12-604F | |
| Antibióticos | Sigma | P4083 | |
| Soro de pintinho | Sigma | C5405 | |
| Extrator de micropipeta | Sutter | Instrument Modelo P-30 | |
| Papel de filtro | Whatman | 5202-110 | |
| Solução salina tamponada com fosfato (PBS) | Corning | 21-040-CV | |
| Comsol MultiPhysics | Software | ||
| Microscópio Rhino 5 | |||
| anexado com OCT | Nikon | Câmera digital reflex de lente única FN1 | |
| EOS | T3i |
Referências
- Taber, L. A. Biomechanics of Growth, Remodeling, and Morphogenesis. Appl. Mech. Rev. 48, 487-545 (1995).
- Wyczalkowski, M. A., Chen, Z., Filas, B. A., Varner, V. D., Taber, L. A. Computational models for mechanics of morphogenesis. Birth Defects Research Part C - Embryo Today: Reviews. 96, 13....
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Reimpressões e permissões
