GFP transgenik arka planlarında in vivo hücre takibi için güçlü, basit ve uygun maliyetli bir araç olarak fotoconvertible PSmOrange sistemini kurduk. Bu protokol, zebra balığı model sistemindeki uygulamasını açıklar.
Yöntem makalesi
GFP transgenik arka planlarında in vivo hücre takibi için güçlü, basit ve uygun maliyetli bir araç olarak fotoconvertible PSmOrange sistemini kurduk. Bu protokol, zebra balığı model sistemindeki uygulamasını açıklar.
Şeffaf zebra balığı embriyolarının (Danio rerio) hücre ve dokuların floresan etiketlemeleri ile birlikte hızlı gelişimi, gelişimsel süreçlerin canlı hayvanda olduğu gibi görselleştirilmesini sağlar. İlgilenilen hücreler, transgenik hatların oluşturulması için bir floresan proteinin (FP) ekspresyonunu sağlamak için dokuya özgü bir promotör kullanılarak etiketlenebilir. Bu amaçla floresan fotokonvertibl proteinlerin kullanılması, ayrıca ekspresyon alanı içinde tanımlanmış yapıların hassas bir şekilde izlenmesine izin verir. İlgilenilen bölgedeki proteini aydınlatmak, emisyon spektrumunu değiştirir ve diğer transgenik hücreleri orijinal renklerinde bırakarak belirli bir hücreyi veya hücre kümesini vurgular. Önemli bir sınırlama, zebra balığında çok sayıda doku için bilinen promotörlerin olmamasıdır. Tersine, gen ve güçlendirici tuzak ekranları, çoğunlukla GFP veya daha az genişletilmiş kırmızı veya sarı FP'ler ile kelimenin tam anlamıyla tüm embriyonik yapıları ayrı ayrı etiketleyen muazzam transgenik kaynaklar üretmiştir. Bu tür transgenik arka planlarda tanımlanmış yapıları takip etmek için bir yaklaşım, ek olarak, ilgilenilen hücre(ler)de dönüştürülebilen, her yerde bulunan fotokonvertibl bir proteini dahil etmek olacaktır. Bununla birlikte, mevcut fotokonvertible proteinler yeşil ve/veya daha az sıklıkla kırmızı emisyon durumu1 içerir ve bu nedenle genellikle mevcut transgenik hatların FP arka planındaki hücreleri izlemek için kullanılamaz. Bu sorunu aşmak için zebra balığı2,3 için PSmOrange sistemini kurduk. Bu proteinin nükleer bir formunu kodlayan sentetik mRNA'nın basit mikroenjeksiyonu, tüm hücre çekirdeklerini turuncu / kırmızı floresan ile etiketler. Proteinin hedeflenen fotodönüşümü üzerine, emisyon spektrumunu uzak kırmızıya değiştirir. Proteinin kuantum verimliliği ve kararlılığı, PSmOrange'ı zebra balığı ve muhtemelen diğer teleost türleri için mükemmel bir hücre izleme aracı haline getirir.
Üstel olarak gelişen görüntüleme teknikleri, yaklaşık dört ardışık güne kadar olan zaman dilimlerinde gelişimsel süreçleri takip etmeye izin verir3. Zebra balığı ve diğer birçok hayvan model sisteminde, görselleştirmeyi kolaylaştırmak için spesifik hücreler, dokular, aksonal veya vasküler yapılar transgenik yeşil veya bazen kırmızı veya sarı floresan proteinlerle işaretlenir. Bununla birlikte, çoğu transgenik hatta, transgen, ilgilenilen hücrelerde spesifik olarak ifade edilmez, aynı zamanda örneğin tek hücrelerin veya hücre gruplarının hassas bir şekilde izlenmesini engelleyen ek yapılarda da ifade edilir.
Floresan fotokonvertibl proteinler, embriyonik gelişim sırasında hücre takibi için çok uygundur. Bu tür proteinlerin uygulanması için ön koşullar, uzun ömürlü bir doğa, dönüşüm üzerine iyi ayrılmış bir emisyon aralığı ve parlak floresandır. Mevcut fotokonvertibl proteinler, Kaede4, KiGR5, mEos26, PS-CFP2 veya Dendra27 gibi dönüşüm sırasında emisyon aralıklarını değiştirenleri ve fotoaktive edildiğinde sadece floresan olan diğerlerini içerir (PAmCherry8, PAGFP9 veya PATagRFP10). Bununla birlikte, mevcut FP-transgenik hayvanlardaki hücreleri izlemek için uygulamaları, genellikle yeşil bir floresan durumu içerdikleri veya yukarıdaki kriterlerin tümünü karşılamadıkları için sınırlıdır. Kısa bir süre önce, Subach ve meslektaşları, fotokonversiyon üzerine emisyonunu turuncu / kırmızıdan uzak kırmızıya değiştiren ve farelere enjekte edilen kültür ve kültürlenmiş hücrelerdeki hücrelerde başarıyla uygulanan PSmOrange proteinini bildirdiler2.
Proteinin canlı bir embriyoda hücre takibi için uygunluğunu araştırmak için, nükleer etiketli H2B-PSmOrange'ın zebra balığı embriyolarına mikroenjeksiyonu için bir ifade yapısı oluşturduk. Proteinin, zebra balığı embriyonik gelişiminin ilk 4 (ve muhtemelen daha fazla) günü boyunca GFP transgenik arka planlarında başarılı hücre takibi için tüm ön koşulları yerine getirdiğini bulduk. Bu süre zarfında, hücre göçü olaylarının çoğu balıklarda tamamlanır ve bu da PSmOrange sistemini zebra balığı araç setine mükemmel bir katkı haline getirir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
1. H2B-PSmOrange mRNA in vitro transkripsiyon ve mRNA Saflaştırma
Zebra balığı Embriyolar içine 2. H2B-PSmOrange mRNA Mikroenjeksiyon
3. Embriyo Gömme
4. PSmOrange Fotoçevrim
LMA 5. Dismount Embriyo
6. Photoconverted PSmOrange proteini ifade eden hücrelerin kaderini analiz
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Şekil 1, PSmOrange Fotoçevrim sisteminin bir örneğini göstermektedir. epifiz kompleks omurgalı dorsal diensefalon korunmuş bir yapıdır. diğer omurgalılarda olduğu gibi, bu karmaşık diensefalon ve sol parapineal hücrelerin merkezinde epifiz organı oluşur. Zarif ama zaman alıcı uncaging deneyler parapineal hücreler epifiz organı 13 ön kısmında menşeli olduğu görüldü. TG (Foxd3 GFP); tg (FLH: GFP) transgenik embriyolar, epifiz ve parapineal hem hücrelerin gelişim...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
floresan gazetecilere taşıyan transgenik embriyolar embriyo gelişimini anlamak için temelde yardımcı olmuştur. Bununla birlikte, özellikle yapıların belirli bir görselleştirme kolaylaştırmak için promotörler için gerekli ihtiyaç vardır. Onların yokluğunda, araştırmacılar kendi ilgi yapısının kökeni ve gelişimi hakkında bilgi edinmek için bu tür floresan proteinleri Fotoçevrim gibi teknikler güveniyor. Bu da onun gelişiminde rol oynayan moleküler mekanizmaları tanımlamak için önemli bir ön koşuldur. Zebra balığı Alanında...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.
Orijinal H2B-PSmOrange plazmidini sağladığı için O. Subach'a ve balık bakımı için balık tesisi ekibimize teşekkür ederiz. Mikroskopi ekipmanına ve analiz yazılımına erişim için Heidelberg Üniversitesi'ndeki Nikon Görüntüleme Merkezi'ne minnettarız. CBTM'deki Mannheim Canlı Hücre Görüntüleme Çekirdek Tesisi'nin desteğini kabul ediyoruz (DFG INST 91027/10-1 FUGG). Bu çalışma, Excellenzcluster CellNetworks, EcTop Sinyalizasyon süreçlerinin uzaysal-zamansal koordinasyonu (EcTop 2), Heidelberg Üniversitesi'nden C.A.B. ve Heidelberg Üniversitesi Mannheim Tıp Fakültesi'ne ve DFG (FOR 1036/2, 298/3-1 ve 298/6-1) tarafından M.C. tarafından desteklenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| PCR Arıtma Kiti | Qiagen | 28104 | |
| mMESSAGE mMACHINE SP6 Transkripsiyon kiti | Ambion | AM1340 | |
| RNeasy MiniElute Temizleme kiti | Qiagen | 74204 | |
| Plastik Pasteur | alfa laboratuvarları | LW4000 | |
| Orijinal H2B-PSmOrange Plazmid | Addgene | 31920 | Makalede açıklanan plazmit Carl laboratuvarında mevcuttur |
| FemtoJet Mikroenjektör | Eppendorf | 5247 000.013 | |
| Forseps (5 Inox) | NeoLab | 2-1633 | |
| Lab-Tek II Odacıklı #1.5 Alman Kapak Camı Sistemi | Nunc | 155382 | |
| Nikon A1R+ | Nikon GmbH Almanya | Numara | |
| Nikon PLAN Apo λ 20X hava objektifi | Nikon GmbH Almanya | Numara | |
| Yok NIS Elements AR Yazılımı (v. 4.30.02) | Nikon GmbH Almanya/Laboratuvar Görüntüleme Numara |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste
İzin iste