Embriyonik geliştirme kapsamlı bir anlayış gelişmekte olan organizmanın her hücrede açılmak tüm moleküler değişiklikleri karakterizasyonu gerektirir. Yeni nesil Sekanslama moleküler güçlendirme ile sağlayan tek hücreli transcriptomes1 gelişmekte olan sistemleri2,3, önemli ölçüde daha az derin ölçüm daha küçük moleküller dizisi hakkında bilinir proteinler ve, özellikle, metabolitleri gibi tek embriyonik hücrelerinde üretilen (molekül ağırlığı < ~ 1500 Da). Bir hızlı ve dinamik ile olaylara yanıt olarak içsel ve dışsal, metabolome bir hücrenin moleküler devlet güçlü bir tanımlayıcısı olarak hizmet vermektedir. Tek hücreli metabolome, bu nedenle, potansiyel hücre heterojenite erken embriyo içinde kayma ve temporal gelişimini izlemek ve fonksiyonel çalışmalar için yeni moleküller tanımlamak için yükseltir. Ancak, moleküler amplifikasyon bu moleküller için kullanılabilir olağanüstü duyarlılık metaboliti analiz için tercih edilen teknoloji olan kütle spektrometresi (MS),'ı kullanarak metabolome tespiti talepleri.
Tek hücreli MS bir metabolitleri (bakın değerlendirmeden 4,5,6,7,8,9 Tek Kişilik hücrelerde ölçmek için yeterli hassasiyetle teknolojidir ,10,11,12,13,14,15). Hücre tekrarlanabilir örnekleme ve metabolitleri verimli çıkarma metabolitleri Tek Kişilik hücrelerde başarılı tespiti için gerekli. Bütün hücre diseksiyon Xenopus embriyo tanımlı hücre küçük moleküller ve peptidler16karakterizasyonu sağlamıştır. Diğer yaklaşımlar MİKROPİPETLER tek tek canlı hücreler tarafından algılamayı electrospray iyonlaşma (ESI) MS kullanarak takip örnek istihdam. Örneğin, metabolitleri bitki veya memeli hücreleri tek hücre video MS17, basınç sonda18, tek sonda19ve sıvı güç mikroskobu20, diğer teknikleri21arasında tarafından ölçüldü, 22,23,24. Ayrıca, önce iyonlaşma tek hücreli MS iş akışı içine kimyasal ayırma birleşme verimli bir şekilde böylece potansiyel etkileşimler hafifletmek için algılama önce iyon oluşturma sırasında metabolome kolaylaştırır. Önemlisi, ayrılık da moleküler tanımlamaları yardımcı olacak bileşik özgü bilgiler verilmiştir. Kapiler Elektroforez (CE) metabolitler nöron fenotipleri arasındaki farklar küçük molekül yakalayan tek disseke25,26 veya microsampled27nöronlar, tespit edebilir kullanılmaya başlanmıştır. Biz son zamanlarda ESI tandem MS metabolitleri Xenopus laevis16,28erken embriyo disseke tek tek hücreleri içinde yüzlerce izleme düzeyi algılamasını etkinleştirmek için CE uyarlanmış. Bu çalışmalar gelişiminin erken bir aşamada embriyonik hücreler arasında şaşırtıcı metabolik farklılıklar ortaya ve metabolitleri ile daha önce keşfi bilinmeyen gelişimsel etkileri16yol açtı.
Burada doğrudan bir canlı omurgalı embriyo microprobe tek hücreli CE-ESI-Bayan29,30kullanarak Tek Kişilik hücrelerde metabolitleri algılama etkin bir protokol sağlar. Seçilen model organizma 8-için-32-hücre X. laevis embriyo, olsa da yaklaşım geliştirme ve diğer türleri canlılar sonraki aşamalarını da geçerlidir. Bu iletişim kuralı bilenmiş kılcal çok eksenli translasyonel kontrolü altında yardım ile bir yüksek çözünürlüklü görüntü sistemi tarafından tanımlanan hücreleri situ morfolojik karmaşık gelişmekte olan embriyo bir ~ 10 nL bölümünü Aspire için kullanır. Bu microprobe daha küçük hücrelere ölçeklenebilir ve saniyeler içinde hangi hücre soy embriyonun içinde izlemek için yeterince hızlı çalışır. Kutup ayıklarken ya da apolar küçük moleküllerin, metabolitleri ve peptidler, ~ 4-5'te toplanan örnekten sonra µL ayıklama çözüm, bir ~ 10 nL elde edilen ekstresinin bir ESI Kütle Spektrometre anavatanına bağlı özel olarak oluşturulmuş bir CE platform analiz. İnşaat ve CE-ESI-MS platform oluşturur başka bir bölümünde protokollerinde. 31 , 32 koaksiyel CE-ESI arabirimin başka bir yerde açıklandığı gibi inşa edilmiştir. 31 bu platform bir 4-5 günlük sipariş dinamik aralığında (göreli28,29,30 bir yeteneği miktar için izleme düzey hassasiyet elde etmek için koni-jet püskürtme rejimi saklanır ya da mutlak16). CE-ESI-MS platform algılama %8 bağıl standart sapma (MSB) ile a 60-Ekrem alt limiti Nefelometri içinde test edilmiş 10 sunmaktadır nM 1 µM küçük moleküller16 X endojen metabolitleri karakterize etmek yeterlidir için için. laevis hücreleri. Microprobed hücreleri aracılığıyla geliştirme30hücresel metabolizma geçici ve dağınık şekilde çözülmüş analiz için izin, embriyo ilerledikçe bölmek devam edin. Nitekim, tek hücreli CE-ESI-Bayan ventral dorsal16,29, hayvan bitkisel16, sol-sağ28 gelişimsel eksenleri ve hücreleri işgal hücreler arasında metabolik farkları bulun için kullanılabilir Bu ortak progenitör hücre içinde X. laevis30kaderde dorsal soyundan sinir dokusu oluştururlar. X. laevis embriyo30farklı gelişim aşamalarında bireysel embriyonik hücreler arasında metabolik farklılıklar sorgulama yanı sıra, biz burada açıklanan protokoller biomolecules geniş bir dizi ilgili tahmin ve Embriyonik geliştirme gibi diğer hücreleri ve model organizmalar türleri farklı aşamalarında gelen tek hücreler microsampled. Ayrıca, farklı bir platform minik örnekleri ile uyumlu ayırma ve/veya biomolecules karakterizasyonu için kullanılabilir gibi görünse microprobe microsampling için kullanılabilir.