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Biology II: Mouse, Zebrafish, and Chick

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제브라피쉬 발달 및 생식

Overview

제브라피쉬(다리오리리오)는유전학과 발달 생물학을 연구하는 인기 모델이 되었습니다. 초기 발달 단계에서 이 동물의 투명성은 세포 수준에서 조직 형태발생의 직접적인 시각화를 허용합니다. 더욱이, 제브라피쉬는 유전적 조작에 의존하여, 연구자들은 인간에 대한 유전적 유사성을 높은 척추동물 의 발달에 대한 유전자 발현의 효과를 결정할 수 있게 한다.

이 비디오는 제브라피시 개발의 주요 단계에 대한 간략한 개요를 제공하며, 특히 처음 24시간 후 수정(hpf)에 중점을 둡니다. 토론은 노른자의 큰 공 꼭대기에 있는 단일 셀, 또는 blastomere로 구성된 zygote로 시작됩니다. 그 때 blastomere의 분열은 시간 안에 세포의 수천을 포함하는 태아를 생성하는 것을 표시됩니다. 다음으로, epiboly 및 위장으로 알려진 극적인 세포 운동은 설명되어, 단지 1 일에 박동 심장을 가진 움직이는 태아로 세포의 질량을 재구성하는 데 어떻게 기여하는지 공개합니다. 프리젠 테이션은 해화 단계를 통해 배아 발달을 다음과, 그들은 수영될 때, 유충을 먹이. 애벌레를 돌보는 중요한 고려 사항은 유아반으로 알려진 전용 시설에서 물고기가 성인으로 어떻게 자라는지에 대한 간략한 검토를 포함하여 통합됩니다. 마지막으로, 비디오는 우리가 인간 발달과 질병을 더 잘 이해하는 데 도움이 되는 제브라피시를 어떻게 사용하는지 보여주는 배아 발달을 연구하기 위해 이용되는 몇 가지 일반적인 기술로 끝납니다.

Procedure

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Zebrafish 배아는 발달 생물학자 들 사이에서 그(것)들을 좋아하는 모형을 만드는 많은 특성이 있습니다. 그들의 신속하고 외부적인 개발과 투명성은 시각화에 유일하게 적합합니다. 추가적으로, 태아는 물리적 및 유전 조작 둘 다에 순종합니다, 연구원이 발달 프로세스를 통제하는 신호를 떨어져 애타게 하는 것을 허용합니다. 이 비디오는 제브라피시 수명 주기, 배아 발달초기 단계, 성인기에 물고기를 키우고, 제브라피시 배아 를 개발하는 데 활용하는 몇 가지 기술을 강조할 것입니다.

먼저, 제브라피시 개발의 기본 단계를 살펴보겠습니다.

제브라피시 수명 주기는 배아, 애벌레, 청소년 및 성인의 네 가지 주요 기간으로 나뉩니다. 수정란에서 성인까지의 전체 수명 주기는 90 일입니다.

조기 발달은 배아가 28°C에서 제기될 때 급속하지만 예측 가능한 속도로 발생합니다. 그 결과, 단계는 수정 후 시간 또는 일의 수로 정의될 수 있습니다(더 일반적으로 hpf 또는 dpf로 축약). 그러나, 인큐베이션 온도가 증가하거나 감소하는 경우, 단계는 형태학적 특징에 의해 보다 정확하게 식별될 수 있다. 이 방법으로, 처음 24시간은 Zygote, 분열, 블라발라, 가스트룰라 및 세분화의 다섯 단계로 나뉩니다. 인두 단계는 배아가 애벌레로 부화 할 때까지 다음 24 시간을 포괄합니다.

이제 제브라피시 개발의 주요 단계에 익숙해지면 처음 24시간 동안 자세히 살펴보겠습니다.

제브라피시의 수명 주기는 수정란으로 시작됩니다. 이 zygote는 물고기가 스스로 먹을 수 있습니다 때까지 배아 발달을 위한 양분을 제공하는 초리온에게 불린 태아를 둘러싼 보호 막 및 노른자를 포함하여 몇몇 중요한 구조물이 있습니다. 수정 직후, 세포질은 blastodisc에게 불린 단 하나 세포를 팽창하는 계란의 한 극을 향해 움직입니다.

분열 기간 동안, blastodisc는 세포 성장없이 신속하고 동기화 된 세포 분열을 계속 하는 blastomeres를 형성 하기 위해 분할.

이러한 급속한 분열은 어머니에 의해 계란에 증착된 RNA가 블라스토미어 내에서 기능하는 단백질을 만들기 위하여 이용되기 때문에, RNA 합성을 위한 필요를 제거하기 때문에 가능합니다. 블라술라 기간 동안, 배아는 세포 주기를 연장하는 그것의 자신의 RNA를 만들기 시작합니다. 이 기간은 또한 노른자의 표면을 통해 세포의 극적인 운동의 시작을 포함, epiboly로 알려진.

세포가 노른자의 약 절반을 커버하기 위해 진행되면 가스트룰라 기간이 시작됩니다. 이 기간은 세포가 전진하는 세포 전면의 밑에 이동하는 위화로 알려져 있는 운동의 다른 종류를 위해 명명됩니다. 결과는 자궁 내막, 중구 및 자궁 절제술을 포함하여 세균 층에게 불린 세포의 3개의 명백한 층입니다. 이 세 층각각의 세포는 매우 다른 운명을 가지고: 자궁 근사치와 신경계를 발생, 내분은 창자를 형성하고, 중구는 근육, 뼈, 및 혈관을 생성합니다.

12 hpf에 의해, 중구는 나중에 근육이 될 트렁크를 따라 조직 세그먼트인 솜릿으로 분할하기 시작합니다. somites의 수는이 세분화 기간의 개별 단계를 정의하지만, 10 시간 기간 동안 일어나는 것보다 훨씬 더있다. 수정 후 24시간 만에 배아가 활발하고 심장박동이 있습니다!

그것은 단지 하루에 먼 길을 왔다, 하지만 배아의 작업은 아직 완료 되지 않았습니다! 배아는 약 3 일 후에 유충으로 부화할 때까지 그들의 chorions 내를 계속 발전합니다. 노른자의 에너지 저장점을 빠르게 고갈시키면서, 유충은 곧 수영 방광과 같은 수영을 위한 특수 구조물을 개발합니다: 부력을 제어하는 가스로 채워진 기관. 7 dpf 후, 젊은 물고기, 또는 "튀김", 완전히 모바일 과 음식을 찾고!

물고기를 입양할 준비가 되셨습니까? 당신은 성인기에 튀김을 제기하기 위해 보육이 필요합니다. 아니, 아주 그런. 유충은 시작하기에 물 교환이 거의 또는 전혀 없는 탱크에 배치되며, 물고기가 사냥과 수영 능력을 향상함에 따라 물 흐름이 증가합니다. 애벌레는 일반적으로 증가율을 최대화하기 위해 파라메시아와 같은 수화 건조 식품과 미생물의 조합을 공급받습니다. 보육원에서 2-3 개월 후, 물고기는 성기에 도달, 수명 주기를 완료.

이제 우리는 제브라피시 개발의 주요 단계 중 일부를 보았으니, 이 단계를 연구하는 데 사용되는 몇 가지 기술을 살펴보겠습니다.

제브라피시 배아의 작은 크기와 투명성은 그(것)들을 시투 혼성화에 있는 RNA에 가능하게 합니다. 이 기술은 관심있는 mRNA에 보완 표지 된 RNA 분자를 사용하여 전체 유기체 전체에 걸쳐 유전자 발현을 시각화합니다. 시간이 지남에 따라 특정 장기에서 유전자 발현의 변화는 쉽게 관찰되고 발달 과정에 대한 통찰력을 제공합니다.

추가적으로, 제브라피시 태아의 외부 발달은 그(것)들을 세포 이식에 가능하게 합니다. 형광으로 표지된 초기 배아에서 세포는 표지되지 않은 호스트 태아로 이식하고 시간이 지남에 따라 추적될 수 있습니다. 이 방법을 통해 연구자들은 세포 상호 작용이 장기 기능에 기여하는 방법을 검사하고 생체 내에서 세포 움직임을 쉽게 시각화할 수 있습니다.

마지막으로, 제브라피시 배아는 미세 주입에 의해 쉽게 유전적으로 조작되기 때문에, 연구원은 1 세포 단계에서 시작하는 발달 도중 특정 유전자의 역할을 검토할 수 있습니다. 예를 들어, 유전자의 기능 손실의 효과를 연구하기 위해, 제브라피쉬는 단백질 발현을 차단하도록 설계된 안티센스 올리고뉴클레오티드인 모르폴리노로 주입될 수 있다. 혈관 조립의 변화와 같은 발달 표현형에 대한 주입 된 물고기를 선별하면 복잡한 발달 과정의 유전 적 제어에 대한 통찰력을 제공합니다.

당신은 제브라피시 개발에 대한 JoVE의 비디오를 방금 보았습니다. 이 비디오는 제브라피시 수명 주기를 설명하고, 초기 제브라피시 개발 단계를 다루었으며, 발달 생물학의 도구로 서 있는 제브라피쉬의 힘을 강조했습니다. 시청해 주셔서 감사합니다!

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