Summary

Использование Всего горе На месте Гибридизация в ссылку молекулярной биологии и организменном

Published: March 31, 2011
doi:

Summary

Всего горе<em> На месте</em> Гибридизации (желание) был использован в верхнем уровне бакалавриата Сравнительный курс биологии позвоночных, в дополнение к позвоночным вскрытия. Это дало студентам возможность учиться моделей экспрессии генов, а также валовой анатомии, связывая изучение молекулярных и организменном биологии в течение одного курса.

Abstract

Whole mount in situ hybridization (WISH) is a common technique in molecular biology laboratories used to study gene expression through the localization of specific mRNA transcripts within whole mount specimen. This technique (adapted from Albertson and Yelick, 2005) was used in an upper level undergraduate Comparative Vertebrate Biology laboratory classroom at Syracuse University. The first two thirds of the Comparative Vertebrate Biology lab course gave students the opportunity to study the embryology and gross anatomy of several organisms representing various chordate taxa primarily via traditional dissections and the use of models. The final portion of the course involved an innovative approach to teaching anatomy through observation of vertebrate development employing molecular techniques in which WISH was performed on zebrafish embryos. A heterozygous fibroblast growth factor 8 a (fgf8a) mutant line, ace, was used. Due to Mendelian inheritance, ace intercrosses produced wild type, heterozygous, and homozygous ace/fgf8a mutants in a 1:2:1 ratio. RNA probes with known expression patterns in the midline and in developing anatomical structures such as the heart, somites, tailbud, myotome, and brain were used. WISH was performed using zebrafish at the 13 somite and prim-6 stages, with students performing the staining reaction in class. The study of zebrafish embryos at different stages of development gave students the ability to observe how these anatomical structures changed over ontogeny. In addition, some ace/fgf8a mutants displayed improper heart looping, and defects in somite and brain development. The students in this lab observed the normal development of various organ systems using both external anatomy as well as gene expression patterns. They also identified and described embryos displaying improper anatomical development and gene expression (i.e., putative mutants).

For instructors at institutions that do not already own the necessary equipment or where funds for lab and curricular innovation are limited, the financial cost of the reagents and apparatus may be a factor to consider, as will the time and effort required on the part of the instructor regardless of the setting. Nevertheless, we contend that the use of WISH in this type of classroom laboratory setting can provide an important link between developmental genetics and anatomy. As technology advances and the ability to study organismal development at the molecular level becomes easier, cheaper, and increasingly popular, many evolutionary biologists, ecologists, and physiologists are turning to research strategies in the field of molecular biology. Using WISH in a Comparative Vertebrate Biology laboratory classroom is one example of how molecules and anatomy can converge within a single course. This gives upper level college students the opportunity to practice modern biological research techniques, leading to a more diversified education and the promotion of future interdisciplinary scientific research.

Protocol

1. Плазмиды Преобразование целевых кДНК Часть I: Преобразование плазмиды (Необходимое время: 3 часа плюс ночной инкубации) Теплый SOC питательный бульон в 42 ° С водяной бане (500 мкл на реакцию) Оттепель компетентных клеток на льду Добавить 1 мкл плазмиды до 25 мкл компетентных клеток Место на льду в течение 20 минут Теплового шока клеток в 42 ° С водяной бане в течение 45 секунд Сразу же месте клетки на льду в течение 2 минут Добавить 500 мкл 42 ° C питательный бульон для каждого флакона клетки Встряска при 37 ° С в течение 2 часов при 255 оборотах в минуту (RPM) Пластина 75 мкл смеси преобразование Лурия Бертани (LB) пластин агара Инкубируйте пластин перевернутой при температуре 37 ° С в течение ночи Часть II: Е. кишечной культуры (Необходимое время: 15 минут плюс ночной инкубации) Для каждой реакции, аликвоту 3 мл LB бульоне и 3 мкл 50 мг / мл ампициллина в пробирку Очистите 1 бактерий колонии от агара тарелку и добавить в каждую пробирку Встряхните культуры труб при 37 ° С при 255 оборотов в минуту ночь Часть III: плазмиды Prep (Необходимое время: 1,5 часа) Изолировать плазмиды овернайт культур в 5 премьер FastPlasmid Kit Mini (Catalog # 2300000) Чтобы проверить наличие подготовленных плазмиды, запустить ДНК вымывают из комплекта на 1% Трис-ацетат-ЭДТА (TAE) гель окрашивали бромидом этидия 2. В Ситу DIG-меченых зондов Синтез РНК Часть I: Линеаризация плазмиды (Необходимое время: 2,5 часа) В трубке микроцентрифужную 1,5 мл, сочетать: Подготовлено плазмиды 20 мл * Ограничение ферментов 2 мл Буфер ** 10 мл 10X бычьего сывороточного альбумина (БСА) 10 мл Диэтиловый Pyrocarbonate (DEPC) вода 58 мл 100 мл Инкубировать при 37 ° С в течение 2 часов * Зависит от плазмиды ** Зависит от рестрикции Часть II: Транскрипция (Необходимое время: 3 часа) В трубке микроцентрифужную 1,5 мл, сочетать: Линейные плазмиды 4 мл 10X Буфер Транскрипция ** 4 мл Дигоксигенин Этикетка Mix 4 мл Полимеразная * 2 мл Ингибитор РНКазы 2 мл DEPC воды 24 мл 40 мл Инкубировать при 37 ° С в течение 1 часа Добавьте 2 мкл полимеразы * Инкубировать при 37 ° С в течение 1 часа Добавьте 2 мкл ДНКазы Инкубировать при 37 ° С в течение 20 минут * Зависит от плазмиды ** Зависит от полимеразы Часть III: Осадки (Необходимое время: 5 минут плюс 2 часа инкубации в течение ночи, 1 час к центрифуге и повторно приостанавливать) Добавьте 4 мкл 0,2 М ЭДТА Добавьте 5 мкл 4М хлорида лития Добавить 150 мкл ледяной 100% этаноле Инкубируйте при -80 ° С в течение 2 часов ночи Центрифуга при 14000 оборотов в минуту в течение 30 минут при температуре 4 ° С, переливать от надосадочной Сухие гранулы в течение 7 минут Повторное приостановить в 20 мкл воды DEPC Инкубировать при 37 ° С в течение 5 минут Часть IV: Фракционирование – выполняет только тогда, когда зонд размером свыше 0,6 кб (Необходимое время: варьируется в зависимости от размера зонда, как правило, не более 20 минут) В трубке микроцентрифужную 1,5 мл, сочетать: РНК-зонд 20 мл DEPC воды 12 мл Бикарбонат натрия 4 мл Карбонат натрия 4 мл 40 мл Инкубируйте в 60 ° С водяной бане. База времени инкубации по уравнению: Время (мин.) = (начиная кб – желаемый кб) / (0,11 х, начиная кб х желаемого кб) Средний желаемый размер = 0,6 кб Часть V: Заключительные осадков (Необходимое время: 5 минУтес плюс 2 часа инкубации в течение ночи, 1 час к центрифуге и повторно приостанавливать, 1 час для гель-электрофореза) Добавить 40 мкл DEPC воды Добавить 8 мкл ацетата натрия Добавить 1,04 мкл ледяной уксусной кислоты Добавить 240 мкл ледяной 100% этаноле Инкубируйте при -80 ° С в течение 2 часов ночи Центрифуга при 14000 оборотов в минуту в течение 30 минут при температуре 4 ° С, переливать от надосадочной Сухие гранулы в течение 7 минут Повторное приостановить в 20 мкл воды DEPC Vortex смешивать Чтобы проверить наличие riboprobe, запустите повторно приостановил решение на 1% гель окрашивали бромистым TAE этидия 3. Всего в гору гибридизация Часть I: Фиксация зародышей и протеиназы К Пищеварение (Необходимое время: Fix ночью плюс 4 часа следующего дня для хранения, 2,5 часа из хранилища Часть II) Сбор поставил данио эмбрионов и зафиксировать в 4% параформальдегида (PFA) в течение ночи при температуре 4 ° C Вымойте фиксированных эмбрионов в фосфатном буферном растворе, содержащем 0,1% Твин-20 (PBST) 3 раза в течение 10 минут каждый Для обеспечения воздействия эмбрионов экспериментальных реагентов, вручную dechorionate эмбрионов (при необходимости), используя с острым концом щипцов Дегидрировать эмбрионов путем промывки в градуированных серии по 25% и 50% метанола в PBST в течение одного часа каждый мыть, затем хранить в 100% метаноле при -20 ° C Когда все будет готово к использованию, увлажняет эмбрионов в PBST промывкой в ​​50% (2 раза) и 25% (1 раз) метанола в PBST в течение 10 минут каждый. Наконец мыть 2 раза в течение 10 минут каждый на 100% PBST. Точные сроки не важно для PBST / метанол моет Bleach эмбрионов в 10% раствор перекиси водорода в PBST, при необходимости, удалить темные пигменты. Эмбрионы должны инкубировать в раствором перекиси водорода в течение 10-20 минут, в зависимости от возраста эмбриона, и шапка микроцентрифужную трубка должна оставаться открытой, чтобы предотвратить наращивание давления воздуха Дайджест эмбрионов с 50 мг / мл протеиназы К разбавленным 1:5000 в PBST за 3-15 минут, в зависимости от возраста эмбриона Повторное исправление эмбрионов в 4% PFA в течение 30 минут, а затем промыть 3 раза в PBST в течение 5 минут каждый Часть II: Гибридизация Riboprobes (Необходимое время: 3 часа плюс ночь для гибридизации, 1,5 часа на следующий день в часть III) Prehybridize эмбрионов с prehybridization решение (PHS) в предварительно разогретой до 70 ° С на водяной бане 2-3 часа Удалить PHS, добавить 0,5 мл раствора гибридизации и 1,5 мкл ранее синтезированных меченых дигоксигенин riboprobes, инкубировать при температуре 70 ° С в течение ночи. Температура может колебаться в пределах нескольких градусов в зависимости от целевой riboprobe На следующий день, мыть эмбрионов при 70 ° С в градуированных растворов 75%, 50% и 25% PHS в 2х физиологическим раствором цитрата натрия (SSC) в течение 10 минут, затем промыть в 0,2 x SSC в течение 30 минут при 68 ° C Стирать в Малеиновый буфера кислота (МАБ) 2 раза в течение 10 минут каждый при комнатной температуре Часть III: Anti-дигоксигенин (α-DIG) Антитела Инкубационный (Необходимое время: 3 часа плюс ночь, чтобы блок, 2,5 часа на следующий день в часть IV) Трансфер эмбрионов на 12-луночного планшета Предварительно блок эмбрионов в 1-2 мл блокирующий раствор в течение 3 часов при комнатной температуре Одновременно, предварительно блок антител путем подготовки второго тома блокирующий раствор и разбавления анти-дигоксигенин антител 1:2000 в этом растворе Удалите предварительно блока и добавить 1-2 мл предварительно заблокировали α-DIG решение, инкубировать в течение ночи при 4 ° С На следующий день, мыть эмбрионов в МАБ. Разрешить эмбрионов для инкубации в МАБ в течение 5 минут, а затем выполнять буфера изменений и инкубировать в течение 10 минут два, один 30-минутный и один 60-минутный интервал. Точные сроки не нужно Вымойте эмбрионов 3 раза по 5 минут каждый в щелочной фосфатазы (AP) буфера Часть IV: Окрашивание и Окончательная обработка (Необходимое время: 1 час, чтобы на ночь для окрашивания, в зависимости от riboprobe использоваться, 4 часа до начала глицерина моет, 6-10 часов в глицерина мыть, можно хранить в глицерине) Добавьте 1-2 мл красящим раствором, чтобы эмбрионы, заверните в фольгу пластину и проверьте окрашивания регулярно (примерно каждые 20 минут), пока окрашивание достаточно Промыть эмбрионы с PBST 2 раза по 5 минут каждый, чтобы остановить реакцию окрашивания Дегидрировать эмбрионы, используя 10 минут моет в 25% (1 раз) и 50% (2 раза) метанола в PBST, то в 100% метанола, для удаления фона окрашивание Разрешить эмбрионов для инкубации в 100% метанола в течение 2 часов при комнатной температуре Увлажняет в PBST использованием 10 минут моет в 50% (2 раза) и 25% (1 раз) метанола в PBST, затем промыть в 100% PBST 2 раза Передача окрашенных электроннойmbryos на 80% глицерин в PBST, с помощью градуированных серии моет, и хранить при температуре 4 ° C. Рецепты: LB агаром-10 г LB агар + 250 мл дистиллированной воды, автоклав, когда прохладный на ощупь добавить 250 мкл ампициллин, залить 15-20 мл теплого раствора в каждую чашку Петри, агар позволяют укрепить LB-бульон 12,5 г LB бульоне + 200 мл дистиллированной воды, автоклав, дать остыть, прежде чем использовать 1% TAE геля 0,4 г агарозы, 40 мл 1X TAE, 2 мкл бромистого этидия; нагрузка 7 мкл плазмиды (плазмиды Преобразование целевых кДНК) или 3 мкл riboprobe и 4 мкл DEPC воды (на месте DIG-меченых зондов Синтез РНК) + 1 мкл красителя погрузки, 5 мкл лестницы ДНК Prehybridization решение-50% формамида, 5X SSC, 9.2 мм лимонной кислоты, 1% Твин-20 Гибридизация решение-prehybridization решение плюс 500 мкг / мл тРНК и 50 мкг / мл гепарина МАБ-100мм малеиновой кислоты, 150 мМ NaCl, 0,2 М NaOH, 0,1% Твин-20, рН до 7,5 Блокировка Решение-3 частей МАБ, 1 часть 10% Boehringer блокирующий реагент в МАБ, 1 часть тепла отключены ягненка сыворотке AP-60мм буфера Трис-HCl, рН 9,5, 60 мм NaCl, 30 мм MgCl 2, 0,1% Твин-20 Окрашивание Решение-5-бром-4-хлор-3-индолил фосфат (BCIP) и Nitro тетразолия (НБТ) в буфере А. П. 4. ПРЕДСТАВИТЕЛЬ РЕЗУЛЬТАТЫ При правильном выполнении реакции между НБТ, BCIP и щелочной фосфатазы образуют фиолетовый осадок, который должен появиться на эмбрион полосатого данио, как фиолетовые пятна. Riboprobes должны быть предварительно синтезированных из кДНК соответствующие гена. Таким образом, можно сделать вывод, любое пятно представляет визуализировать области полосатого данио, в котором интерес гена была переписана в этом конкретном этапе развития. Для целей данного курса riboprobes были синтезированы из aldh1a2 (ранее raldh2; Бегеманн и др., 2001;. Рис. 1); fgf8a (Reifers и др., 1998;. Рис. 2); deltaC (Оутс и др., 2005.); MyoD1 (Вейнберг и др., 1996.); shha (. Краусс и др., 1993), pax2a (Brand и др., 1996;. рис. 3) и myl7 (ранее cmlc2;. Yelon и др., 1999) кДНК. Окрашивание ожидалось в средней линии и в анатомических структур, включая сомитов, tailbud, myotome, мозг и сердце. Ace/fgf8a мутантов, как ожидается, имеют дефекты во многих из этих структур. Окрашивание было легко визуализированы с использованием стандартного рассекает микроскопом. Дополнительные источники содержат больше информации и устранение неполадок на WISH методы, подобные описанным здесь (Clark, 2003;. D'Коста и др., 2009; Schmoldt и др., 2009;. Schoenwolf, 2009). Рисунок 1. Данио эмбриона через 24 часа после оплодотворения, которая была гибридизации с riboprobes специфичные для aldh1a2. Специфическое окрашивание можно увидеть в глазах, задний мозг, почки грудного плавника зачатков, и сомитов. Передняя является верхней, задней находится на дно. Рисунок 2. Данио эмбриона на 13 сомитов этап развития, который был гибридизации с зондом, специфичные для fgf8a. Специфическая окраска наблюдается в конечном мозге, спинном промежуточный мозг, средний мозг, задний мозг границы, сомитов, а tailbud. Брюшной находится слева, спинной находится справа. Рисунок 3. 22 часа после оплодотворения эмбрион полосатого данио, которая была гибридизации с riboprobe специфичные для pax2a, надежный маркер полезны для визуализации нервной системы. Специфическое окрашивание можно увидеть в сосудистое трещина, средний мозг, задний мозг границы, слухового пузырька, и спинной нейронов мозга. Спинной зрения с впереди слева.

Discussion

ЖЕЛАЕМ был использован в сравнительных Биология лаборатории позвоночных, чтобы помочь учащимся понять роль генетики в анатомическом развития через визуализацию известных моделей экспрессии генов. Для первой части курса студенты осуществляется вскрытия на организмы, представляющих несколько различных таксонов хордовых, что позволяет им достаточно времени, чтобы изучить, понять, сравнить, и анатомии позвоночных контраст.

В качестве введения второй части курса студенты были даны формальные лекции описывающих развитие данио и анатомии. Методы и ожидаемые результаты WISH эксперимента были также обсуждены. Студенты затем давали жить данио на сомитогенеза и чопорная-6 стадий развития, и на 2 и 5 дней после оплодотворения (DPF) для изучения под микроскопом вскрытии. Это должно было дать студентам лучше понять, что данио эмбрионы выглядят и типов морфологических изменений, которые происходят в течение онтогенеза.

В следующей сессии лаборатории, студенты получили эмбрионы рыбок данио, в которой желание было ранее выполнялись. Им было предложено изучать и описывать закономерности экспрессии генов для каждого гена (riboprobe используется). Эмбрионы для WISH были получены из вязки между членами гетерозиготных линий ace/fgf8a. На основании менделевской наследование, 25% эмбрионов из вязки ace/fgf8a должны были быть гомозиготной мутантов и проявлять дефектов во многих анатомических структур особое внимание в этом курсе. На основе опубликованных отчетов и неопубликованные наблюдения в Albertson лаборатории, дефекты головного мозга и неправильное цикла сердца ожидали, а также дефекты в сомитов (Brand и др., 1996;. Albertson и Yelick, 2005; личных наблюдений).

Студентам было предложено, чтобы изучить все образцы, дикого типа (гетерозиготных животных неотличимы от диких братьев и сестер типа на ранних стадиях развития) и гомозиготных мутантов, для каждого шаблона экспрессии генов представлены. Затем их попросили написать лаборатории доклады с описанием их результаты, и на основе их знания анатомии и генетики, как дефектных генов, возможно, осажденный анатомических пороков развития.

Студенты, казалось, получить эту лабораторию упражнение с волнением и любопытством. Большинство из них никогда не использовал WISH до и были крайне заинтересованы в этой части курса. Студенты обнаружили различные модели экспрессии генов в эмбрионах данио интригующим, а некоторые даже описаны модели окрашивания визуализированы, ассоциируя их с известными дизайн и символы, такие как смайлик. В результате отчеты лаборатории показали студенты общее понимание протокола желание и экспрессии генов в специфических анатомических структур. Студенты также должны были понимать специфические функции генов изучены с помощью WISH в лаборатории (Стикни и др., 2000;. Huelsken и др., 2002;. Гита-Loganathan и др., 2008a;.. Гита-Loganathan и др., 2008b ). Видно было, однако, что некоторые студенты имели ограниченные знания фоне сигнальных путей и гены, имеющие интерес. Более подробную информацию об этих понятиях в WISH вводная лекция может быть полезным дополнением к использованию WISH в будущем Сравнительный курсы биологии позвоночных.

Так как протокол обычно занимает от четырех дней подряд, в зависимости от графика, конечно, студенты могут только быть в состоянии завершить часть эксперимента в классе и инструктор должен нести ответственность за оставшуюся часть. В нашей сравнительной биологии позвоночных класса, студенты завершили окрашивание реакции в лаборатории, в то время как ассистент выполнили все предыдущие шаги. Если он предпочитал иметь студенты выполняют WISH в классе, протокол может быть разделена на подразделения, которые могут быть выполнены в течение нескольких сессий лаборатории, в зависимости от сроков класса. Если это не возможно для студентов, чтобы выполнить весь протокол, так как он был здесь в связи с лабораторией встреча только раз в неделю, студенты могут добавить красящим раствором в начале класса и, в зависимости от riboprobe используются, имеют полное окрашивание в течение часа. Время, необходимое для окраски развиваться значительно варьируется с каждым riboprobe и различных экспериментальных условиях, и должны быть заранее определены до начала занятий. Примечательно, что если студенты будут только развивающихся пятно в лаборатории, преподаватели будут отвечать за все предыдущие шаги, которые потребуют значительного времени и усилий за пределами классной комнаты. При желании, короче альтернатива WISH может быть иммуногистохимии с использованием антител, этикетки для визуализации белка локализации, однако в это время, данио-специфические антитела для развития гены не являются легкодоступными. Другим вариантом было бы выполнять WISH на различные виды позвоночныхой у студентов сравнить картин экспрессии тех же генов у разных организмов (Pizard и др., 2004;. Арамаки и др., 2007;. Новые модельных организмов, 2008; Новые модельных организмов, 2010).

Главной целью использования в WISH Сравнительный курс биологии позвоночных было продемонстрировать студентам, как молекулярно-биологические методы используются для изучения анатомического развития. Она также предоставила возможность для студентов размышлять о том, как изменить экспрессию генов может привести не только к пороки развития, но и эволюционные изменения. Формализованные как эволюционная биология развития (часто упоминается как "Evo-Devo"), этой быстро развивающейся области исследований должна стать связующим звеном генотип и фенотип за счет развития, а также для выяснения потенциальных баз механистической эволюционных изменений. С появлением этой области, более экологи, организменном биологов, физиологов и применяют молекулярные методы в своих исследованиях. Мы утверждаем, что использование WISH в сравнительной курс биологии позвоночных поможет сохранить программу в курсе текущих технологических и концептуальных достижений в области исследований, а также способствовать лучшему горизонтального выравнивания верхней курсы биологии уровня путем объединения биологических полей. Более того, это интегративный подход обеспечит студентам возможность учиться ассортимент биологических методов исследования в один курс, что приводит к более диверсифицированной образования и содействие перспективным междисциплинарных научных исследований.

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Авторы хотели бы выразить признательность биологический факультет Сиракузского университета и доктор Мэрилин Керр за их роль в управлении Сравнительный курс биологии позвоночных. Albertson лаборатории поддержан грантом R21DE019223 из Национального института здоровья / Национального института стоматологических и черепно-лицевых исследований, а также предоставлять R01AG031922 из Национального института здоровья / Национальный институт по проблемам старения.

Materials

Material Name Type Company Catalogue Number Comment
5 Prime Fast Plasmid Mini Kit (100 preps)   Fisher 2300000  
One Shot TOP10 Chemically Competent E. coli with SOC Medium   Invitrogen C404003  
LB Agar   Fisher BP1425-500  
LB Broth   Fisher BP1426-500  
Ampicillin Sodium Salt   Fisher BP1760-5  
Isopropanol   Acros 42383-0010  
Petri Dish 100 x 20 mm non treated   Laboratory Products Sales 430591  
14 ml Culture Tube, Snap Top   Fisher 1495911B  
Restriction Enzymes & Buffers & 10xBSA   New England Bio Labs varies  
Diethyl Pyrocarbonate (DEPC) 25 ml   Sigma D5758-25mL  
Sodium Acetate Trihydrate USP/FCC 500g   Fisher s608500  
Gal 200 proof Ethyl alcohol   Fisher 04-355-451  
Tris-Acetate-EDTA (TAE) 50x Sol 1L   Fisher bp13321  
Agarose Low EEO 100 g   Fisher BP160-100  
Ethidium Bromide 10 ml   Sigma 45-E1510  
Sucrose Gel Loading Dye 40% Sucrose   Fisher BP655-1  
1 kb Full Scale DNA Ladder   Fisher BP2582200  
DIG RNA Labeling Mix   Roche 11277073910  
T3 RNA Polymerase   Roche 1031163  
T7 RNA Polymerase   Roche 10881767001  
SP6 RNA Polymerase   Roche 810274  
Protector Rnase Inhibitor   Roche 3335399001  
Dnase I, Rnase Free 10,000 units   Roche 4716728001  
EDTA molecular biology reagent   Sigma e5134-500G  
Lithium Chloride 100 g   Fisher L121100  
Sodium Carbonate 1 kg   Fisher BP357-1  
Sodium Bicarbonate, 500 g   Fisher BP328-500  
Acetic Acid glacial ACS 500 ml   Fisher a38500  
Paraformaldehyde R 500 g   Fisher o4042500  
PBS Phosphate Buffer Saline 10X   Fisher bp3991  
Tween 20 500 ml   Fisher bp337500  
Methanol 5 L   Fisher A4124  
Proteinase K 50 mg   Fisher bp170050  
Formamide 1 L   Fisher F841  
20x SSC 1 L   Fisher bp13251  
Citric Acid Anhydrous ACS 500 g   Fisher a940500  
Ribonucleic acid transfer type V   Sigma r7876-2.5KU  
Heparin Sodium salt 50 mg   Fisher bp252450  
Maleic acid R 500 g   Fisher o3417500  
Sodium Chloride 500 g   Fisher s271500  
Sodium Hydroxide 500 g   Fisher s318500  
Blocking Reagent   Roche 11096176001  
Lamb Serum 500 ml   Invitrogen 16070096  
Anti DIG AP fragments   Roche 11093274910  
2M Tris Solution 500 ml   Fisher bp1759500  
Magnesium Chloride 500 g   Fisher m33500  
BCIP 3 ml   Roche 11383221001  
NBT 3 ml   Roche 11383213001  
Glycerol 99% 2.5 L   Fisher AC158920025  
Plate 12 well PS ST w/Lid   VWR 62406-165  
Tube 15 ml screw cap 50/rack 500/cs   Laboratory Products Sales L262861  
Tube 50 ml screw cap 25/rack 500/cs   Laboratory Products Sales L262890  
1.6 ml microfuge tube   Laboratory Products Sales L234401  
2 Parafilm 2″ x 250 ft   Fisher s37441  
Transfer Pipet 7 ml   USA Scientific 1020-2520  
.1-10 μl Pipet Tip, Bulk   USA Scientific 1111-3000  
1-200 μl Pipet Tip, Bulk   USA Scientific 1111-0006  
101-1000 μl Pipet Tip, Bulk   USA Scientific 1111-2021  
Aluminum Foil   Grocery Store    
  • Autoclave
  • Micro-centrifuge
  • 37°C incubator (with shaker)
  • 4°C micro-centrifuge
  • Water bath
  • Vortex
  • Gel electrophoresis apparatus
  • -20°C freezer
  • -80°C freezer
  • Rocker/shaker
  • 4°C refrigerator
  • Dissecting microscope (preferably with a teaching screen or camera)

References

  1. Albertson, R. C., Yelick, P. C. Roles for fgf8 signaling in left-right patterning of the visceral organs and craniofacial skeleton. Dev. Biol. 283, 310-321 (2005).
  2. Aramaki, M., Kimura, T., Udaka, T., Kosaki, R., Mitsuhashi, T., Okada, Y., Takahashi, T., Kosaki, K. Embryonic expression profile of chicken CHD7, the ortholog of the causative gene for CHARGE syndrome. Birth Defects Res A Clin Mol Teratol. 79, 50-57 (2007).
  3. Begemann, G., Schilling, T. F., Rauch, G. J., Geisler, R., Ingham, P. W. The zebrafish neckless mutation reveals a requirement for raldh2 in mesodermal signals that pattern the hindbrain. Development. 128, 3081-3094 (2001).
  4. Brand, M., Heisenberg, C. P., Jiang, Y. J., Beuchle, D., Lun, K., Furutani-Seiki, M., Granato, M., Haffter, P., Hammerschmidt, M., Kane, D. A., Kelsh, R. N., Mullins, M. C., Odenthal, J., van Eeden, F. J., Kane, D. A., Nüsslein-Volhard, C. Mutations in zebrafish genes affecting the formation of the boundary between midbrain and hindbrain. Development. 123, 179-190 (1996).
  5. Clark, M. . In situ Hybridization: Laboratory Companion. , (2003).
  6. D’Costa, A., Shepherd, I. T. Zebrafish development and genetics: Introducing undergraduates to developmental biology and genetics in a large introductory laboratory class. Zebrafish. 6, 169-177 (2009).
  7. . . Emerging Model Organisms: A Laboratory Manual, Volume 1. , (2008).
  8. . . Emerging Model Organisms: A Laboratory Manual, Volume 2. , (2010).
  9. Geetha-Loganathan, P., Nimmagadda, S., Scaal, M. Wnt signaling in limb organogenesis. Organogenesis. 4, 109-115 .
  10. Geetha-Loganathan, P., Nimmagadda, S., Scaal, M., Huang, R., Christ, B. Wnt signaling in somite development. Ann Anat. 190, 208-222 .
  11. Huelsken, J., Behrens, J. The Wnt signaling pathway. J Cell Sci. 15, 3977-3978 (2002).
  12. Krauss, S., Concordet, J. P., Ingham, P. W. A functionally conserved homolog of the Drosophila segment polarity gene hh is expressed in tissues with polarizing activity in zebrafish embryos. Cell. 75, 1431-1444 (1993).
  13. Oates, A. C., Mueller, C., Ho, R. K. Cooperative function of deltaC and her7 in anterior segment formation. Dev. Biol. 280, 133-149 (2005).
  14. Pizard, A., Haramis, A., Carrasco, A. E., Franco, P., López, S., Paganelli, A. Whole-mount in situ hybridization and detection of RNAs in vertebrate embryos and isolated organs. Curr Protoc Mol Biol. Chapter 14, (2004).
  15. Reifers, F., Bohli, H., Walsh, E. C., Crossley, P. H., Stainier, D. Y., Brand, M. Fgf8 is mutated in zebrafish acerebellar (ace) mutants and is required for maintenance of midbrain-hindbrain boundary development and somitogenesis. Development. 125, 2381-2395 (1998).
  16. Schmoldt, A., Forecki, J., Hammond, D. R., Udvadia, A. J. Exploring differential gene expression in zebrafish to teach basic molecular biology skills. Zebrafish. 6, 187-199 (2009).
  17. Schoenwolf, G. C. . Laboratory Studies of Vertebrate and Invertebrate Embryos: Guide and Atlas of Descriptive and Experimental Development. , (2008).
  18. Stickney, H. L., Barresi, M. J., Devoto, S. H. Somite development in zebrafish. Dev Dyn. 219, 287-303 (2000).
  19. Weinberg, E. S., Allende, M. L., Kelly, C. S., Abdelhamid, A., Murakami, T., Andermann, P., Doerre, O. G., Grunwald, D. J., Riggleman, B. Developmental regulation of zebrafish MyoD in wild-type, no tail and spadetail embryos. Development. 122, 271-280 (1996).
  20. Yelon, D., Horne, S. A., Stainier, D. Y. Restricted expression of cardiac myosin genes reveals regulated aspects of heart tube assembly in zebrafish. Dev. Biol. 214, 23-37 (1999).

Play Video

Citer Cet Article
Jacobs, N. L., Albertson, R. C., Wiles, J. R. Using Whole Mount in situ Hybridization to Link Molecular and Organismal Biology. J. Vis. Exp. (49), e2533, doi:10.3791/2533 (2011).

View Video