Geração de parabiótica embriões Zebrafish por Fusion cirúrgica de Desenvolvimento blástulas
Summary
This protocol provides step-by-step instruction on how to generate parabiotic zebrafish embryos of different genetic backgrounds. When combined with the unparalleled imaging capabilities of the zebrafish embryo, this method provides a uniquely powerful means to investigate cell-autonomous versus non-cell-autonomous functions for candidate genes of interest.
Abstract
parabiosis cirúrgica de dois animais de diferentes origens genéticas cria um cenário único para estudar células-intrínseca contra papéis de células-extrínseca para genes candidatos de interesse, comportamentos migratórios de células e sinais de secretada em configurações genéticas distintas. Porque os animais parabiótica compartilhar uma circulação comum, qualquer sangue ou fator transmitidas pelo sangue de um animal serão trocadas com o seu parceiro e vice-versa. Assim, as células e os factores moleculares derivadas de um fundo genético pode ser estudado no contexto de um segundo fundo genético. Parabiose de ratinhos adultos tem sido amplamente utilizado para a pesquisa do envelhecimento, cancro, diabetes, obesidade, e desenvolvimento do cérebro. Mais recentemente, parabiose de embriões de peixe-zebra foi usado para estudar a biologia do desenvolvimento da hematopoiese. Em contraste com os ratinhos, a natureza transparente de embriões de peixe-zebra permite a visualização directa das células no contexto parabiótica, tornando-se um método único e poderoso para a investigação de fmecanismos celulares e moleculares undamental. A utilidade desta técnica, no entanto, é limitado por uma curva de aprendizagem para gerar os embriões de peixe-zebra parabiótica. Este protocolo fornece um método passo-a-passo sobre como cirurgicamente fundir o blástulas de dois embriões de peixe-zebra de diferentes origens genéticas para investigar o papel de genes candidatos de interesse. Além disso, os embriões de peixe-zebra parabiótica são tolerantes ao choque térmico, tornando o controlo temporal da expressão do gene possível. Este método não requer um sofisticado set-up e tem amplas aplicações para estudar a migração de células, especificação de destino, e diferenciação in vivo durante o desenvolvimento embrionário.
Introduction
Criação de mosaicos genéticos (quimeras) entre o tipo selvagem e animais geneticamente modificados é uma estratégia bem estabelecida e clássica para a investigação de células-intrínseca contra as funções das células-extrínseca de genes candidatos 1-6. Blástula transplante no peixe-zebra tem sido amplamente utilizada para gerar embriões quiméricos para estudos de célula-autonomia 7-9. Dependendo do tecido de interesse, no entanto, pode ser um desafio para segmentar previsivelmente células do doador para o tecido desejado (por exemplo, sangue) 1-3, 7-9. Geneticistas rato há muito utilizados métodos cirúrgicos parabiótica para gerar organismos siameses com uma circulação compartilhada 10-14. Porque os animais parabiótica compartilhar uma corrente sanguínea comum, as interações entre células que se originou a partir de um animal com células do outro animal de um fundo genético diferente podem ser estudadas 10-16. Recentemente, o grupo de Karima Kissa demonstraram elegantemente a capacidade de crecomeu embriões de peixe-zebra siameses e depois usar este sistema para estudar tronco hematopoiéticas e células progenitoras (HSPC) a migração 15. Além disso, parabiosis peixe-zebra foi recentemente utilizado para investigar o papel da caderina endotelial 5 em células-tronco hematopoiéticas (HSC) emergência e migração, 16 e estudar o papel das células do estroma no nicho HSPC durante o desenvolvimento do peixe-zebra 17.
Ao contrário dos ratos, os embriões de peixe-zebra são transparentes e permitir a visualização directa das células durante o desenvolvimento parabiótica, tornando o sistema único e poderoso. O utilitário de parabiosis no peixe-zebra, no entanto, é limitada por uma curva de aprendizagem, e cirurgia parabiótica sobre os embriões delicados pode ser tecnicamente desafiadora, sem instruções detalhadas e demonstração visual. O objetivo deste protocolo é fornecer um conjunto de instruções claras, passo-a-passo para acompanhar tutoriais em vídeo sobre como gerar embriões de peixe-zebra parabiótica para estudartemporal de células-intrínseca, ou funções das células-extrínseca de um gene (s) candidato por fusão cirúrgica de desenvolver blástulas tetra. modificações importantes e recomendações adicionais para aumentar a sobrevida parabiont e novas aplicações experimentais estão incluídos.
Protocol
Representative Results
Discussion
Fusion parabiótica tem sido uma ferramenta poderosa para investigar as funções celulares de genes candidatos em modelos murinos adultos e embriões de galinha 10-14. Mais recentemente, um método de fusão blástula foi descrito para a geração de embriões de peixe-zebra siameses 15. No presente protocolo, tutoriais em vídeo são usados para demonstrar e descrever a metodologia para a criação de embriões de peixe-zebra parabiótica de diferentes origens genéticas para estudar funç?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We thank Julie R. Perlin for helpful comments on the manuscript. D.I.S. is supported by grants from the American Society of Hematology, the Cooley’s Anemia Foundation, and the NIH (K01DK085217 and R03DK100672). E.J.H. is a Howard Hughes Medical Institute Fellow of the Helen Hay Whitney Foundation. B.L. is a Howard Hughes Medical Institute Medical Research Fellow. B.W.B. is supported by an Irvington Fellowship from the Cancer Research Institute and a Young Investigator Award from the Conquer Cancer Foundation of ASCO. L.I.Z. is supported by grants from the NIH (R01CA103846, P01HL032262, and R01HL04880), Taub Foundation for MDS Research, Harvard Stem Cell Institute, and is an investigator of the Howard Hughes Medical Institute.
Materials
| Methyl cellulose | Sigma | M0387 |
| Individual components for E3/HCR: | For 1L: 14,61g NaCl, 0,63g KCl, 2,43g CaCl2-2H2O, 1,99g MgSO4 | |
| NaCl (Sodium chloride) | Sigma-Aldrich | S9888 |
| KCl (Potassium chloride) | Sigma-Aldrich | P9541 |
| CaCl2 (Calcium chloride dihydrate) | Sigma-Aldrich | 223506 |
| MgSO4 (Magnessium sulfate heptahydrate) | Sigma-Aldrich | 230391 |
| Hepes (1M ) buffer solution | ThermoFisher | 15630-080 |
| Name | Company | Catalog Number |
| Antibiotics: | ||
| Pen/Strep | gibco by Life technologies | 15140-120 |
| Ampicilin sodium salt | Sigma Life Science | A0166 |
| Kanamycin sulfate from Streptomyces kanamyceticus | Sigma Life Science | K1377 |
| Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number |
| 50 mg/ml Pronase from Streptomyces griseus | Roche | 11459643001 |
| capillary glass used for needles (Capillary Glass & Filaments) | Sutter Instrument | ITEM#: BF 100-50-10 |
| Teasing needles with wooden handles | Fisher Scientific | S07894 |
| Glass Pasteur pipettes | Fisherbrand | 13-678-20A |
| 10 mL pipette pump (green) (Pipette Pump Pipettor) | Novatech International | F37898-0000 |
| 100 mm diameter/ 20 mm deep plastic petri dishes (PETRI DISH, 100/20 MM, PS, CLEAR, WITH VENTS, HEAVY DESIGN, 15 PCS./BAG ) |
Greiner Bio-one | 664102 |
| Dextran, Cascade Blue, 10,000 MW, Anionic, Lysine Fixable | ThermoFisher | D-1976 |
| PTU. working stock is 0.003% (50X is 0.15%). for 500ml, 0.75 g N-Phenylthiourea | Sigma-Aldrich | P7629 |
| Tricaine (powder) (Tricaine Methanesulfonato, Tricaine-S) | Western Chemical Inc | MS 222 |
| LMP agarose (Ultrapure LMP agarose) | Invitrogen | 16520100 |
| plastic transfer pipette (just the wide ended one I think) | Fisherbrand | 137115AM |
| Glass-bottom 6-well plates used for imaging | MatTek | P06G1.5-20-F |
| plastic western gel loading tip fixed on the end of a wood-handled dissecting needle (GELoader tips) | Eppendorf | 22351656 |
| glass cover slips, slides and vacuum grease if mounting for an upright microscope: | ||
| Vaccum grease ( Dow Corning® high-vacuum silicone grease colorless, weight 5.3 oz (tube) ) |
Dow Corning | Z273554 |
| Glass cover slips | Corning Life Sciences | 2960-244 |
Riferimenti
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