初期ニワトリ胚形態形成における物理的な力の役割を探る
Summary
ここでは、一連の新しいex ovo実験と初期ニワトリ胚の脳ねじり中に形態形成の仕組みを勉強するための物理的なモデリング アプローチを紹介プロトコルを提案します。
Abstract
萌芽期の開発、分子遺伝学の観点から検討する伝統的が形態形成における力学の基本的な重要性がますます認識になります。特に、鶏胚心と脳管、抜本的な形態学的変化を受けることを開発する際、形態形成における物理的な力の役割を研究する首相候補の中では。進歩的な腹曲げと管状初期胚の脳の右ねじりは、ニワトリ胚の器官レベルの左右非対称性の初期の段階で起こる。卵黄膜 (VM) は、胚の背側を固定され、脳の発達のねじりを誘導するために必要な力を提供することに関与しています。新しいex ovo実験と物理脳ねじりの力学を識別するためにモデリングの組み合わせをご紹介します。ハンバーガー ハミルトン 11 段階で胚が収穫され、培養ovo ex (メディアで)。VM では、引っ張られたキャピラリー チューブを使用して削除されます後。流体のレベルを制御して胚を液体空気インターフェイスに服従させることで、メディアの流体の表面張力は、VM の力学的役割を交換する使用できます。マイクロサージャリー実験は脳ねじりのカイラリティの結果の変化を見つける心の位置を変更するも行った。このプロトコルからの結果は、運転形態形成の力学の基本的な役割を示しています。
Introduction
現代の発生生物学研究は主として分子遺伝学1,2,3,4,5,6の観点から理解開発に焦点を当ててください。,7,8,9,10,11,12,13それは知られている物理現象が形態形成の中心的な役割を再生または生物の生成フォーム14,15,16,17;。しかし、開発の機械的なメカニズムは特定のまま主巧まない。原始的な脳管後ハンバーガー ハミルトン ステージ 11 (HH 11)18胚の形に貢献する 2 つの主要なプロセスの右の捩り及び腹側曲げ19,20を変更します。特に、胎生期の脳のねじれの開発の基になる物理的なメカニズムは不完全な理解のままになります。
ニワトリ胚の胚のねじりは開発で左右 (L R) 非対称性の最も早い形成イベントです。左右非対称のプロセスを摂動21内臓逆位、異性、または内臓などの先天異常が発生します。
初期の胎生期脳開発中に機械力を特徴付ける物理モデリングとex ovo実験22,23を組み合わせたプロトコルをご紹介します。提示方法の目標は、脳のねじりおよび初期開発12の中にねじりの程度に影響する要因を担当の機械力を識別するためにです。卵黄膜 (VM) が胚の背側を拘束実験観察に基づいて、VM が発展途上の脳のねじりを誘導するために必要な力を提供することを行った。したがって、この方法では、脳のねじりに及ぼす影響を調べる脳領域をカバーする VM の一部を削除しました。さらに、流体の表面張力を適用する方法は、VM の力学的役割を確認し、脳の捻転は、以前行われていないために必要な力の見積もりを提供する使用されました。萌芽期の形態形成時に力を測定は、やりがいのある仕事です。特に、先駆的な研究では、Campàs と同僚の24は、注入された微小油滴中を使用して携帯電話の応力を定量化する手法を開発しました。それにもかかわらず、このメソッドは、軍組織または個体レベルでのプローブには適用されませんので、細胞レベルで力を測定するに限られていた。本稿で提示されたプロトコルは、部分的にこのギャップを埋めるために開発されました。
Protocol
Representative Results
Discussion
物理現象形態26,27,28,29,30機械の調整と共に、特定の機械的メカニズムに不可欠な役割を果たす一方、分子機構は、主として未踏のままです。腹側の曲げと原始的な脳の右ねじり初期胚形態形成18,31,32<su…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Z.C. は、ダートマス スタートアップ資金とブランコ ヴァイスシュヴァルツ-社会科学フェローシップ、ETH チューリッヒによって管理されてからのサポートを認めています。著者は、本ラリー A. テーバー、Benjamen A. Filas、Qiaohang 郭と役に立つ議論のため Yunfei 市として匿名の校閲者のコメントをありがとうございます。この資料は、国立科学財団大学院研究奨学金助成号下に支えられて仕事に基づいていますDGE-1313911。意見、所見、結論または本資料に示した推奨事項著者 (s) のものし、国立科学財団の見解を必ずしも反映されません。
Materials
| Fertilized Specific pathogen-free White Leghorn chicken eggs | Charles River | ||
| Optical Coherent Tomography Microscope | Thorlabs | GAN220C1 | |
| Silicone elastomer | Smooth-On, Inc. | EcoFlex 00-50 | |
| Dissecting microscope | Leica | MZ8 | |
| Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium (DMEM) | Lonza | 12-604F | |
| Antibiotics | Sigma | P4083 | |
| Chick serum | Sigma | C5405 | |
| Micropipette puller | Sutter Instrument | Model P-30 | |
| Filter paper | Whatman | 5202-110 | |
| Phosphate buffered saline (PBS) | Corning | 21-040-CV | |
| Comsol MultiPhysics | Comsol | ||
| 3D computer graphics software | Rhino 5 | ||
| Microscope attached with OCT | Nikon | FN1 | |
| Digital single-lens reflex camera | EOS | Rebel T3i |
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