לטווח ארוך הדמיה, ברזולוציה גבוהה Confocal זמן פקיעה של<em> טבורית ארבידופסיס</em> אפידרמיס במהלך הנביטה
Summary
אנו מתארים פרוטוקול באמצעות שקופיות קאמריות ותקשורת כדי לשתק פסיגי צמחים עבור הדמית confocal של האפידרמיס על פני כמה ימים של פיתוח, המתעד את בידול הפיוניות. חלבוני fluorophore מתויג-ניתן לעקוב באופן דינמי על ידי ביטוי ולוקליזציה subcellular, להגביר את ההבנה של התפקידים האפשריים שלהם במהלך חלוקת תאים והתמיינות תאים מסוג.
Abstract
הדמיה בדינמיקת vivo של התנהגות תאית לאורך רצף ההתפתחותי יכולה להיות טכניקה רבה עצמה להבנת המכניקה של דפוסי רקמה. במהלך התפתחות בעלי חיים, התפשטות תאים מרכזיות ואירועי דפוסים להתרחש מהר מאוד. לדוגמה, בelegans Caenorhabditis כל חלוקות התא הנדרשות לתכנית גוף זחל סקרים בתוך שש שעות לאחר הפריה, עם שבעה מחזורי mitotic 1; את mitoses 16 או יותר של התפתחות עוברת תסיסנית להתרחש בפחות מ 24 שעות 2. לעומת זאת, חלוקות תא במהלך התפתחות צמח הן איטיות, בדרך כלל על סדר יום 3,4,5. זה מטיל אתגר ייחודי וצורך בהדמיה חייה לטווח ארוך לתיעוד התנהגות דינמית של חלוקת תאים והתמיינות במהלך אירועי organogenesis צמח. האפידרמיס ארבידופסיס הוא מערכת מודל מצוינת לאיתות חקירה, גורל תא, ופיתוח במפעלים. בטבורית, רקמה זו מורכבת מאוויר ותאים עמידים במים וביניהם ריצוף הפיוניות מופצת באופן שווה, שסתום שפתוח וקרוב לשליטת חילוף גזים ואובדן מים. מרווח נכון של הפיוניות אלה הוא קריטי לתפקוד שלהם, ופיתוחם כדלקמן רצף של חלוקה סימטרית ושלבי התמיינות תאים לייצר האפידרמיס המאורגן (1 איור).
פרוטוקול זה מאפשר תצפית של תאים וחלבונים באפידרמיס על פני כמה ימים של פיתוח. מסגרת זמן זו מאפשרת תיעוד מדויק של חטיבות תאי גזע והתמיינותם של תאי אפידרמיס, כולל תאי הפיוניות ומדרכת אפידרמיס. חלבוני ניאון ניתן התמזגו לחלבונים של עניין להעריך הדינמיקה שלהם במהלך חלוקת תאים ותהליכי התמיינות. טכניקה זו מאפשרת לנו להבין את הלוקליזציה של חלבון רומן, 6 POLAR, בשלב ההתפשטות של תאי הפיוניות-שושלת בדואר האפידרמיס ארבידופסיס פסיג, שבו הוא מתבטא בתאים שקדמו לאירועי חלוקה סימטריים ועובר לאזור אופייני לקליפת תא זמן קצר לפני חלוקה מתרחשת. תמונות יכולות להיות רשומות ווידאו יעיל בקלות הופק באמצעות תוכנת תחום ציבורית לדמיין לוקליזציה חלבון דינמית וסוגי תאים כפי שהם משתנים עם זמן.
Protocol
Representative Results
Discussion
טכניקת confocal זמן לשגות זה מאפשר מחקרים ארוכים טווח של ביטוי ולוקליזציה בתאים בודדים של האפידרמיס הפסיג ארבידופסיס, אשר במקרה של חלבוני POLAR והשני דינמי הוא קריטי להבנה נכונה של תפקודם חלבון מתויג fluorescently. בעבר, זמן לשגות הדמיה מתמשכת נעשתה שימוש כדי לבחון זיהום פט?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנו מודים אמנדה Rychel לסיוע בפיתוח זמן פקיעת הפרוטוקול ולין Pillitteri לבניית POLAR :: POLAR-eGFP. אנו מודים גם לABRC למתן pm-RB לבנות. פרוטוקול זה פותח באמצעות תמיכה מPRESTO הפרס מטכנולוגיה והסוכנות יפניות למדע. מחקר על POLAR נתמך גם על ידי אוניברסיטת וושינגטון Royalty קרן מחקר (RRF-4098) והקרן הלאומי למדע (MCB-0855659). KMP הוא עמית מחקר למוסמכי NSF (dge-0718124), וKUT הוא חוקר HHMI-GBMF.
Materials
| Name of reagent | Company | Catalog Number | Comments |
| Bacto Agar | BD | 214010 | |
| One-chamber slide | Nunc (Thermo Scientific) | 155360 | Or two-chamber (155379) |
| Laser scanning confocal microscope | Zeiss | LSM700 | Zen 2009 software |
| 20x objective lens | Zeiss | 420650-9901 | NA 0.8, Plan-APOCHROMAT |
| Dissecting microscope | Benz (National) | 431TBL | Illuminates from below |
| #5 forceps, biology tip | Roboz Surgical Instrument | RS-4978 | Very fine tips are critical |
References
- Sulston, J. E., Schierenberg, E., White, J. G., Thomson, J. N. The Embryonic Cell Lineage of the Nematode Caenorhabditis elegans. Developmental Biology. 100, 64 (1983).
- Foe, V., Odell, G., Edgar, B. A., Bate, M., Martinez Arias, A. Chapter 3 Mitosis and Morphogenesis: Point and Counterpoint. Development of Drosophila melanogaster. , (1993).
- Vincent, C. A., Carpenter, R., Coen, E. S. Cell Lineage Patterns and Homeotic Gene Activity During Antirrhinum Flower Development. Current Biology. 5, 1449 (1995).
- Beemster, G. T. S., De Vusser, K., De Tavernier, E., De Bock, K., Inzé, D. . Variation in Growth Rate between Arabidopsis Ecotypes Is Correlated with Cell Division and A-Type Cyclin-Dependent Kinase Activity. Plant Physiology. 129 (2), 854 (2002).
- Grandjean, O., Vernoux, T., Laufs, P., Belcram, K., Mizukami, Y., Traas, J. In Vivo Analysis of Cell Division, Cell Growth, and Differentiation at the Shoot Apical Meristem in Arabidopsis. Plant Cell. 16 (1), 74 (2004).
- Pillitteri, L. J., Peterson, K. M., Horst, R. J., Torii, K. U. Molecular Profiling of Stomatal Meristemoids Reveals New Component of Asymmetric Cell Division and Commonalities among Stem Cell Populations in Arabidopsis. Plant Cell. 23 (9), 3260 (2011).
- Abramoff, M. D., Magalhaes, P. J., Ram, S. J. Image Processing with ImageJ. Biophotonics International. 11 (7), 36 (2004).
- Arganda-Carreras, I., Sorzano, S. &. #. 2. 2. 5. ;. n. c. h. e. z., Marabini, C. O., Carazo, R., de Solorzano, J. M. O. r. t. i. z. -., C, J., Kybic, Consistent and Elastic Registration of Histological Sections Using Vector-Spline Regularization. Computer Vision Approaches to Medical Image Analysis, ser. Lecture Notes in Computer Science. 4241, 85-95 (2006).
- Peterson, K. M., Rychel, A. L., Torii, K. U. Out of the Mouths of Plants: The Molecular Basis of the Evolution and Diversity of Stomatal Development. Plant Cell. 22 (2), 296 (2010).
- Czymmek, K. J., Fogg, M., Powell, D. H., Sweigard, J., Park, S. -. Y., Kang, S. In vivo Time-lapse Documentation Using Confocal and Multi-Photon Microscopy Reveals the Mechanisms of Invasion into the Arabidopsis Root Vascular System by Fusarium oxysporum. Fungal Genetics and Biology. 44 (10), 1011 (2007).
- Campilho, A., Garcia, B., Toorn, H. V., Wijk, H. V., Campilho, A., Scheres, B. Time-Lapse Analysis of Stem-cell Divisions in the Arabidopsis thaliana Root Meristem. Plant Journal. 48, 619 (2006).
