Eletroporação do rombencéfalo rastrear Trajetórias axonal e Metas Synaptic no embrião de galinha
Summary
Como as redes neuronais são estabelecidas no cérebro embrionário é uma questão fundamental no desenvolvimento da neurobiologia. Aqui nós combinamos uma técnica de eletroporação com novas ferramentas genéticas, como Cre / Lox-plasmídeos e sistema de transposição de DNA PiggyBac mediada no hindbrain aviária para rotular interneurons dorsal e rastrear suas projeções axonais e metas sinápticas em diferentes estágios de desenvolvimento.
Abstract
A electroporação do tubo neural embrionário pintainho tem muitas vantagens, tais como ser rápido e eficiente para a expressão de genes estranhos em células neuronais. Neste artigo, procuramos fornecer um método que demonstra unicamente como electroporate DNA no hindbrain aviária em E2.75, a fim de marcar especificamente um subconjunto de células progenitoras neuronais, e como seguir suas projeções axonais e metas sinápticas em estágios muito avançados de desenvolvimento, até E14.5. Utilizamos ferramentas genéticas novas, incluindo elementos específicos do realçador, Cre / Lox – plasmídeos base e do sistema de transposição de DNA PiggyBac mediada para dirigir a expressão GFP em um subtipo de células rombencéfalo (o dorsal mais subgrupo de interneurônios, da1). Trajetórias e metas da da1 axônios axonal são seguidas em fases embrionárias precoces e tardias em várias regiões do tronco cerebral. Esta estratégia contribui com técnicas avançadas para as células de interesse alvo na parte posterior do cérebro embrionário e para tracing formação circuito em vários estágios de desenvolvimento.
Introduction
A parte posterior do cérebro representa um cubo do relé-chave do sistema nervoso por meio da comunicação entre os sistemas nervosos central e periférico via ascendente e descendente redes neuronais. Ele regula as funções básicas, incluindo respiração, consciência, audição e coordenação motora 1-3. Durante o desenvolvimento embrionário inicial, a parte posterior do cérebro dos vertebrados é transitoriamente subdividida ao longo do eixo ântero-posterior (AP) em rhombomeres repetitivas, em que os tipos de células neuronais distintas são formadas e gerar múltiplos centros de núcleos do tronco cerebral 4. A parte posterior do cérebro também é dividido ao longo do seu eixo dorsal-ventral (DV) em uma placa basal e alar, em que os progenitores neuronais discretas e diferenciar-se especificadas em locais distintos 3,5,6 DV. Como o início da AP e DV específicos padrões neuronais estão governando o estabelecimento de circuitos do tronco cerebral funcional é em grande parte desconhecido.
Para adquirir conhecimentos sobre esta fundamentaisquestão, são necessárias ferramentas, a fim de rotular subconjuntos específicos de neurônios no cérebro posterior cedo e traçar suas trajetórias axonal e conectividade em estágios mais avançados. Nós já utilizou elementos de melhoria específica, e um sistema de expressão condicional Cre / baseado LoxP para acompanhar a trajetória axonal de interneurônios da coluna dorsal no embrião de galinha cedo 7-9. No manuscrito atual que têm como alvo o cérebro posterior e atualizado o paradigma experimental para a rotulagem final interneurons rombencéfalo embrionárias, axônios e seus alvos sinápticas, usando uma estratégia de eletroporação modificado eo PiggyBac – Transposição DNA mediada. A nossa nova estratégia permite a marcação de subtipos neuronais distintas em um dos lados da parte posterior do cérebro e a localização dos seus locais de projecções axonais e sinápticos em vários estádios de desenvolvimento embrionário, a partir de 2 até 12 dias após a electroporação. Com base neste método, que classificou o dorsal, mais subgrupo de interneurons rombencéfalo (dA1/Atoh1 + </sup> células) e revelou dois padrões de projeção axonal ascendentes contralateral, cada um deriva de um local AP diferente e alonga em um funículo distinta. da1 axônios foram encontrados para projeto e sinapses formulário em núcleos auditivos, mesencéfalo e em múltiplas camadas do cerebelo 10.
A combinação de garota eletroporação, rastreamento genético de neurônios e análise de locais de projeção em estágios muito avançados de desenvolvimento fornece uma plataforma única de estudar a formação de redes neuronais no cérebro e para elucidar os mecanismos moleculares que governam a formação de circuitos.
Protocol
Representative Results
Discussion
Na eletroporação in ovo é uma ferramenta viável, confiável e eficaz para examinar especificação celular e orientação axonal durante garota desenvolvimento do sistema nervoso 20. Neste protocolo, descrevemos um modo de eletroporação na hindbrain garota em E2.75 usando elementos potenciador que permitem a rotulagem condicional de interneurons específicas. Esta estratégia é combinada com o sistema de transposição PiggyBac mediada para inserir genes estranhos no genoma do pintinh…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Materials
| Name of Reagent/Equipment | Company | Catalogue Number |
| L-shaped gold Genetrodes 3 mm electrodes | BTX, Harvard Apparatus | 45-0162 |
| pulse generator, ECM 830 | BTX, Harvard Apparatus | 45-0002 |
| OCT (Optimal Cutting Temperature) Compound | Tissue-Tek Sakura | 4583 O.C.T. Compound |
| Nail Polish | From Any Commercial Supplier |
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