Visualização de Desenvolvimento Craniofacial nas SOX10: Kaede Transgênicos Zebrafish Linha Usando Time-lapse microscopia confocal
Summary
Visualização de dados experimental tornou-se um elemento-chave na apresentação de resultados para a comunidade científica. Geração de gravação de lapso de tempo ao vivo de embriões de crescimento contribui para uma melhor apresentação e compreensão dos processos de desenvolvimento complexos. Este protocolo é um guia para marcação celular passo-a-passo através de fotoconversão de proteína Kaede no peixe-zebra.
Abstract
Vertebrate palatogenesis é um processo de desenvolvimento altamente coreografada e complexo, que envolve a migração de crista neural craniana (CNC) células, convergência e extensão de proeminências faciais e maturação do esqueleto craniofacial. Para estudar a contribuição da crista neural craniana para regiões específicas do paladar zebrafish um SOX10: Kaede linha zebrafish transgênicos foi gerada. SOX10 fornece restrição linhagem da proteína kaede repórter para a crista neural, tornando assim o processo de marcação de uma célula mais precisa do que a tradicional corante ou injecção de ARNm repórter. Kaede é uma proteína de foto-conversível que muda de verde para vermelho após a ativação da foto e faz com que seja possível seguir as células com precisão. Os SOX10: linha transgênica Kaede foi utilizada para realizar a análise de linhagem para delinear as populações de células CNC que dão origem ao maxilar contra elementos mandibulares e ilustram homologia de proeminências faciais para amniotas. Este protocolo descreve o passos para gerar um vídeo time-lapse ao vivo de um SOX10: embrião de peixe-zebra Kaede. Desenvolvimento da placa etmoidal servirá como um exemplo prático. Este protocolo pode ser aplicado para fazer uma gravação confocal de lapso de tempo de qualquer kaede ou semelhante da proteína repórter em peixes-zebra transgénicos photoconvertible. Além disso, ele pode ser usado para capturar não só o normal, mas também o desenvolvimento anormal de estruturas craniofaciais nos mutantes de peixe-zebra.
Introduction
Fendas orofaciais representam a deformidade craniofacial mais prevalente, com 1/700-1, 000 entregas afetadas 1. Rompimento de desenvolvimento craniofacial embrionário precoce pode levar à formação de fissura de lábio e palato (FL / P). Enquanto causas para fenda sindrômica foram amplamente demonstrado, as bases genéticas e epigenéticas de formas não sindrômicas de fissuras orofaciais ainda precisa ser descoberto 2-4. A fim de compreender a etiologia e patogénese destas malformações, é necessário para elucidar o desenvolvimento de estruturas craniofaciais numa base celular.
Em todas as espécies de vertebrados células da crista neural cranianos (CNCC) migram do tubo neural dorsal para preencher os arcos da faringe, o que contribuirá para a formação das estruturas orofaciais. Rompimento de desenvolvimento da crista neural embrionária precoce pode levar à formação de malformações craniofaciais incluindo CL / P 5-7.
Em anúnciodição de semelhanças estruturais entre peixe-zebra e desenvolvimento craniofacial mamíferos (CNCCs residem nas regiões homólogas), a rede reguladora do gene é altamente conservado. Também tem sido mostrado que CNCCs desenvolver da mesma maneira entre as espécies de peixe-zebra e amniote 8, fazendo com que o peixe-zebra de um organismo poderosa para o estudo da base de desenvolvimento e genética de CL / P. Tem muitas vantagens, incluindo o tamanho pequeno, rápido e ex-utero desenvolvimento embrionário, e as taxas de reprodução de altura. Além disso, o embrião é opticamente transparente, tornando-se passível de observação de eventos complexos de desenvolvimento sob o microscópio 9. É um modelo animal ideal para o estudo de migração e diferenciação de células da crista neural cranianos.
Expandindo publicado anteriormente de trabalho de 8, 10, 11, o padrão migratório da CNCC foi descrito em detalhes usando as SOX10: Kaede modelo transgênico 5. Kaede é uma proteína de foto-conversível que turns de verde para vermelho após a ativação de fotos e faz com que seja possível traçar CNCCs precisão. Durante esta transformação da estrutura peptídica é clivada, sugerindo que a conversão é estável, o que significa que as células podem ser rastreados para o seu destino final 12. Linhas transgénicas marcadas com kaede sob o controlo transcricional de SOX10 mostrou que o paladar e a placa amniota etmóide de peixe-zebra são formados por fusão de homologamente saliências maxilares bilaterais (MXP) com a proeminência ITontonasal (FNP) e que a costura de fusão em forma de Y é análoga entre espécies.
Entre outras aplicações, as SOX10: kaede modelo transgénico de peixe-zebra foi usado para gerar o vídeo de embriões de peixes-zebra em diferentes estágios de desenvolvimento para mostrar a formação de estruturas craniofaciais normais e anormais. Fotoconversão de grupos específicos de células faz com que seja possível acompanhar o seu desenvolvimento. Com este método de abordagem para criar imagens em tempo real de desenvolver craniofacestruturas ial em peixe-zebra é introduzida, tornando mais fácil para demonstrar visualmente esse processo complexo de desenvolvimento.
Este protocolo destina-se a partilhar a experiência de gerar esses vídeos usando o desenvolvimento normal da placa etmoidal em SOX10: zebrafish transgênicos Kaede como exemplo. Este protocolo pode ainda ser aplicada a fazer vídeos de lapso de tempo de qualquer estrutura derivadas de células da crista neural cranial em peixe-zebra.
Protocol
Representative Results
Discussion
Aqui, um novo método para a visualização de desenvolvimento craniofacial no modelo do peixe-zebra é mostrado. Os SOX10: kaede linha de peixes-zebra transgénicos tem sido usado com sucesso para descrever o padrão de migração de CNCC em detalhe é usado como um organismo modelo 5.
Estudos anteriores já haviam utilizado marcos brutas, como o olho às células-alvo e têm contado com injeção mRNA Kaede, ensaios fotoconversão ou enjaulado dextrano fluoresceína para fotocon…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores agradecem Robert Kelsh por gentilmente compartilhar o reagente SOX10 promotor peixe-zebra.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| sox10: kaede transgenic zebrafish line | MGH | Available via the Liao lab | |
| Petri dishes 100×15 mm | BD Falcon | 351029 | |
| Petri dishes 35 mmx10 mm | BD Falcon | 351008 | |
| Ultrapure Low melting point (LMP) Agarose | Invitrogen | 15517022 | |
| Lab Tek 2 Chamber SlideSystem | LabTek | 154453 | |
| Microloaders 200/pk | Fisher | E5242956003 | |
| Nikon A1R Si Confocal Ti series | Nikon | No Catalog number | |
| NIS Elements Software AR3.2 64-bit | Nikon | No Catalog number |
References
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