CYIY is supported by FAPESP (2012/14421-5) and FMV is supported by a fellowship from FAPESP (2009/53695-0). We thank the DNA Technologies Core at University of California, Davis for preparation and sequencing of the RNA-Seq libraries used in this work, the Galaxy team for providing an excellent and free interface for high-throughput sequencing data analysis tools and Dr. Marianne Bronner for allowing us to film in her laboratory space.

1. elektroporieren das Konstrukt von Interesse in der Neural Tuben HH12-13 Hühnerembryonen in ovo Verwenden Sie einen fluoreszierenden Reporter, vorzugsweise in einem bicistronischen Transkript oder mit einem interkalierenden viralen 2a Peptid 11 an das Protein von Interesse fusioniert, um eine schnelle Identifizierung von Personen mit zufriedenstellenden Niveaus der Transfektion zu ermöglichen. Anmerkung: Typische Inkubationszeit für diese Stufe ist etwa 48 Stunden bei 37,8 ° C. <ol><li> Öffnet sich ein kleines Fenster in der Eier nach dem Entfernen 3 ml Albumin mit einem zu einer 18 G x 1 1/2 Nadelspritze verbunden. Embryo Darstellung zu verbessern, zu injizieren eine kleine Menge Tusche 1:50 in steriler Ringerlösung unterhalb des Embryos 1-4. </li><li> Nach Abdecken der Embryo mit steriler Ringerlösung injizieren einen 10 mM Tris-HCl, pH 8,2, und 0,1% Lebensmittelfarbstoff (F, D &amp; C) Lösung, die 2,5 ug / ul DNA durch das hintere Ende des Neuralrohrs, bis es fülltbis zu dem Hinterhirn Region. Zu elektroporieren, die Position von Platinelektroden (0,5 mm Durchmesser) von 4 mm 1 getrennt entlang der Flankenbereich und liefern 5 Impulsen von 50 ms und 20 V mit einem Intervall von 100 msec zwischen ihnen 4. </li><li> Nach der Elektroporation inkubieren manipulierten Embryonen für 48 Stunden mehr, bis sie Stufe HH23 erreichen und identifizieren Personen präsentiert hohe Transfektion im Flankenbereich unter einem Fluoreszenzstereomikroskop. HINWEIS: Die Dauer der Inkubation nach der Elektroporation hängt vom Ziel des Versuchs. Die elektroporierten Plasmide können signifikante Expressionsniveaus nach 2 h 2 zu erzeugen. Wenn daher das Interesse liegt in frühen Beginn der Gene nach der Elektroporation Inkubationszeit kann reduziert werden. </li></ol> 2. Ernte erfolgreich transfizierter Embryonen und sezieren die elektroporiertem Spinal Cord Halbiert HINWEIS: Dieser Vorgang dauert 2-3 Stunden für jeweils 10 Embryonen und Erträge 1-2 Ug Gesamt-RNA pro Embryo. Die Präparation der Neuralrohren erfordert feinen Bewegungen und einige Trainingseinheiten können, bevor sie auf experimentellen Proben notwendig sein. <ol><li> Dekontamination von metallischen Dissektionswerkzeuge mit RNase Dekontaminationslösung oder durch Einbrennen bei 150 ° C für 4 h 12 und bereiten DEPC behandeltem PBS. Verwenden Sie nur neue zertifizierte RNase-freie Kunststoffgeschirr. HINWEIS: Nach der Ernte ist es wichtig, eine Standardbehandlung folgen, um RNase Kontamination während Dissektion zu verhindern. </li><li> Ernten Sie die Embryonen mit einem Paar feine Präparierscheren und gesiebt Sammlung Löffel. Halten Sie die Embryonen in kaltem DEPC-behandeltem PBS in einer 100 mm Petrischale. </li><li> Mit einer feinen Pinzette, schneiden Sie die gesamte Flankenbereich (zwischen der hinteren Grenze des vorderen Extremitätenknospe und die vordere Grenze des hinteren Gliedmaßenknospe) und übertragen Sie diesen Abschnitt, um eine neue Schale mit kaltem DEPC-behandeltem PBS. </li><li> Verwenden Sie zwei feinen Glasnadeln an drei verschiedenen perforierenPunkte auf jeder dorsolateralen Seite des Embryos zwischen dem Neuralrohr und paraxiale Mesoderm. </li><li> Führen Sie die beiden Glas Nadeln in der zentralen Perforation und langsam bewegen einer von ihnen weg entlang der Neuralrohr anterior-posterioren Achse. Wiederholen Sie dies für die Perforationen, die nicht von den ersten Sätzen erreicht wurden. Entfernen Sie das freistehende paraxialen Mesoderm mit einer feinen Pinzette. </li><li> Drehen Sie den Embryo seitwärts, legen die Spitzen der Pinzette zwischen dem Neuralrohr und der Chorda und schieben Sie sie in entgegengesetzte Richtungen entlang der anterior-posterioren Achse, die beiden Strukturen zu trennen. HINWEIS: Dies sollte auch die Abschaffung der meisten der Mesoderm noch mit dem Neuralrohr angebracht. </li><li> Entfernen Sie gegebenenfalls gröberen mesodermic Gewebe, das durch Ziehen mit einer Pinzette unter leichtem Halten des Neuralrohr mit einer anderen Pinzette befestigt bleiben. Wenn Sie fertig sind, übertragen Sie leicht das Neuralrohr an eine andere Schale mit kaltem DEPC-behandeltem PBS mit einemRNase-freie Glaspasteurpipette zu einer manuellen Pipette Pumpe gekoppelt und halten Sie auf Eis, bis alle Rohre werden seziert. </li><li> Teilen Sie die Neuralrohren in zwei Hälften. Dazu legen Sie die scharfe Spitze eines geschlossenen Pinzette in das Lumen und öffnen Sie die Dachplatte, indem Sie die Pinzette heraus durch sie. Danach trennen Sie die Hälften durch Schneiden der Bodenplatte mit der Pinzette Tipps. </li><li> Art, die aus nicht-elektroporiert Hälften unter einem Fluoreszenz Binokular und in ein 1,5-ml-Röhrchen mit eiskaltem DEPC-behandeltem PBS gefüllt elektroporiert. Falls nötig, schlagen Sie das Mikroröhrchen vorsichtig, um jedes Gewebe an den Kunststoffwänden befestigt zu lösen und Sedimentation der Rohre zu fördern. </li><li> Spin bei 100 × g für 3 sec und sehr langsam zu entfernen, so viel wie möglich PBS mit einer 1 ml Pipette. Tun Sie dies, während man eine Lichtquelle, die durch den Mikroröhrchen glänzt zu überwachen, wenn eine embryonale Material auf die Pipettenspitze gesaugt; Wenn dies geschieht, langsam entladen und wiederholen Sie den centrifugation. </li><li> In 70 ul Lyse-Lösung für die RNA-Extraktion pro Neuralrohr Hälfte und Flick das Rohr, um den Inhalt zu mischen. Inkubation bei Raumtemperatur für 5 min und kräftig vortexen. Wiederholen Sie den 5 min Inkubation und Vortexen zwei weitere Male. Bei -80 ° C. </li><li> Sammeln mindestens acht Neuralrohr Hälften pro Probe, um eine ausreichende Ausbeute für den nächsten Schritt zu gewährleisten. Pool kleinere Proben, wenn mehrere Elektroporation / Dissektion Sitzungen sind erforderlich, um eine ausreichende Anzahl von neuronalen Rohre anzuhäufen. Bewahren ausreichende Proben für Duplikate oder dreifach für jede Bedingung. </li></ol> 3. Entschlacken RNA und Planen Bibliotheken für Illumina Sequenzierung <ol><li> Proben von -80 ° C Lagerung entfernen und auf Eis für 15-30 min. Wieder Auftauen bei Raumtemperatur bis zur Beendigung. </li><li> Vortex gut und bei Raumtemperatur lassen Sie für 5 min. Vortex wieder und Zentrifuge bei 15.000 g für 1 min, um unlösliches Material zu pelletieren. </li><li> Den Überstand in ein neues Röhrchenund RNA-Extraktion gehen nach der Gesamt-RNA Isolation Kit manuelle Anweisungen. Eluieren in der empfohlenen Mindestvolumen, um die Konzentration zu erhöhen. HINWEIS: DNase-Behandlung nach clean-up ist, um eine mögliche Kontamination von genomischer DNA-Sequenzen in RNA-Seq Datensätze zu vermeiden empfohlen. </li><li> Flick das Rohr, um den Inhalt zu mischen und zu entfernen 5 ul für die Qualitätskontrolle-Analyse. Bewahren Sie die restliche Probe bei -80 ° C bis Bibliothek Vorbereitung; Diese Proben sollten nur einmal aufgetaut werden, um RNA-Abbau zu vermeiden. </li><li> Führen gereinigte RNA in einem Bioanalyzer Instrument mit dem RNA 6000 Nano Kit; RIN-Wert muss mindestens über 7, um fortzufahren. </li><li> Generieren Sie Bibliotheken mit einem Illumina kompatiblen RNA-Seq-Bibliothek Vorbereitung Kit und multiplexen bis zu 4-Bibliotheken in einer Spur eines HiSeq Instrument auf 100 bp Einzel liest erzeugen. Wenn möglich, schließen Sie alle Proben im gleichen Lauf um mögliche technische Artefakte zu minimieren. HINWEIS: Diese sollte auf 50 Mio. r ergeben sichEADS pro Probe, die mehr als genug, um die Abdeckung für die meisten Gene 13 zu erhalten. </li></ol> 4. Vergleichen RNA-Seq Datasets in der Galaxy Public Server 10. ANMERKUNG: Server Speicherplatz ist begrenzt und Experimente zu vergleichen viele Proben eine vollständige Löschung des Zwischendateien in den Filterschritte generiert erfordern. <ol><li> Erstellen Sie ein Benutzerkonto in der Galaxy öffentlichen Server ( <a href="https://usegalaxy.org/">https://usegalaxy.org</a> ) und FTP-Upload der Illumina-Datasets in fastq Format. </li><li> Bereiten Sie hochgeladene Dateien mit dem FastqGroomer 14 Tool unter der NGS: QC und Manipulation Menü; wenn die Qualitätswerte sind bereits in Phred + 33 (Sanger) codiert, überspringen Sie diesen Schritt durch einfache Änderung der Dateityp unter den Attributen für jeden Datensatz fastqsanger. </li><li> Analysieren Sie die allgemeine Qualität der jeden Datensatz mit der FastQC Tool unter der NGS: QC und Manipulation michnu. HINWEIS: Besondere Aufmerksamkeit sollte der resultierenden Grafik für pro Basensequenz Qualität und pro Basensequenz Inhalt gegeben werden, da diese Schätzungen für die zum Beschneiden der Enden der liest verwendeten Parameter bereitzustellen. </li><li> Trim liest verwerfen 3&#39;-Enden mit Qualitätsdaten günstig mit der fastq Qualität Trimmer 14 unter der NGS: QC und Manipulation Menü. Stellen Sie das Werkzeug, um nur bearbeiten, 3&#39;-Enden für den Qualitätsfaktor unter 20. </li><li> Entfernen Adaptersequenzen aus liest mit Hilfe des Tools Clip ( <a href="http://hannonlab.cshl.edu/fastx_toolkit/">http://hannonlab.cshl.edu/fastx_toolkit/</a> ) unter der NGS: QC und Manipulation Menü. Stellen Sie das Werkzeug, um zu verwerfen liest mit weniger als 45 bp nach links, geben Sie die Sequenz der verwendeten Adapter und wählen Sie den Ausgang, beide abgeschnitten und nicht-begrenzten Sequenzen umfassen. Außerdem entscheiden nicht auf Sequenzen mit unbekannten Basen zu verwerfen, da die meisten geringer Qualität Basen wurden bereits im letzten Schritt entfernt. </li&gt; <li> Verwenden der Werkzeug Trim-Sequenzen ( <a href="http://hannonlab.cshl.edu/fastx_toolkit/">http://hannonlab.cshl.edu/fastx_toolkit/</a> ) unter der NGS: QC und Manipulation Menü schneiden Sie die ersten Grundlagen der liest bis 5 &#39;von FastQC detektierten Sequenz Bias (typischerweise 10) zu entfernen. HINWEIS: An dieser Stelle ist es eine gute Idee, FastQC erneut ausführen und Vergleichen mit der vorherigen Analyse zu bestimmen, ob die Datenmenge Qualität wurde verbessert. </li><li> Laden und entpacken Sie die neuesten Hühnergenom Anordnung für die UCSC Genom-Browser von Illumina iGenomes ( <a href="http://support.illumina.com/sequencing/sequencing_software/igenome.ilmn">http://support.illumina.com/sequencing/sequencing_software/igenome.ilmn</a> ) und laden Sie das gesamte Genom fasta Formatdatei und die Gene Annotation GTF Formatdatei durch die Galaxis Geschichte mit der Upload File unter dem Get Data-Menü. </li><li> Karte liest für jede Probe, um das Huhn-Genom mit Hilfe der Ausrichter TopHat2 15 unterdie NGS: RNA-Analyse-Menü. Wählen Sie, um ein Genom aus der Geschichte zu verwenden (wählen Sie die fasta Datei in Schritt 4.7 hochgeladen). </li><li> Baue eine vorhergesagte Transkriptom für jede Probe mit Manschettenknöpfe 16 unter den NGS: RNA-Analyse-Menü. Wählen Sie den Bezugsanmerkung als Richtlinie verwenden (wählen Sie die GTF-Datei in Schritt 4.7 hochgeladen) und schalten Sie die Optionen Führen Bias-Korrektur (aus der Geschichte, fasta Datei aus Schritt 4.7) und Verwenden Mehr lesen richtig. </li><li> Merge prognostiziert Transkriptomen für alle Proben mit Cuffmerge 16 unter der NGS: RNA-Analyse-Menü. Wählen Sie den Bezugsanmerkung (GTF-Datei aus Schritt 4.7) und die Sequenzdaten (aus der Geschichte, fasta Datei aus Schritt 4.7) zu verwenden. </li><li> Vergleichen BAM Dateien TopHat2 für jede Probe mit Cuffdiff 16 unter der NGS generiert: RNA-Analyse-Menü. Bei den Feld Transcripts wählen michrged Transkriptom von Cuffmerge generiert und schalten Sie die Optionen Führen Bias-Korrektur (aus der Geschichte, fasta Datei aus Schritt 4.7) und Verwenden Mehr lesen richtig. </li><li> Sortieren differentielle Expression Testen Tabellen numerisch aufsteigend in Spalte 13 (Q-Wert) mit dem Werkzeug Sortieren unter dem Filter und Menü sortieren. HINWEIS: Gene / Transkripte, die signifikante differentielle Expression zwischen experimentellen Bedingungen werden die niedrigsten q-Werte zu präsentieren. </li><li> Um die Ergebnisse visuell mit Abdeckung Graphen zu überprüfen, zuerst konvertieren BAM Dateien bedGraph Format mit dem Werkzeug erstellen BedGraph der Genomabdeckung 17 unter dem Menü bedtools. Deaktivieren Meldung von Regionen ohne Abdeckung, wählen zu verbindenden Einträge im Unterschied Abständen zu behandeln und zu skalieren die Deckung durch einen Faktor, der Sequenzierung Tiefe für alle Datensätze, die verglichen werden normalisiert. </li><li> Konvertieren Sie die resultierende bedGraph Datei an bigwig Format unter Verwendung derWerkzeug Perücke / BedGraph-to-Bonzen ( <a href="http://www.genome.ucsc.edu/">http://www.genome.ucsc.edu/</a> ) unter dem Menü Formate konvertieren. Laden Sie die Dateien als individuelle bigwig Spuren im UCSC Genom-Browser ( <a href="http://www.genome.ucsc.edu/">http://www.genome.ucsc.edu/</a> ) für die galGal4 Montage und suchen ein Gen von Interesse, um die Abdeckung in den Datensätzen zu visualisieren. </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

Hier bieten wir Richtlinien zur Analyse Wirkungen nach der Elektroporation des Huhns Rückenmark. Obwohl Elektroporation von DNA-Vektoren wird häufiger verwendet, um ein Gen von Interesse überexprimieren, kann man auch Konstrukte dominant Negativen quimeric Proteine ​​oder Vorstufen Codierung verwenden für siRNAs zur Genfunktion knock-down Bedingungen 19-21 erzeugen. In der Tat kann den Vergleich der Transkriptom Profile sowohl Verstärkungs- und Verlust der Funktionsanalyse resultierenden darauf hin G...

Genetische Untersuchungen an lebenden Organismen verwenden häufig den Hühnerembryo als Modell, weil in ovo Elektroporation stellt eine schnelle und kostengünstige Möglichkeit, um embryonale Strukturen teilweise Transfektion in vivo mit DNA-Konstrukte 1-5. Bicistronische Expressionsvektoren, die ein Transkript, das ein fluoreszierendes Reporter zusammen mit dem Gen von Interesse, wie pCIG 6 oder Pmes 7 kodieren, ermöglichen eine schnelle Überprüfung der Transfektion Qualität in der gewünschten Region unter einem Stereomikroskop vor der Verarbeitung Embryonen für Downstream-Analyse. Mit den jüngsten Fortschritten in der DNA-Sequenzierung ist es nun möglich, digitale gesamte Transkriptom Expressionsprofile von RNA-Proben unter Verwendung von RNA-Seq 8,9 erhalten. Statt also zeitaufwendige Verfahren, die Analyse von nur wenigen Genprodukte parallel ermöglichen, wie in situ Hybridisierung, Immunhistochemie und qPCR, Herstellung von cDNA-Bibliotheken fürHochdurchsatz-Sequenzierung kann Informationen des gesamten Transkriptoms. Beobachtung der experimentellen Effekte auf die Expression von jedem einzelnen Gens kann wiederum bieten leistungsstarke Einblicke in die Wege, durch das Konstrukt verwendet verändert. Dies ist besonders einfach, wenn eine genomische Anordnung für den verwendeten Organismus ist, wiederum ist damit der Hühnerembryo ein geeignetes Modell. Wenn der Benutzer Zugang zu einer zuverlässigen Genomsequenzierung Zentrum hat, ist das Hauptproblem hoher Qualität zu erhalten RNA-Proben. Diese Arbeit zeigt, ein Verfahren zur Gewinnung von RNA Proben transfiziert Neuralrohren für RNA-Seq sowie den nachgeschalteten Schritten zur in silico Analyse der resultierenden Datensätze. Nach Elektroporation bei HH12-13 gefolgt von 48 h Inkubation wurden die transfizierten Stamm Rückenmarkshälften in Ribonuklease freien Bedingungen seziert sofort lysiert und weiteren Abbau durch ultra-niedrigem Gefrierpunkt geschützt, bis RNA-Reinigung und Bibliotheks preparatIonen. Das Galaxy öffentlichen Server 10 bietet Zugriff auf kostenlose Ressourcen für die Analyse von Hochdurchsatz-Sequenzierungsdaten. Die Menge an Speicherplatz für registrierte Benutzer angeboten wird, genug für kleine Versuchs wodurch die Notwendigkeit für die lokalen Computerinfrastruktur. RNA-Seq Datenanalyse umfasst Filterung, Ausrichtung und Quantifizierung / Vergleich der Genexpression. Obwohl es allgemeine Richtlinien für die RNA-Seq Datenanalyse, werden Filterparameter hängen weitgehend von der Qualität der Sequenzierungs und sollte nach Qualitätskontrollanalyse der Ausgangsdaten bestimmt werden. Dieses Protokoll beschreibt die Schritte, um zu erhalten und vergleichen RNA-Seq Profile embryonalen Hühnerrückenmark in vivo transfiziert. Als repräsentative Ergebnis Vergleich der Datensätze von zwei unabhängigen Kontrollproben mit einem leeren Vektor transfiziert zeigte, daß das Verfahren ist reproduzierbar und sollten Identifizierung differentiell Expres ermöglichensed-Transkripte in experimentellen Proben. Daher Anwendung dieser Methode hat das Potential, die Anzahl von Entdeckungen nach einem einzigen Versuch stark erhöhen und somit eine große Menge von Daten für nachfolgende Untersuchungen.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1031">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:425px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:175px;">Company</td>
			<td style="width:164px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:267px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Indian &#236;nk</td>
			<td>Any supplier</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">18G x 1 1/2 needle</td>
			<td>BD</td>
			<td>305196</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">3 ml syringe</td>
			<td>BD</td>
			<td>309657</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Tris</td>
			<td>MP Biomedicals</td>
			<td>819620</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">F D &#38; C Blue 1</td>
			<td>Spectra Colors Corporation</td>
			<td>5.FC.0010P0</td>
			<td>Food Dye used to visualize DNA injection</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ringer&#39;s solution (1 L)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">&#160;&#160;&#160;&#160; - 7.2 g NaCl</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S-9888</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">&#160;&#160;&#160;&#160; - 0.37 g KCl</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P-4504</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">&#160;&#160;&#160;&#160; - 0.225 g CaCl2.2H2O</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>10043-52-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">&#160;&#160;&#160;&#160; - 0.217 g Na2HPO4.7H2O</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S-9390</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">&#160;&#160;&#160;&#160; - 0.02 g KH2PO4</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P-5379</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">&#160;&#160;&#160;&#160; - ddH2O to 800 ml and adjust pH to 7.4</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">&#160;&#160;&#160;&#160; - ddH2O to 1 L</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">&#160;&#160;&#160;&#160; - Filter and autoclave</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">PBS (Phosphate Buffered Solution) (1 L)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">&#160;&#160;&#160;&#160; - 8 g NaCl</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S-9888</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">&#160;&#160;&#160;&#160; - 0.2 g KCl</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P-4504</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">&#160;&#160;&#160;&#160; - 1.15 g Na2HPO4.7H2O</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S-9390</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">&#160;&#160;&#160;&#160; - 0.2 g KH2PO4</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P-5379</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">&#160;&#160;&#160;&#160; - ddH2O to 800 ml and adjust pH to 7.2</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">&#160;&#160;&#160;&#160; - ddH2O to 1 L and filter</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">&#160;&#160;&#160;&#160; - 1 ml DEPC (Diethylpyrocarbonate)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D-5758</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">&#160;&#160;&#160;&#160; - Shake vigorously and let stand overnight at room temperature</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">&#160;&#160;&#160;&#160; - Autoclave</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Sieved spoon</td>
			<td>Any supplier</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Sterile 60 x 15 mm polystirene Petri dishes</td>
			<td>Corning Life Sciences</td>
			<td>351007</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">RNaseZap RNase decontamination solution</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>AM9780</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Fine point surgical scissors</td>
			<td>Any supplier</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Straight fine point tweezers</td>
			<td>Any supplier</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Pulled glass needle made from 1.1 x 75 mm glass capillary tubes</td>
			<td>Kimble Chase</td>
			<td>40A502</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">9&#39;&#39; glass Pasteur pipette</td>
			<td>Any supplier</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Manual pipette pump</td>
			<td>Any supplier</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Clear 1.5 ml microcentrifuge polypropilene tubes</td>
			<td>Corning Life Sciences</td>
			<td>MCT-150-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Microcentrifuge</td>
			<td>Any supplier</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">RNAlater solution for RNA stabilization</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>AM7020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">RNAqueous total RNA isolation kit</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>AM1912</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Molecular Biology Grade Ethanol</td>
			<td>Any supplier</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">RNA 6000 Nano Kit</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>5067-1511</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">2100 Electrophoresis Bioanalyzer Instrument</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>G2939AA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Truseq RNA Sample Preparation Kit v2</td>
			<td>Illumina</td>
			<td>RS-122-2001/RS-122-2002</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

rna-seq analysis of differential gene expression in electroporated chick embryonic spinal cord

In ovo electroporation of the chick neural tube is a fast and inexpensive method for identification of gene function during neural development. Genome wide analysis of differentially expressed transcripts after such an experimental manipulation has the potential to uncover an almost complete picture of the downstream effects caused by the transfected construct. This work describes a simple method for comparing transcriptomes from samples of transfected embryonic spinal cords comprising all steps between electroporation and identification of differentially expressed transcripts. The first stage consists of guidelines for electroporation and instructions for dissection of transfected spinal cord halves from HH23 embryos in ribonuclease-free environment and extraction of high-quality RNA samples suitable for transcriptome sequencing. The next stage is that of bioinformatic analysis with general guidelines for filtering and comparison of RNA-Seq datasets in the Galaxy public server, which eliminates the need of a local computational structure for small to medium scale experiments. The representative results show that the dissection methods generate high quality RNA samples and that the transcriptomes obtained from two control samples are essentially the same, an important requirement for detection of differential expression genes in experimental samples. Furthermore, one example is provided where experimental overexpression of a DNA construct can be visually verified after comparison with control samples. The application of this method may be a powerful tool to facilitate new discoveries on the function of neural factors involved in spinal cord early development.

Um die beschriebene Methode zu validieren, wurden zwei Kontrollproben aus Embryonen mit dem leeren Vektor Pmes 7 und eine Probe von Embryonen mit dem gleichen Vektor, der die Einlage zu konstruieren SCRT2-ZNF, die die Zinkfinger-Domänen von Hühner SCRT2 18 kodiert, transfiziert elektroporiert erzeugt. Proben ergab 11-22 ug Gesamt-RNA wurden jeweils aus Pools von 8 bis 12 Embryonen. Alle drei Proben erzielt eine optimale RIN-Wert von 10 in einer Qualitätsprüfung mit dem Bioanalyzer Gerät an <st...

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RNA-Seq Analysis of Differential Gene Expression in Electroporated Chick Embryonic Spinal Cord

This video shows the basic steps for performing whole transcriptome analysis on dissected chick embryonic spinal cord samples after transfection with in ovo electroporation.

RNA-Seq Analyse der differentiellen Genexpression in elektroporiertem Küken Embryonale Spinal Cord

In ovo electroporation of the chick neural tube is a fast and inexpensive method for identification of gene function during neural development. Genome ...

rna-seq-analysis-differential-gene-expression-electroporated-chick

Research

JoVE Journal

Neuroscience

14.4K Aufrufe.  Universidade de São Paulo. This video shows the basic steps for performing whole transcriptome analysis on dissected chick embryonic spinal cord samples after transfection with in ovo electroporation.

Serie: RNA-Seq Analysis of Differential Gene Expression in Electroporated Chick Embryonic Spinal Cord

Dissection and Culture of Commissural Neurons from Embryonic Spinal Cord

Commissural neurons have been widely used to investigate the mechanisms underlying axon guidance during embryonic spinal cord development. The cell bodies of these neurons are located in the dorsal spinal cord and their axons follow stereotyped trajectories during embryonic development. Commissural axons initially project ventrally towards the floorplate. After crossing the midline, these axons turn anteriorly and project towards the brain. Each of these steps is regulated by the action of several guidance cues. Cultures highly enriched in commissural neurons are ideally suited for many experiments addressing the mechanisms of axon pathfinding, including turning assays, immunochemistry and biochemistry. Here, we describe a method to dissect and culture commissural neurons from E13 rat dorsal spinal cord. First, the spinal cord is isolated and dorsal strips are dissected out. The dorsal tissue is then dissociated into a cell suspension by trypsinization and mechanical disruption. Neurons are plated onto poly-L-lysine-coated glass coverslips or tissue-culture dishes. After 30 hours in vitro, most neurons have extended an axon. The purity of the culture (Yam et al. 2009), typically over 90%, can be assessed by immunolabeling with the commissural neuron markers DCC, LH2 and TAG1 (Helms and Johnson, 1998). This neuronal preparation is a useful tool for in vitro studies of the cellular and molecular mechanisms of commissural axon growth and guidance during spinal cord development.

This video demonstrates a method to dissect and culture commissural neurons from E13 rat dorsal spinal cord. Dissociated commissural neurons are useful to study the cellular and molecular mechanisms of axon growth and guidance.

Dissection und Kultur kommissuralen Nervenzellen aus embryonalen Rückenmark

Commissural neurons have been widely used to investigate the mechanisms underlying axon guidance during embryonic spinal cord development. The cell bodies ...

Forschung

Neurowissenschaften

Spinal Cord Electrophysiology II: Extracellular Suction Electrode Fabrication

Development of neural circuitries and locomotion can be studied using neonatal rodent spinal cord central pattern generator (CPG) behavior. We demonstrate a method to fabricate suction electrodes that are used to examine CPG activity, or fictive locomotion, in dissected rodent spinal cords. The rodent spinal cords are placed in artificial cerebrospinal fluid and the ventral roots are drawn into the suction electrode. The electrode is constructed by modifying a commercially available suction electrode. A heavier silver wire is used instead of the standard wire given by the commercially available electrode. The glass tip on the commercial electrode is replaced with a plastic tip for increased durability. We prepare hand drawn electrodes and electrodes made from specific sizes of tubing, allowing consistency and reproducibility. Data is collected using an amplifier and neurogram acquisition software. Recordings are performed on an air table within a Faraday cage to prevent mechanical and electrical interference, respectively.

A demonstration of the fabrication and use of an extracellular suction electrode used to measure electrophysiological recordings of neonatal rodent spinal cords in vitro

Spinal Cord Elektrophysiologie II: Extrazelluläre Saugelektrode Fabrication

Development of neural circuitries and locomotion can be studied using neonatal rodent spinal cord central pattern generator (CPG) behavior. We demonstrate ...

Dissection and Culture of Chick Statoacoustic Ganglion and Spinal Cord Explants in Collagen Gels for Neurite Outgrowth Assays

The sensory organs of the chicken inner ear are innervated by the peripheral processes of statoacoustic ganglion (SAG) neurons. Sensory organ innervation depends on a combination of axon guidance cues1 and survival factors2 located along the trajectory of growing axons and/or within their sensory organ targets. For example, functional interference with a classic axon guidance signaling pathway, semaphorin-neuropilin, generated misrouting of otic axons3. Also, several growth factors expressed in the sensory targets of the inner ear, including Neurotrophin-3 (NT-3) and Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF), have been manipulated in transgenic animals, again leading to misrouting of SAG axons4. These same molecules promote both survival and neurite outgrowth of chick SAG neurons in vitro5,6.
Here, we describe and demonstrate the in vitro method we are currently using to test the responsiveness of chick SAG neurites to soluble proteins, including known morphogens such as the Wnts, as well as growth factors that are important for promoting SAG neurite outgrowth and neuron survival. Using this model system, we hope to draw conclusions about the effects that secreted ligands can exert on SAG neuron survival and neurite outgrowth. 
SAG explants are dissected on embryonic day 4 (E4) and cultured in three-dimensional collagen gels under serum-free conditions for 24 hours. First, neurite responsiveness is tested by culturing explants with protein-supplemented medium. Then, to ask whether point sources of secreted ligands can have directional effects on neurite outgrowth, explants are co-cultured with protein-coated beads and assayed for the ability of the bead to locally promote or inhibit outgrowth. We also include a demonstration of the dissection (modified protocol7) and culture of E6 spinal cord explants. We routinely use spinal cord explants to confirm bioactivity of the proteins and protein-soaked beads, and to verify species cross-reactivity with chick tissue, under the same culture conditions as SAG explants. These in vitro assays are convenient for quickly screening for molecules that exert trophic (survival) or tropic (directional) effects on SAG neurons, especially before performing studies in vivo. Moreover, this method permits the testing of individual molecules under serum-free conditions, with high neuron survival8.

We demonstrate how to dissect and culture chick E4 statoacoustic ganglion and E6 spinal cord explants. Explants are cultured under serum-free conditions in 3D collagen gels for 24 hours. Neurite responsiveness is tested with growth factor-supplemented medium and with protein-coated beads.

Dissection und Kultur von Chick Statoacoustic Ganglion und Rückenmark Explantate in Kollagengelen für Neuritenwachstum Assays

The sensory organs of the chicken inner ear are innervated by the peripheral processes of statoacoustic ganglion (SAG) neurons. Sensory organ innervation ...

DiI-Labeling of DRG Neurons to Study Axonal Branching in a Whole Mount Preparation of Mouse Embryonic Spinal Cord

Here we present a technique to label the trajectories of small groups of DRG neurons into the embryonic spinal cord by diffusive staining using the lipophilic tracer 1,1'-dioctadecyl-3,3,3',3'-tetramethylindocarbocyanine perchlorate (DiI)1. The comparison of axonal pathways of wild-type with those of mouse lines in which genes are mutated allows testing for a functional role of candidate proteins in the control of axonal branching which is an essential mechanism in the wiring of the nervous system. Axonal branching enables an individual neuron to connect with multiple targets, thereby providing the physical basis for the parallel processing of information. Ramifications at intermediate target regions of axonal growth may be distinguished from terminal arborization. Furthermore, different modes of axonal branch formation may be classified depending on whether branching results from the activities of the growth cone (splitting or delayed branching) or from the budding of collaterals from the axon shaft in a process called interstitial branching2 (Fig. 1).
The central projections of neurons from the DRG offer a useful experimental system to study both types of axonal branching: when their afferent axons reach the dorsal root entry zone (DREZ) of the spinal cord between embryonic days 10 to 13 (E10 - E13) they display a stereotyped pattern of T- or Y-shaped bifurcation. The two resulting daughter axons then proceed in rostral or caudal directions, respectively, at the dorsolateral margin of the cord and only after a waiting period collaterals sprout from these stem axons to penetrate the gray matter (interstitial branching) and project to relay neurons in specific laminae of the spinal cord where they further arborize (terminal branching)3. DiI tracings have revealed growth cones at the dorsal root entry zone of the spinal cord that appeared to be in the process of splitting suggesting that bifurcation is caused by splitting of the growth cone itself4 (Fig. 2), however, other options have been discussed as well5.
This video demonstrates first how to dissect the spinal cord of E12.5 mice leaving the DRG attached. Following fixation of the specimen tiny amounts of DiI are applied to DRG using glass needles pulled from capillary tubes. After an incubation step, the labeled spinal cord is mounted as an inverted open-book preparation to analyze individual axons using fluorescence microscopy.

The stereotyped projections of sensory afferents into the rodent spinal cord offer an easily accessible experimental system to study axonal branching through the tracing of single axons.

DiI-Markierung von DRG-Neuronen zu Study Axonal Branching in einer Whole Mount Vorbereitung von embryonalen Maus-Spinal Cord

Here we  present a technique to label the trajectories of small groups of DRG neurons  into the embryonic spinal cord by diffusive staining using the ...

In ovo Expression of MicroRNA in Ventral Chick Midbrain

Non-coding RNAs are additional players in regulating gene expression. Targeted in ovo electroporation of specific areas provides a unique tool for spatial and temporal control of ectopic microRNA expression. However, ventral brain structures like ventral midbrain are rather difficult to reach for any manipulations. Here, we demonstrate an efficient way to electroporate miRNA into ventral midbrain using thin platinum electrodes. This method offers a reliable way to transfect specific areas of the midbrain and a useful tool for in vivo studies.

In ovo Expression of MicroRNA in Ventral Chick Midbrain

Ectopic expression is one technique to elucidate the microRNAs role in brain development. However, targeting specific areas using in ovo electroporation is challenging. Here, we show an efficient way to selectively electroporate ventral and dorsal midbrain regions.

In ovo Expression von microRNA in ventralen Mittelhirn-Küken

Non-coding RNAs are additional players in regulating gene expression. Targeted in ovo electroporation of specific areas provides a unique tool for spatial ...

Stereotaxic Injection of a Viral Vector for Conditional Gene Manipulation in the Mouse Spinal Cord

Intraparenchymal injection of a viral vector enables conditional gene manipulation in distinct populations of neurons or particular regions of the central nervous system. We demonstrate a stereotaxic injection technique that allows targeted gene expression or silencing in the dorsal horn of the mouse spinal cord. The surgical procedure is brief. It requires laminectomy of a single vertebra, providing for quick recovery of the animal and unimpaired motility of the spine. Controlled injection of a small vector suspension volume at low speed and use of a microsyringe with beveled glass cannula minimize the tissue lesion. The local immune response to the vector depends on the intrinsic properties of the virus employed; in our experience, it is minor and short-lived when a recombinant adeno-associated virus is used. A reporter gene such as enhanced green fluorescent protein facilitates monitoring spatial distribution of the vector, and the efficacy and cellular specificity of the transfection.

Viral vectors allow for targeted gene manipulation. We demonstrate a method for conditional gene expression or ablation in the mouse spinal cord, using stereotaxic injection of a viral vector into the dorsal horn, a prominent site of synaptic contact between primary somatosensory afferents and neurons of the central nervous system.

Stereotaktische Injektion eines viralen Vektors für Conditional Gene Manipulation im Maus-Rückenmark

Intraparenchymal injection of a viral vector enables conditional gene manipulation in distinct populations of neurons or particular regions of the central ...

Dissection and Lateral Mounting of Zebrafish Embryos: Analysis of Spinal Cord Development

The zebrafish spinal cord is an effective investigative model for nervous system research for several reasons. First, genetic, transgenic and gene knockdown approaches can be utilized to examine the molecular mechanisms underlying nervous system development. Second, large clutches of developmentally synchronized embryos provide large experimental sample sizes. Third, the optical clarity of the zebrafish embryo permits researchers to visualize progenitor, glial, and neuronal populations. Although zebrafish embryos are transparent, specimen thickness can impede effective microscopic visualization. One reason for this is the tandem development of the spinal cord and overlying somite tissue. Another reason is the large yolk ball, which is still present during periods of early neurogenesis. In this article, we demonstrate microdissection and removal of the yolk in fixed embryos, which allows microscopic visualization while preserving surrounding somite tissue. We also demonstrate semipermanent mounting of zebrafish embryos. This permits observation of neurodevelopment in the dorso-ventral and anterior-posterior axes, as it preserves the three-dimensionality of the tissue.

Developmental processes such as proliferation, patterning, differentiation, and axon guidance can be readily modeled in the zebrafish spinal cord. In this article, we describe a mounting procedure for zebrafish embryos, which optimizes visualization of these events.

Dissection und seitlicher Anbau von Zebrafisch-Embryonen: Analyse der Rückenmarksentwicklung

The zebrafish spinal cord is an effective investigative model for nervous system research for several reasons. First, genetic, transgenic and gene ...

Spinal Cord Transection in the Larval Zebrafish

Mammals fail in sensory and motor recovery following spinal cord injury due to lack of axonal regrowth below the level of injury as well as an inability to reinitiate spinal neurogenesis. However, some anamniotes including the zebrafish Danio rerio exhibit both sensory and functional recovery even after complete transection of the spinal cord. The adult zebrafish is an established model organism for studying regeneration following spinal cord injury, with sensory and motor recovery by 6&#160;weeks post-injury. To take advantage of in vivo analysis of the regenerative process available in the transparent larval zebrafish as well as genetic tools not accessible in the adult, we use the larval zebrafish to study regeneration after spinal cord transection. Here we demonstrate a method for reproducibly and verifiably transecting the larval spinal cord. After transection, our data shows sensory recovery beginning at 2&#160;days post-injury (dpi), with the C-bend movement detectable by 3 dpi and resumption of free swimming by 5 dpi. Thus we propose the larval zebrafish as a companion tool to the adult zebrafish for the study of recovery after spinal cord injury.

After spinal transection, adult zebrafish have functional recovery by six weeks post-injury. To take advantage of larval transparency and faster recovery, we present a method for transecting the larval spinal cord. After transection, we observe sensory recovery beginning at 2&#160;days post-injury, and C-bend movement by 3 days post-injury.

Rückenmarksdurchtrennung in der Zebrafisch-Larven

Mammals fail in sensory and motor recovery following spinal cord injury due to lack of axonal regrowth below the level of injury as well as an inability ...

An Ex Vivo Laser-induced Spinal Cord Injury Model to Assess Mechanisms of Axonal Degeneration in Real-time

Injured CNS axons fail to regenerate and often retract away from the injury site. Axons spared from the initial injury may later undergo secondary axonal degeneration. Lack of growth cone formation, regeneration, and loss of additional myelinated axonal projections within the spinal cord greatly limits neurological recovery following injury. To assess how central myelinated axons of the spinal cord respond to injury, we developed an ex vivo living spinal cord model utilizing transgenic mice that express yellow fluorescent protein in axons and a focal and highly reproducible laser-induced spinal cord injury to document the fate of axons and myelin (lipophilic fluorescent dye Nile Red) over time using two-photon excitation time-lapse microscopy. Dynamic processes such as acute axonal injury, axonal retraction, and myelin degeneration are best studied in real-time. However, the non-focal nature of contusion-based injuries and movement artifacts encountered during in vivo spinal cord imaging make differentiating primary and secondary axonal injury responses using high resolution microscopy challenging. The ex vivo spinal cord model described here mimics several aspects of clinically relevant contusion/compression-induced axonal pathologies including axonal swelling, spheroid formation, axonal transection, and peri-axonal swelling providing a useful model to study these dynamic processes in real-time. Major advantages of this model are excellent spatiotemporal resolution that allows differentiation between the primary insult that directly injures axons and secondary injury mechanisms; controlled infusion of reagents directly to the perfusate bathing the cord; precise alterations of the environmental milieu (e.g., calcium, sodium ions, known contributors to axonal injury, but near impossible to manipulate in vivo); and murine models also offer an advantage as they provide an opportunity to visualize and manipulate genetically identified cell populations and subcellular structures. Here, we describe how to isolate and image the living spinal cord from mice to capture dynamics of acute axonal injury.

An Ex Vivo Laser-induced Spinal Cord Injury Model to Assess Mechanisms of Axonal Degeneration in Real-time

We present a protocol utilizing two-photon excitation time-lapse microscopy to simultaneously visualize the dynamics of axon and myelin injuries in real time. This proposed protocol permits studies of both intrinsic and extrinsic factors which can influence central myelinated axon fate after injury and contribute to permanent clinical disability.

Ein<em&gt; Ex vivo</em&gt; Laser-induzierte Rückenmarksverletzungen Modell zu Mechanismen der axonalen Degeneration Beurteilen Sie in Echtzeit

Injured CNS axons fail to regenerate and often retract away from the injury site. Axons spared from the initial injury may later undergo secondary axonal ...

Adeno-associated Virus-mediated Transgene Expression in Genetically Defined Neurons of the Spinal Cord

Selective manipulation of spinal neuronal subpopulations has mainly been achieved by two different methods: 1) Intersectional genetics, whereby double or triple transgenic mice are generated in order to achieve selective expression of a reporter or effector gene (e.g., from the Rosa26 locus) in the desired spinal population. 2) Intraspinal injection of Cre-dependent recombinant adeno-associated virus (rAAV); here Cre-dependent AAV vectors coding for the reporter or effector gene of choice are injected into the spinal cord of mice expressing Cre recombinase in the desired neuronal subpopulation. This protocol describes how to generate Cre-dependent rAAV vectors and how to transduce neurons in the dorsal horn of the lumbar spinal cord segments L3-L5 with rAAVs. As the lumbar spinal segments L3-L5 are innervated by those peripheral sensory neurons that transmit sensory information from the hindlimbs, spontaneous behavior and responses to sensory tests applied to the hindlimb ipsilateral to the injection side can be analyzed in order to interrogate the function of the manipulated neurons in sensory processing. We provide examples of how this technique can be used to analyze genetically defined subsets of spinal neurons. The main advantages of virus-mediated transgene expression in Cre transgenic mice compared to classical reporter mouse-induced transgene expression are the following: 1) Different Cre-dependent rAAVs encoding various reporter or effector proteins can be injected into a single Cre transgenic line, thus overcoming the need to create several multiple transgenic mouse lines. 2) Intraspinal injection limits manipulation of Cre-expressing cells to the injection site and to the time after injection. The main disadvantages are: 1) Reporter gene expression from rAAVs is more variable. 2) Surgery is required to transduce the spinal neurons of interest. Which of the two methods is more appropriate depends on the neuron population and research question to be addressed.

Intraspinal injection of recombinase dependent recombinant adeno-associated virus (rAAV) can be used to manipulate any genetically labelled cell type in the spinal cord. Here we describe how to transduce neurons in the dorsal horn of the lumbar spinal cord. This technique enables functional interrogation of the manipulated neuron subtype.

Adeno-assoziierten Virus-vermittelten Transgene Ausdruck in genetisch definierten Nervenzellen des Rückenmarks

Selective manipulation of spinal neuronal subpopulations has mainly been achieved by two different methods: 1) Intersectional genetics, whereby double or ...