Name: blastomere explants to test for cell fate commitment during embryonic development
Uploaded: 2013-01-26T13:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 8 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Blastomere Explants to Test for Cell Fate Commitment During Embryonic Development at JoVE.com

המחברים מבקשים להודות GWU הרלן המלגה לתמיכה של Paaqua גרנט וGWU לותר רייס המלגה לתמיכה של המונה הרולד. עבודה זו נתמכה על ידי מענק קרן המדע הלאומי MCB-1121711.

1. הכנת מכשירים, מדיה תרבות ומנות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חידוד 4 מלקחיים באמצעות סרט שוחק אלומינה. האם זה תחת מיקרוסקופ לנתח לפקח גודל הטיפ. זוג אחד של מלקחיים משמש כגיבוי במקרה קצה הניזוק במהלך ההליך. חיטוי כל ארבעת המלקחיים ולאחסן במכל סטרילי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך 500 מ&quot;ל כל אחד מתרבות בינונית ו0.1x 1.0x (בין אצבעות השינוי של מארק [MMR] או המלוח [MBS] של השינוי Barth; מתכונים ב15) והמסנן לעקר. אנו משתמשים באופן שגרתי MBS (1X = 88 המ&quot;מ NaCl, 1 mM KCl, 0.7 המ&quot;מ CaCl 2, 1 4 המ&quot;מ MgSO, 5 HEPES מ&quot;מ [pH 7.8], 2.5 המ&quot;מ 3 NaHCO). חנות ב 14-18 מעלות צלזיוס במשך חודשים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך 2% פתרון agarose במדיום התרבות (2 גרם אלקטרופורזה agarose בכיתה בינונית 100 מ&quot;ל 1X תרבות בבקבוק זכוכית פקק הברגה). חיטוי לפזר agarose. זה יכול להיות מאוחסן ב 4 מעלות צלזיוס במשך חודשים, וחמם במיקרוגל לנזל agarose כאשר הוא נחוץ הבא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעוד agarose הוא נוזלי, יוצק על 0.5 מ&quot;ל אל תחתיתו של כל אחד גם מצלחת התרבות 24 גם סטרילי. זה ימנע את explants יידבק לפלסטיק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעוד agarose הוא נוזלי, יוצק על 2-3 מ&quot;ל על תחתית 2-3 צלחות פטרי 60 מ&quot;מ, ומערבולת בעדינות כדי לוודא התחתון מכוסה. אלה ישמשו ככלי נתיחה וagarose מונע עוברים יידבקו לפלסטיק פעם הקרומים שלהם יוסרו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר agarose מתקרר ומתקשה, להבת קצה 6 &quot;פסטר פיפטה עד שהוא נמס לכדור, ולגעת בו בקלילות על פני השטח של agarose בכל באר של צלחת התרבות. זו תיצור שקע רדוד שלתוכו explant יוצב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממלא כל היטב של צלחת התרבות עם התרבות בינונית 1X סטרילי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר agarose מתקרר ומתקשה, למלא את צלחת הנתיחה עם מדיום התרבות מדולל (0.1x MMR או 0.1x MBS) כדי להקל על הפרדת blastomere. </li&gt; </ol> 2. בחירה עוברת <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השג ביצים מופרות ולהסיר ריבת המעיילים פי 15 פרוטוקולים סטנדרטיים. להעבירם למדיום 0.5X התרבות בצלחת פטרי 100 מ&quot;מימ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר עוברים מגיעים לשלב 2-התא, למיין את אלה שבתלם המחשוף 1 חוצה את האזור קל פיגמנט בחצי כדור החיה (איור 1) לצלחת נפרדת. אלה יהיו התורמים לexplants. שמור את העוברים שנותרו 2-הסלולריים בצלחת נפרדת ליד העוברים התורמים ברחבי ההליך לשרת כפקדי אחים לביים את explants. </li></ol> 3. הכנת explants <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח עוברים 5-10 בצלחת לנתיחה, אלא רק לעבוד על עובר אחד בכל פעם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם את העובר הראשון, כך ניתן לראות את קרום vitelline השקוף; הוא מופרד ברווח ברור (מרחב perivitelline) מעל פני השטח של קוטב החיים של העובר. שימוש בכוח חדדנ.ב. ביד subdominant של אחד (יד שמאל אם נמסר מימין), לתפוס את קרום vitelline מעל שטח perivitelline. באמצעותו מלקחיים מושחזים מצד השני, לתפוס את הממברנה הקרובה לקצה המלקחיים הראשון, ומשוך בעדינות בכיוונים מנוגדים כדי לקלף את הקרום משם. הפוך אחיזה הראשונית במרחק מהתא שהוא להיות גזור, כך שתא המטרה אינו פגום במהלך ההסרה של הקרום. אחד לא יכול להגיד שהקרום הוסר בגלל העובר יהיה לשטח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תפוס תא שכן אחד עם מלקחיים ביד subdominant ולהשתמש כתא זה &quot;ידית&quot; ולכן התא שנתח לא נגע באופן ישיר. עם מלקחיים ביד השנייה, משוך בעדינות את תאי השכנים שנותרו מן blastomere הרצוי. אם תאי קו אמצע, שחולקים את אותו גורל, ממוקדים, ניתן להסירם יחד כזוג. לבסוף, תנתח את התא &quot;הידית&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרם את blastomere (או זוג blastomere), עם סטרילי, זכוכית פיפטה פסטר, הימנעות בועות אוויר ויניקה מוגזמת. פיפטה יכולה להיות אש מלוטשת כדי להסיר קצוות חדים שיכול לגרום ניזק לתא, אבל לא באופן שגרתי שאנחנו עושים את זה. הנח את קצה פיפטה פסטר מתחת לפני השטח של מדיום התרבות בבאר של מנת תרבות explant, ועדינות לגרש blastomere. זה צריך להחליק לתוך השקע הרדוד על ידי כוח הכביד. אותו blastomere מעובר אחד או יותר ניתן לשלב explant אחת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על תהליך זה עם העוברים שנותרו בצלחת לנתיחה, אחד על האחד. לאחר כ 10 עוברים, מנת הנתיחה תהיה מלאה בפסולת תאית. כאשר זה קורה, לשנות לצלחת נתיחה טריה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחרי כל הניתוחים נעשים, לבדוק אם explants הם בשקעים הרדודים. אם לא, הם יכולים להיות דחף בעדינות לתוך הדיכאון עם לולאת שיער שעבר עיקור באתנול ואוויר היבש 70%. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כשעה לאחר הנתיחה האחרונה, להסיר surrou פסולתnding את explants הגליד עם סטרילי, זכוכית פסטר פיפטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תרבות צלחת explants ב14-20 מעלות צלזיוס בסמוך לצלחת פטרי המכיל אח, עוברי בקרה. עוברי אחים יציינו את שלב ההתפתחות של explants blastomere. </li></ol> 4. Explants קצירה לניתוח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקצור את explants כאשר האחים מגיעים לשלב ההתפתחותי הרצוי. explants אלה ישרוד היטב גם אם חלק מהתאים מתפורר. לכן, אם יש מסה חלקית בתרבות היטב, לחקור אותו בלולאת שיער או מלקחיים כדי לקבוע אם explant בריא הוא קבור בתוכו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרים explants בנפח קטן של תמיסת התרבות עם כוס פסטר פיפטה, ולגרש אותם בעדינות לחוצץ מתאים לבדיקה שתבוצע מקבע או תמוגה. </li></ol>

<ol>
	<li>Dale, L., Slack, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fate+map+of+the+32-cell+stage+of+Xenopus+laevis.">Fate map of the 32-cell stage of Xenopus laevis.</a> Development. 100, 279-295 (1987).</li><li>Masho, R., Kubota, H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developmental+fates+of+blastomeres+of+the+eight-cell+stage+Xenopus+embryo.">Developmental fates of blastomeres of the eight-cell stage Xenopus embryo.</a> Dev. Growth, Diff. 30, 347-359 (1988).</li><li>Moody, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fates+of+the+blastomeres+of+the+16-cell+stage+Xenopus+embryo.">Fates of the blastomeres of the 16-cell stage Xenopus embryo.</a> Dev. Biol. 119, 560-578 (1987).</li><li>Moody, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fates+of+the+blastomeres+of+the+32-cell+stage+Xenopus+embryo.">Fates of the blastomeres of the 32-cell stage Xenopus embryo.</a> Dev. Biol. 122, 300-319 (1987).</li><li>Moody, S. A., Kline, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Segregation+of+fate+during+cleavage+of+frog+(Xenopus+laevis)+blastomeres.">Segregation of fate during cleavage of frog (Xenopus laevis) blastomeres.</a> Anat. Embryol. 182, 347-362 (1990).</li><li>Takasaki, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fates+and+roles+of+the+presumptive+organizer+region+in+the+32-cell+embryos+in+normal+development+of+Xenopus+laevis.">Fates and roles of the presumptive organizer region in the 32-cell embryos in normal development of Xenopus laevis.</a> Dev. Growth, Diff. 29, 141-152 (1987).</li><li>Sullivan, S. A., Moore, K. B., Moody, S. A., Moody, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+20+Early+events+in+frog+blastomere+fate+determination.">Chapter 20 Early events in frog blastomere fate determination.</a> Cell Fate and Lineage Determination. , 297-321 (1999).</li><li>Moore, K. B., Moody, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal-vegetal+asymmetries+influence+the+earliest+steps+in+retinal+fate+commitment+in+Xenopus.">Animal-vegetal asymmetries influence the earliest steps in retinal fate commitment in Xenopus.</a> Dev. Biol. 212, 25-41 (1999).</li><li>Yan, B., Moody, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+competence+of+Xenopus+blastomeres+to+produce+neural+and+retinal+progeny+is+repressed+by+two+endo-mesoderm+promoting+pathways.">The competence of Xenopus blastomeres to produce neural and retinal progeny is repressed by two endo-mesoderm promoting pathways.</a> Dev. Biol. 305, 103-119 (2007).</li><li>Gallagher, B. C., Hainski, A. M., Moody, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autonomous+differentiation+of+dorsal+axial+structures+from+an+animal+cap+cleavage+stage+blastomere+in+Xenopus.">Autonomous differentiation of dorsal axial structures from an animal cap cleavage stage blastomere in Xenopus.</a> Development. 112, 1103-1114 (1991).</li><li>Hainski, A. M., Moody, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Xenopus+maternal+mRNAs+from+a+dorsal+animal+blastomere+induce+a+secondary+axis+in+host+embryos.">Xenopus maternal mRNAs from a dorsal animal blastomere induce a secondary axis in host embryos.</a> Development. 116, 347-3345 (1992).</li><li>Godsave, S. F., Slack, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+cell+analysis+of+mesoderm+formation+in+the+Xenopus+embryo.">Single cell analysis of mesoderm formation in the Xenopus embryo.</a> Development. 111, 523-530 (1991).</li><li>Hainski, A. M., Moody, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+activin-like+signal+activates+a+dorsal-specifying+RNA+between+the+8-+and+16-cell+stages+of+Xenopus.">An activin-like signal activates a dorsal-specifying RNA between the 8- and 16-cell stages of Xenopus.</a> Dev. Genetics. 19, 210-221 (1996).</li><li>Pandur, P. D., Moody, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+maternal+influences+on+dorsal-ventral+fate+of+Xenopus+animal+blastomeres.">Multiple maternal influences on dorsal-ventral fate of Xenopus animal blastomeres.</a> Dev. Dyn. 225, 581-587 (2002).</li><li>Sive, H. L., Grainger, R. M., Harland, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+Development+of+Xenopus+laevis.">Early Development of Xenopus laevis.</a> A Laboratory Manual. , (2000).</li><li>Sullivan, S. A., Akers, L., Moody, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=foxD5a,+a+Xenopus+winged+helix+gene,+maintains+an+immature+neural+ectoderm+via+transcriptional+repression+that+is+dependent+upon+the+C-terminal+domain.">foxD5a, a Xenopus winged helix gene, maintains an immature neural ectoderm via transcriptional repression that is dependent upon the C-terminal domain.</a> Dev. Biol. 232, 439-457 (2001).</li><li>Yan, B., Neilson, K. M., Moody, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FoxD5+plays+a+critical+upstream+role+in+regulating+neural+fate+and+onset+of+differentiation.">FoxD5 plays a critical upstream role in regulating neural fate and onset of differentiation.</a> Dev. Biol. 329, 80-95 (2009).</li><li>Vincent, J. -. P., Gerhart, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subcortical+rotation+in+Xenopus+eggs:+an+early+step+in+embryonic+axis+specification.">Subcortical rotation in Xenopus eggs: an early step in embryonic axis specification.</a> Dev. Biol. 123, 526-539 (1987).</li><li>Peng, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Appendix+A:+Solutions+and+Protocols.">Appendix A: Solutions and Protocols.</a> Methods in Cell Biology. 36, 657-662 (1991).</li><li>Klein, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+first+cleavage+furrow+demarcates+the+dorsal-ventral+axis+in+Xenopus+embryos.">The first cleavage furrow demarcates the dorsal-ventral axis in Xenopus embryos.</a> Dev. Biol. 120, 299-304 (1987).</li><li>Masho, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Close+correlation+between+the+first+cleavage+plane+and+the+body+axis+in+early+Xenopus+embryos.">Close correlation between the first cleavage plane and the body axis in early Xenopus embryos.</a> Dev. Growth Diff. 32, 57-64 (1990).</li></ol>

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

השלבים הקריטיים ביותר עבור culturing המוצלח של לסטומרים בודדים הם: 1) כשזיהו את blastomere עניין: 2) שמירה על תרבות סטרילי, בריאה, 3) תאים המפרקים בחלק הנכון של מחזור התא; ו4) פיתוח המדריך לצורך זריזות כדי למנוע הניזק במהלך נתיחה ולהעביר לתרבות טובה. <p class="jove_content" style=";text-align:right;direc...

עוברי Xenopus laevis כבר נוצל בהרחבה כדי לזהות את המנגנונים שבאמצעותם תאים עובריים לרכוש הגורלות הספציפיים שלהם, כי הביצים שלהם הן ​​גדולות מספיק כדי לאפשר גישות מייקרו. בנוסף, הם מפתחים חיצוניים ללא צורך בתוספים תזונתיים של מדיום התרבות, מכיוון שכל תא מכיל תאי היצע עשיר של טסיות חלמון המספקות חנות אנרגיה פנימית. נכס חשוב ללימוד המנגנונים שבאמצעותם גורל תא נקבע הוא הסדרה המקיפה של מפות גורל לסטומרים שלב הביקוע (מגיל 2 - באמצעות שלבים 32-תא) 1, 2, 3, 4, 5, 6. מפות אלה נבנו על ידי microinjecting מולקולת זיהוי לblastomere אחד מזוהה וניטור בהמשך פיתוח רקמות אשר מאוכלסות על ידי הצאצאים שהכותרת. מפות גורל עקביות הן אפשריות, כי צירי היסוד של העוברים ניתן לזהות באופן אמין באמברי רבמערכת הפעלה. ראשית, בכל עוברי סוג בר אונת החיה היא פיגמנט, ואילו בחצי הכדור הצמחי הוא לא. שנית, כניסתו של הזרע בהפריה גורמת להתכווצות של פיגמנטציה אונת הבהמה לצד הגחוני העתיד; בעוברים רבים הבדל פיגמנטציה ולכן ניתן להשתמש בו כדי להיפלות בין צדדי גב וגחון. שלישית, מחשוף התלם הראשון הקרוב למטוס באמצע sagittal ברוב העוברים, ולכן ניתן להשתמש בו כדי לזהות את הצדדים הימניים ושמאליים של העובר. מפות הגורל מסתמכות גם על העובדה שלעתים קרובות ביצים מופרות באופן טבעי לדבוק בדפוסים קבועים שהופכים כל blastomere זיהוי פני אוכלוסייה גדולה של עוברים. אמנם יש שונות בתוך ובין ציפורניה של ביצים לגבי דפוסי פיגמנטציה ומחשוף, תוך שימוש בהליכי בחירה מתוארת כאן מאפשר לתאים עם גורל שנקבע להיות מזוהים עם כ 90% דיוק. גורל תא ניתן להרתיעממוקש במהלך התפתחות עוברת במספר מנגנונים שונים. גורמים פנימיים, כגון mRNAs או חלבוני cytoplasmic ירושה באופן דיפרנציאלי, לתרום למספר היבטים של דפוסים מוקדמים. לדוגמה, mRNAs האימהי הספציפי לקבוע אילו תאים יתרמו לשורת הניבט, הפכו האנדודרם, או לתרום לציר הגוף הגבה (סקר ב7). גורמים חיצוניים הניתנים באופן מקומי על ידי תאים סמוכים או יותר מרחק ממרכז איתות עוברית, אחראים לגרימת סוגים ספציפיים של רקמות ודפוסים כמעט בכל מערכת איברים. דוגמאות למרכזי איתות כוללות מארגן / הצומת בgastrula שגורם לאקטודרם ודפוסים העצביים מזודרם, והאזור של קיטוב פעילות שדפוסי הציר קדמי-האחורי של ניצן הגפה. למרות שמפות גורל לזהות את הסימנים המקדימים של איברים השונים ולחשוף את נתיב התפתחות נלקח על ידי צאצאיהם בעובר הנורמלי, הם לא יכולים להבחין בין מהותייםוהשפעות חיצוניות על תאים אלה. הם גם לא לחשוף את הפוטנציאל ההתפתחותי המלא של תא, שצאצאיו להבחין בסביבה המורכבת האיתות של העובר. שתי גישות ניסיוניות יכולות לבדוק אם גורלו של תא נקבע על ידי גורמים פנימיים או בהמשך מושפע מגורמים חיצוניים: 1) השתלה של התאים למיקום רומן בעובר, או 2) הסרת התא מהעובר ואחרי התרבות ב היעדר אותות חיצוניים. שתי הגישות הניסיוניות שהיו אפשריות בXenopus כי התאים הם גדולים מספיק כדי להיות מופרד באופן ידני. לדוגמה, מחקרים רבים שמחקו תאים בודדים מעוברים (לשנות אינטראקציות תא סלולרי) או תאים מושתלים למיקומים חדשים בעוברים מארחים לבדיקת שינויי גורל (שנסקרו ב7, 8, 9). בנוסף, הגישה השנייה של explanting מספר קטן של תאים מאזורים שונים של העובר אניתרבות n כדי להבהיר אינטראקציות רקמות אינדוקטיביים בהיעדר גורמים אקסוגניים אפשרית, כי תאיו של עובר Xenopus מלאות בחנות תזונתית תאית, טסיות החלמון. לכן, הם יכולים להיות מתורבתים לכמה ימים במלח בינוני מוגדר ללא תוספת גורם תזונתית או צמיחה של מדיום התרבות. יש לנו להשתמש בגישה זו כדי להראות כי בעלי חי לסטומרים גב יש יכולת אוטונומית לייצר רקמות עצביות והגבו mesodermal בשל mRNAs ירש אימהי 10, 11, ואחרים הראו שהמפרט של מזודרם לסטומרים 32-סלולריים מסתמך על שניהם מידע פנימי וחיצוני 12 . יתרון של תאי culturing כexplants הוא שהמדיום יכול גם להשלימו עם גורמים המוגדרים איתות כדי לקבוע אילו תא לתא מסלול תקשורת עלולה להשפיע על גורלו של תא explanted 12, 13, 14. בנוסף, ניתן להזריק blastomere יחסי הציבורIOR לתרבות עם mRNA ליותר מ-Express גן, או עם oligonucleotides אנטי תחושה למנוע התרגום של mRNAs אנדוגניים. ניתוחים אלה, רווח והפסד, של הפונקציה יכולים לזהות אילו מולקולות נדרשות לגורל מתבטא בצורה אוטונומית. כדי לנתח את גורל explant, זיהוי של סוגי תאים מסוימים יכול להתבצע על ידי ביטוי גנטי סטנדרטי (למשל, כלאה באתר, RT-PCR) ומבחני immunocytochemical. פרוטוקול זה מספק, בדרך פשוטה, אך רבת עצמה כדי להבחין בין מנגנונים פנימיים וחיצוניים שקובעים איך תא עוברי מתפתח לרקמות ספציפיות.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם המגיב </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגים </td><td> תגובות (אופציונלי) </td></tr><tr><td> סרט שוחק אלומינה </td><td> תומאס מדעי </td><td> # 6775E-38 </td><td> כמובן (12 מיקרומטר), לתיקונים גדולים מלקחיים של טיפים </td></tr><tr><td> סרט שוחק אלומינה </td><td> תומאס מדעי </td><td> # 6775E-46 </td><td> בינוני (3 מיקרומטר), לחידוד עדין של קצות מלקחיים </td></tr><tr><td> סרט שוחק אלומינה </td><td> תומאס מדעי </td><td> # 6775E-54 </td><td> פיין (0.3 מיקרומטר), לליטוש של טיפי מלקחיים </td></tr><tr><td> מלקחיים: דומון, Dumoxel Biologie # 5 </td><td> כלי מדע פיין </td><td> # 11252-30 </td><td> לאלה יש את העצות העדינות שלא זקוק לחידוד בעת הרכישה הראשונה. עמיד לקורוזיה ולכן הם יכוליםלהיות autoclaved. </td></tr><tr><td> פתרון גנטמיצין </td><td> סיגמא </td><td> G1397 </td><td> הוסף לבינוני באותו יום כמו שימוש </td></tr></tbody></table>

blastomere explants to test for cell fate commitment during embryonic development

מפות גורל, שנבנו משושלת התחקות כל התאים של עובר, לחשוף אילו רקמות לרדת מכל תא של העובר. למרות שמפות גורל הן מאוד שימושיות לזיהוי המקדים של איבר והבהרת נתיב התפתחות שבאמצעותו את תאי הצאצא לאכלס איבר שבעובר הנורמלי, הם לא להמחיש את הפוטנציאל ההתפתחותי המלא של תא מבשר או לזהות את המנגנונים שבאמצעותם גורלו נקבע. כדי לבדוק את מחויבות גורל תא, אחד משווה רפרטואר הרגיל של תא של צאצאים בעובר ללא פגע (מפת הגורל) עם אלה הביעו אחרי מניפולציה ניסויית. האם גורלו של התא קבוע (מחויב) ללא תלות בסביבה התאית שמסביב, או שהוא השפיע עליו על ידי גורמים חיצוניים הניתנים על ידי שכנותיה? שימוש במפות הגורל המקיפות של עובר Xenopus, אנו מתארים כיצד לזהות, לבודד ומבשרי שלב ביקוע בודד תרבות, הנקרא blastoשכירי חרב. גישה זו מאפשרת לאדם להעריך אם התאים האלה מוקדם מחויבים לגורל שהם רוכשים בסביבת הרגילה שלהם בעובר ללא פגע, דורשים אינטראקציות עם תאי שכניהם, או יכולים להיות מושפע להביע גורלות חלופיים אם נחשפו לסוגים אחרים של אותות.

היכולת של assay זה במדויק על מנת להעריך את הפוטנציאל ההתפתחותי של התא מסתמכת על לחתוך רקמות blastomere הנכון מבוססות על הגורל 1 מפות, 2, 3, 4, 5, 6. לכן, חשוב לבחור עוברים עם דפוס פיגמנטציה הנכונה בשלב 2-התא, כפי שמודגם באיור 1, שלאחר מכן להתאים לדפוסי ביקוע רגילים, כפי...

Watch this Scientific Journal Video about Blastomere Explants to Test for Cell Fate Commitment During Embryonic Development at JoVE.com

Blastomere Explants to Test for Cell Fate Commitment During Embryonic Development

גורלו של תא עוברי אדם יכול להיות מושפע על ידי מולקולות ירושה ו / או על ידי אותות מתאים שכנים. ניצול מפות גורלו של עובר Xenopus שלב המחשוף, לסטומרים בודדים ניתן לזהות לתרבות בבידוד כדי להעריך את התרומה של מולקולות ירושה לעומת אינטראקציות תא סלולרי.

Explants Blastomere לבדיקת מחויבות גורל תא במהלך התפתחות עוברית

Fate maps, constructed from lineage tracing all of the cells of an embryo, reveal  which tissues descend from each cell of the embryo.  Although fate maps ...

blastomere-explants-to-test-for-cell-fate-commitment-during-embryonic

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Cell Biology

Biology

Unit 1

A Hierarchical Stem-Cell System: Blood Cell Formation

SCIENTISTS IN ACTION

15.2K Views.  The George Washington University. גורלו של תא עוברי אדם יכול להיות מושפע על ידי מולקולות ירושה ו / או על ידי אותות מתאים שכנים. ניצול מפות גורלו של עובר Xenopus שלב המחשוף, לסטומרים בודדים ניתן לזהות לתרבות בבידוד כדי להעריך את התרומה של מולקולות ירושה לעומת אינטראקציות תא סלולרי.

Video: Blastomere Explants to Test for Cell Fate Commitment During Embryonic Development

Methods for Precisely Localized Transfer of Cells or DNA into Early Postimplantation Mouse Embryos

Manipulation and culture of early mouse embryos is a powerful yet largely under-utilized technology enhancing the value of this model system. Conversely, cell culture has been widely used in developmental biology studies. However, it is important to determine whether in vitro cultured cells truly represent in vivo cell types. Grafting cells into embryos, followed by an assessment of their contribution during development is a useful method to determine the potential of in vitro cultured cells. In this study, we describe a method for grafting cells into a defined site of early postimplantation mouse embryos, followed by ex vivo culture. We also introduce an optimized electroporation method that uses glass capillaries of known diameter, allowing precise localization and adjustment of the number of cells receiving exogenous DNA with both high transfection efficiency and low cell death. These techniques, which do not require any specialized equipment, render experimental manipulations of the gastrulation and early organogenesis-stage mouse embryo possible, allowing analysis of commitment in cultured cell subpopulations and the effect of genetic manipulations in situ on cell differentiation.

We demonstrate a method for grafting cultured cells into defined sites of early mouse embryos to determine their in vivo potential. We also introduce an optimized electroporation method that uses glass capillaries of known diameter, allowing the precise delivery of exogenous DNA into a few cells in the embryos.

שיטות להעברת לוקליזציה דווקא של תאים או DNA לPostimplantation המוקדם עכבר עוברים

Manipulation and culture of early mouse embryos is a powerful yet largely under-utilized technology enhancing the value of this model system. Conversely, ...

Developmental Biology

Stem cell-like Xenopus Embryonic Explants to Study Early Neural Developmental Features In Vitro and In Vivo

Understanding the genetic programs underlying neural development is an important goal of developmental and stem cell biology. In the amphibian blastula, cells from the roof of the blastocoel are pluripotent. These cells can be isolated, and programmed to generate various tissues through manipulation of genes expression or induction by morphogens. In this manuscript protocols are described for the use of Xenopus laevis blastocoel roof explants as an assay system to investigate key in vivo and in vitro features of early neural development. These protocols allow the investigation of fate acquisition, cell migration behaviors, and cell autonomous and non-autonomous properties. The blastocoel roof explants can be cultured in a serum-free defined medium and grafted into host embryos. This transplantation into an embryo allows the investigation of the long-term lineage commitment, the inductive properties, and the behavior of transplanted cells in vivo. These assays can be exploited to investigate molecular mechanisms, cellular processes and gene regulatory networks underlying neural development. In the context of regenerative medicine, these assays provide a means to generate neural-derived cell types in vitro that could be used in drug screening.

Stem cell-like Xenopus Embryonic Explants to Study Early Neural Developmental Features In Vitro and In Vivo

In Xenopus embryos, cells from the roof of the blastocoel are pluripotent and can be programmed to generate various tissues. Here, we describe protocols to use amphibian blastocoel roof explants as an assay system to investigate key in vivo and in vitro features of early neural development.

כמו תא גזע<em&gt; Xenopus</em&gt; Explants העובריים לחקר תכונות המוקדמות עצבי התפתחותית<em&gt; במבחנה</em&gt; ו<em&gt; In vivo</em

Understanding the genetic programs underlying neural development is an important goal of developmental and stem cell biology. In the amphibian blastula, ...

Reprogramming Primary Amniotic Fluid and Membrane Cells to Pluripotency in Xeno-free Conditions

Autologous cell-based therapies got a step closer to reality with the introduction of induced pluripotent stem cells. Fetal stem cells, such as amniotic fluid and membrane mesenchymal stem cells, represent a unique type of undifferentiated cells with promise in tissue engineering and for reprogramming into iPSC for future pediatric interventions and stem cell banking. The protocol presented here describes an optimized procedure for extracting and culturing primary amniotic fluid and membrane mesenchymal stem cells and generating episomal induced pluripotent stem cells from these cells in fully chemically defined culture conditions utilizing human recombinant vitronectin and the E8 medium. Characterization of the new lines by applying stringent methods &#8211; flow cytometry, confocal imaging, teratoma formation and transcriptional profiling &#8211; is also described. The newly generated lines express markers of embryonic stem cells &#8211; Oct3/4A, Nanog, Sox2, TRA-1-60, TRA-1-81, SSEA-4 &#8211; while being negative for the SSEA-1 marker. The stem cell lines form teratomas in scid-beige mice in 6-8 weeks and the teratomas contain tissues representative of all three germ layers. Transcriptional profiling of the lines by submitting global expression microarray data to a bioinformatic pluripotency assessment algorithm deemed all lines pluripotent and therefore, this approach is an attractive alternative to animal testing. The new iPSC lines can readily be used in downstream experiments involving the optimization of differentiation and tissue engineering.

This protocol describes the reprogramming of primary amniotic fluid and membrane mesenchymal stem cells into induced pluripotent stem cells using a non-integrating episomal approach in fully chemically defined conditions. Procedures of extraction, culture, reprogramming, and characterization of the resulting induced pluripotent stem cells by stringent methods are detailed.

התכנות ראשי מי שפיר ו ממברנות התאים כדי Pluripotency בתנאים קסנו-חופשית

Autologous cell-based therapies got a step closer to reality with the introduction of induced pluripotent stem cells. Fetal stem cells, such as amniotic ...

Generating Chimeric Zebrafish Embryos by Transplantation

One of the most powerful tools used to gain insight into complex developmental processes is the analysis of chimeric embryos. A chimera is defined as an organism that contains cells from more than one animal; mosaics are one type of chimera in which cells from more than one genotype are mixed, usually wild-type and mutant. In the zebrafish, chimeras can be readily made by transplantation of cells from a donor embryo into a host embryo at the appropriate embryonic stage. Labeled donor cells are generated by injection of a lineage marker, such as a fluorescent dye, into the one-cell stage embryo. Labeled donor cells are removed from donor embryos and introduced into unlabeled host embryos using an oil-controlled glass pipette mounted on either a compound or dissecting microscope. Donor cells can in some cases be targeted to a specific region or tissue of the developing blastula or gastrula stage host embryo by choosing a transplantation site in the host embryo based on well-established fate maps.

A step-by-step guide to generating targeted chimeric zebrafish embryos by transplantation at the blastula or gastrula stage.

יצירת עוברים דג הזברה chimeric על ידי השתלה

One of the most powerful tools used to gain insight into complex developmental processes is the analysis of chimeric embryos. A chimera is defined as an ...

Adult and Embryonic Skeletal Muscle Microexplant Culture and Isolation of Skeletal Muscle Stem Cells

Cultured embryonic and adult skeletal muscle cells have a number of different uses. The micro-dissected explants technique described in this chapter is a robust and reliable method for isolating relatively large numbers of proliferative skeletal muscle cells from juvenile, adult or embryonic muscles as a source of skeletal muscle stem cells. The authors have used micro-dissected explant cultures to analyse the growth characteristics of skeletal muscle cells in wild-type and dystrophic muscles. Each of the components of tissue growth, namely cell survival, proliferation, senescence and differentiation can be analysed separately using the methods described here. The net effect of all components of growth can be established by means of measuring explant outgrowth rates. The micro-explant method can be used to establish primary cultures from a wide range of different muscle types and ages and, as described here, has been adapted by the authors to enable the isolation of embryonic skeletal muscle precursors.
Uniquely, micro-explant cultures have been used to derive clonal (single cell origin) skeletal muscle stem cell (SMSc) lines which can be expanded and used for in vivo transplantation. In vivo transplanted SMSc behave as functional, tissue-specific, satellite cells which contribute to skeletal muscle fibre regeneration but which are also retained (in the satellite cell niche) as a small pool of undifferentiated stem cells which can be re-isolated into culture using the micro-explant method.

The micro-dissected explants technique is a robust and reliable method for isolating proliferative skeletal muscle cells from juvenile, adult or embryonic muscles as a source of skeletal muscle stem cells. Uniquely, these cells have been clonally derived to produce skeletal muscle stem cell lines used for in vivo transplantation.

למבוגרים עובריים שרירי השלד Microexplant התרבות בידוד בתאי גזע שרירי השלד

Cultured embryonic and adult skeletal muscle cells have a number of different uses. The micro-dissected explants technique described in this chapter is a ...

Generation of Na&#239;ve Blastoderm Explants from Zebrafish Embryos

Due to their optical clarity and rapid development, zebrafish embryos are an excellent system for examining cell behaviors and developmental processes. However, because of the complexity and redundancy of embryonic signals, it can be challenging to discern the complete role of any single signal during early embryogenesis. By explanting the animal region of the zebrafish blastoderm, relatively na&#239;ve clusters of embryonic cells are generated that can be easily cultured and manipulated ex vivo. By introducing a gene of interest by RNA injection before explantation, one can assess the effect of this molecule on gene expression, cell behaviors, and other developmental processes in relative isolation. Furthermore, cells from embryos of different genotypes or conditions can be combined in a single chimeric explant to examine cell/tissue interactions and tissue-specific gene functions. This article provides instructions for generating zebrafish blastoderm explants and demonstrates that a single signaling molecule - a Nodal ligand - is sufficient to induce germ layer formation and extension morphogenesis in otherwise na&#239;ve embryonic tissues. Due to their ability to recapitulate embryonic cell behaviors, morphogen gradients, and gene expression patterns in a simplified ex vivo system, these explants are anticipated to be of great utility to many zebrafish researchers.

Zebrafish blastoderm explants are generated by isolating embryonic cells from endogenous signaling centers within the early embryo, producing relatively na&#239;ve cell clusters easily manipulated and cultured ex vivo. This article provides instructions for making such explants and demonstrates their utility by interrogating roles for Nodal signaling during gastrulation.

דור של מסלקי בלסטודרם נאיביים מעוברי דגי זברה

Due to their optical clarity and rapid development, zebrafish embryos are an excellent system for examining cell behaviors and developmental processes. ...

Analysis of Cell Differentiation, Morphogenesis, and Patterning During Chicken Embryogenesis Using the Soaked-Bead Assay

A multitude of genetic programs is activated during embryonic development that orchestrates cell differentiation to generate an astounding diversity of somatic cells, tissues, and organs. The precise activation of these genetic programs is regulated by morphogens, diffusible molecules that direct cell fate at different thresholds. Understanding how genetic activation coordinates morphogenesis requires the study of local interactions triggered by morphogens during development. The use of beads soaked in proteins or drugs implanted into distinct regions of the embryo enables studying the role of specific molecules in the establishment of digits and other developmental processes. This experimental technique provides information on the control of cell induction, cell fate, and pattern formation. Thus, this soaked bead assay is an extremely powerful and valuable experimental tool applicable to other embryonic models.

The soaked bead assay involves targeted delivery of test reagent at any developmental time point to study the regulation of cell differentiation and morphogenesis. A detailed protocol, applicable to any experimental animal model, for preparing three different types of soaked beads and implanting these in the interdigit of a chicken embryo is presented.

ניתוח התמיינות תאים, מורפוגנזה ותבניות במהלך עוברי עוף באמצעות בדיקת החרוזים המושרים

A multitude of genetic programs is activated during embryonic development that orchestrates cell differentiation to generate an astounding diversity of ...

Preparation of Single-Somite Explants from Zebrafish Embryos

The body axis of vertebrate embryos is periodically subdivided into 3D multicellular units called somites. While genetic oscillations and molecular prepatterns determine the initial length-scale of somites, mechanical processes have been implicated in setting their final size and shape. To better understand the intrinsic material properties of somites, a method is developed to culture single-somite explant from zebrafish embryos. Single somites are isolated by first removing the skin of embryos, followed by yolk removal and sequential excision of neighboring tissues. Using transgenic embryos, the distribution of various sub-cellular structures can be observed by fluorescent time-lapse microscopy. Dynamics of explanted somites can be followed for several hours, thus providing an experimental framework for studying tissue-scale shape changes at single-cell resolution. This approach enables direct mechanical manipulation of somites, allowing for dissection of the material properties of the tissue. Finally, the technique outlined here can be readily extended for explanting other tissues such as the notochord, neural plate, and lateral plate mesoderm.

<meta charset="utf8"></head><body>הכנת צמחים חד-סומיטיים מעוברי דג הזברה

We present a protocol for isolating single somites from zebrafish embryos, the dynamics of which can be followed in culture for several hours by fluorescence time-lapse microscopy, thus providing a methodology to quantify tissue-scale shape changes at single-cell resolution.

הכנת צמחים חד-סומיטיים מעוברי דג הזברה

The body axis of vertebrate embryos is periodically subdivided into 3D multicellular units called somites. While genetic oscillations and molecular ...

An Explant Assay for Assessing Cellular Behavior of the Cranial Mesenchyme

The central nervous system is derived from the neural plate that undergoes a series of complex morphogenetic movements resulting in formation of the neural tube in a process known as neurulation. During neurulation, morphogenesis of the mesenchyme that underlies the neural plate is believed to drive neural fold elevation. The cranial mesenchyme is comprised of the paraxial mesoderm and neural crest cells. The cells of the cranial mesenchyme form a pourous meshwork composed of stellate shaped cells and intermingling extracellular matrix (ECM) strands that support the neural folds. During neurulation, the cranial mesenchyme undergoes stereotypical rearrangements resulting in its expansion and these movements are believed to provide a driving force for neural fold elevation. However, the pathways and cellular behaviors that drive cranial mesenchyme morphogenesis remain poorly studied. Interactions between the ECM and the cells of the cranial mesenchyme underly these cell behaviors. Here we describe a simple ex vivo explant assay devised to characterize the behaviors of these cells. This assay is amendable to pharmacological manipulations to dissect the signaling pathways involved and live imaging analyses to further characterize the behavior of these cells. We present a representative experiment demonstrating the utility of this assay in characterizing the migratory properties of the cranial mesenchyme on a variety of ECM components.

The cranial mesenchyme undergoes dramatic morphogenic movements that likely provides a driving force for elevation of the neural folds1,2. Here we describe a simple ex vivo explant assay to characterize the cellular behaviors of the cranial mesenchyme during neurulation. This assay has numerous applications including being amenable to pharmacological manipulations and live imaging analyses.

Assay Explant להערכת התנהגות ניידת של mesenchyme הגולגולת

The central nervous system is derived from the neural plate that undergoes a series of complex morphogenetic movements resulting in formation of the ...

Explants Blastomere לבדיקת מחויבות גורל תא במהלך התפתחות עוברית

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

שיטות להעברת לוקליזציה דווקא של תאים או DNA לPostimplantation המוקדם עכבר עוברים

כמו תא גזע

התכנות ראשי מי שפיר ו ממברנות התאים כדי Pluripotency בתנאים קסנו-חופשית

יצירת עוברים דג הזברה chimeric על ידי השתלה

למבוגרים עובריים שרירי השלד Microexplant התרבות בידוד בתאי גזע שרירי השלד

דור של מסלקי בלסטודרם נאיביים מעוברי דגי זברה

ניתוח התמיינות תאים, מורפוגנזה ותבניות במהלך עוברי עוף באמצעות בדיקת החרוזים המושרים

הכנת צמחים חד-סומיטיים מעוברי דג הזברה

הכנת צמחים חד-סומיטיים מעוברי דג הזברה

Assay Explant להערכת התנהגות ניידת של mesenchyme הגולגולת