Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • Введение
  • протокол
  • Результаты
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Благодарности
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

Этот протокол обеспечивает экспериментальную основу для документирования физического воздействия цитоскелета на ядерную форму и внутренние безмембранные органеллы в системе ооцитов мыши. Фреймворк может быть адаптирован для использования в других типах ячеек и контекстах.

Аннотация

Основной проблемой в понимании причин женского бесплодия является выяснение механизмов, регулирующих развитие женских половых клеток, называемых ооцитами. Их развитие отмечено ростом клеток и последующим делением, двумя критическими фазами, которые подготавливают ооцит к слиянию со сперматозоидом для инициирования эмбриогенеза. Во время роста ооциты реорганизуют свою цитоплазму, чтобы расположить ядро в клеточном центре, что предсказывает успешное развитие ооцитов у мышей и людей и, таким образом, их эмбриогенный потенциал. Показано, что в мышиных ооцитах эта цитоплазматическая перестройка управляется цитоскелетом, деятельность которого порождает механические силы, возбуждающие, перемещающие и проникающие в ядро. Следовательно, эта передача цитоплазматической силы в нуклеоплазматическую настраивает динамику органелл, процессирующих ядерную РНК, известных как биомолекулярные конденсаты. Этот протокол обеспечивает экспериментальную основу для документирования с высоким временным разрешением влияния цитоскелета на ядро в пространственных масштабах в ооцитах мышей. В ней подробно описаны этапы и инструменты визуализации и анализа изображений, необходимые для оценки i) активности цитоскелета в цитоплазме ооцита, ii) возбуждения ядра ооцита на основе цитоскелета и iii) его влияния на динамику биомолекулярного конденсата в нуклеоплазме ооцита. Помимо биологии ооцитов, методы, разработанные здесь, могут быть адаптированы для использования в соматических клетках для аналогичной настройки ядерной динамики на основе цитоскелета в разных масштабах.

Введение

Ядерное позиционирование имеет важное значение для многих клеточных функций и функций развития 1,2,3,4,5. Женские половые клетки млекопитающих, называемые ооцитами, ремоделируют свою цитоплазму, чтобы расположить ядро в клеточном центре, несмотря на асимметричное деление по размеру, которое зависит от последующего смещения хромосомы6 (рис. 1). Такое центрирование ядра предсказывает успешное развитие ооцитов у мышей и человека 7,8 и, следовательно, их эмбриогенный потенциал (рис. 1).

Цитоплазматическое ремоделирование в ооцитах мышей обусловлено, прежде всего, цитоскелетом актомиозина9 (рис. 2). Его активность порождает механические силы, которые возбуждают, перемещают и проникают в ядро10 (рис. 2). Следовательно, эта передача цитоплазматической силы в нуклеоплазматическую настраивает динамику органелл, обрабатывающих ядерную матричную РНК, называемых ядерными спеклами11, одной из нескольких безмембранных органелл в ядре, известных как биомолекулярные конденсаты12, 13, 14, 15, 16 (рис. 2).

Визуализация в реальном времени сыграла решающую роль в расшифровке функциональных последствий ядерного возбуждения. Фильмы о миграции ядер в течение нескольких часов, а также фильмы с высоким временным разрешением актиновой сетки и объемной цитоплазмы в значительной степени способствовали разработке теоретической модели ядерного позиционирования, связывающей различныевременные масштабы9. Кроме того, видеозаписи цитоплазмы, контура ядра и ядерных компонентов с высоким временным разрешением, таких как хроматин и ядерные конденсаты, подчеркнули роль возбуждения ядра на основе цитоскелета на процессинг РНК и экспрессию генов в ооцитах мышей, соединяя различные пространственно-временные масштабы внутри клетки10,11. В целом, такой подход, основанный на визуализации в реальном времени, обеспечил первое обоснование, связывающее цитоскелетное возбуждение ядра с успехом развития ооцитов.

Протокол обеспечивает конвейер визуализации и анализа изображений, используемый для изучения передачи цитоплазматических сил (генерируемых в основном F-актином и частично микротрубочками) ядру и его внутренним компонентам в ооцитах мышей. Результатом этих экспериментов является захват континуума сил в пространственных масштабах, от цитоскелета в цитоплазме до ядерных недр, с помощью фильмов с высоким временным разрешением, как показано в двух недавних исследованиях10,11, которые установили связь между активными движениями цитоплазмы, флуктуациями контура ядра, а также движением и поверхностными флуктуациями одного типа ядерных биомолекулярных конденсатов: ядерные пятнышки. Тот же подход может быть применен и к другим модельным системам, в которых ожидается изменение цитоплазматических сил, например, в контексте злокачественныхраковых клеток.

протокол

Все эксперименты на животных проводились в соответствии с руководящими принципами Европейского сообщества и были одобрены Министерством сельского хозяйства Франции (разрешение No 75-1170) и Генеральным управлением исследований и инноваций (DGRI; Номер соглашения о ГМО DUO-5291). Мыши содержались в помещении для животных по 12-часовому циклу свет/темнота при температуре окружающей среды 22-24 °C и влажности 40%-50%. Здесь используются мыши женского пола OF1 (Oncins France 1, возраст от 8 до 12 недель) и самки C57BL/6 (возраст от 10 до 14 недель).

1. Сбор и подготовка ооцитов

  1. Соберите ооциты у мышей в возрасте от 8 до 14 недель, как описано впунктах 18 и19.
    1. Вкратце, сначала извлекают яичники у мышей, как в18 , в предварительно подогретую (37 °C) среду M2+бычий сывороточный альбумин (BSA) с добавлением 1 мкМ милринона19, который предотвращает возобновление мейоза в ооцитах.
    2. Пункция фолликулов яичников хирургическими иглами для высвобождения растущих ооцитов из антральных фолликулов (окончание роста ооцитов20).
    3. Соберите ооциты необходимого для экспериментов размера (растущие и/или полностью выращенные ооциты) с помощью микропипетки, специализированной для сбора ооцитов, перед промыванием и перемещением в посуду со свежей средой под минеральным маслом.
  2. Механически диссоциируют ооциты от антральных фолликулярных клеток путем пипетирования вверх-вниз и оставляют стабилизироваться в течение 1 ч в инкубаторе при 37 °C, прежде чем приступить к последующим экспериментальным этапам.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Ооциты хранятся при температуре 37 °C на всех этапах эксперимента. Для этого протокола были собраны самые крупные ооциты, которые являются полностью взрослыми.

2. Микроинъекция ооцитов

ПРИМЕЧАНИЕ: Для регистрации активности цитоскелета в цитоплазме используется визуализация в светлом поле в реальном времени. Таким образом, микроинъекция флуоресцентных маркеров не требуется, и протокол может быть возобновлен на шаге 3. Для получения изображения контура ядерного реактора был использован зонд Rango, отображающий метку YFP на N-конце и метку CFP на C-конце21,22. При визуализации в ооцитах с длиной волны 488 нм он мечет все ядро, за исключением ядрышка23, и демонстрирует очень четкие ядерные очертания. Для визуализации ядерных спеклов использовали SRSF2-GFP (NM_011358), маркер ядерных спеклов11. Эта же среда используется для сбора ооцитов, микроинъекций, комплементарной трансляции РНК и визуализации живых клеток.

  1. Линеаризуйте плазмиду Ранго с помощью плазмиды SfiI или SRSF2-GFP с ферментами рестрикции AgeI.
  2. Синтезируют кэпированные комплементарные РНК (кРНК) с помощью соответствующего набора для транскрипции in vitro в соответствии с промотором (T3 для Rango и T7 для SRSF2-GFP) и очищают их с помощью набора для очистки колонки, как описано ранее24.
    ПРИМЕЧАНИЕ: РНК полиаденилата SRSF2-GFP с использованием набора для полиаденилирования для повышения стабильности кРНК. Из-за различий в плазмидном каркасе используются два разных промотора.
  3. Измеряйте концентрацию кРНК с помощью микрообъемного спектрофотометра.
  4. Разбавляют кРНК Rango до 1000 нг/мкл и кРНК SRSF2-GFP до 600 нг/мкл в dH2O.
  5. Центрифугу кРНК аликвотируют при 4 °C в течение не менее 60 мин при 25 000 x g перед микроинъекцией.
  6. Вводят кРНК, кодирующие YFP-Rango или SRSF2-GFP, как описано в11,25, в цитоплазму ооцитов в среде M2+BSA+Milrinone с температурой 37 °C с помощью микроинъектора.
  7. Инкубируйте ооциты не менее 2 ч в питательной среде при 37 °C для трансляции кРНК.
  8. Поместить ооциты в мелкие (5 мкл) капли питательной среды на 35-миллиметровую чашку для культивирования тканей с крышкой и стеклянным дном, покрытым минеральным маслом. Помещайте по одному ооциту на каплю, чтобы избежать фотообесцвечивания соседних ооцитов.

3. Визуализация живых клеток

ПРИМЕЧАНИЕ: Ооциты живых мышей исследовали с помощью инвертированного конфокального микроскопа, оснащенного масляным иммерсионным объективом Plan-APO 40x/1,25 NA, моторизованной сканирующей декой, инкубационной камерой (37 °C), ПЗС-камерой, соединенной с колесом фильтра, и вращающимся диском. Изображения с высоким временным разрешением получаются с помощью программы Metamorph (далее — программное обеспечение для обработки изображений) в режиме потокового захвата.

  1. Откройте окно Acquisition (Получение ) программного обеспечения для работы с изображениями.
  2. Установите время экспозиции 500 мс, область камеры на Full Chip и биннинг на 1.
  3. На вкладке Получение задайте подсветку для нужного канала. Чтобы визуализировать цитоплазматическую активность, ооциты освещают проходящим светом. Чтобы визуализировать ядро, помеченное YFP-Rango или SRSF2-GFP, осветите ооциты с длиной волны возбуждения 491 нм.
  4. Для экспериментов с цитоплазматическим перемешиванием или YFP-Rango сосредоточьтесь на ядрышке ооцита, которое можно легко наблюдать в проходящем свете (рис. 3A). Будет приобретен один единственный самолет. Для экспериментов с ядерными спеклами сосредоточьтесь на каплях SRSF2-GFP (рис. 3C).
  5. На вкладке « Специальные » задайте параметры для оптимизации скорости сбора данных, как показано ниже.
    Затвор фотокамеры: открыт для экспонирования
    Режим очистки: CLEAR PRESEQUENCE
  6. Откройте окно Stream Acquisition (Захват потока) программного обеспечения для работы с изображениями. Задайте параметры потоковой передачи в соответствии с экспериментом. Для обоих исследований10,11 используйте параметры, описанные ниже.
    1. На вкладке Получение задайте следующие параметры.
      Режим сбора: Потоковая передача в ОЗУ
      Количество кадров: 480 (можно уменьшить до 240 кадров для уменьшения времени визуализации)
      Параметры камеры: получение изображений с частотой кадров
      Количество пропущенных кадров (Nb): 0
    2. На вкладке Digital Camera Controller Parameters (Параметры контроллера цифровой камеры ) задайте следующие параметры.
      Состояние камеры: HALT
      Режим затвора: НИКОГДА не открывать
      Режим очистки: CLEAR PRESEQUENCE
      Кол-во кадров в среднем: 1
      ПРИМЕЧАНИЕ 1: В потоковом режиме после установки времени экспозиции продолжительность видеосъемки определяется количеством кадров. Например, время экспозиции 500 мс и 480 кадров создают видеоролик продолжительностью 4 минуты. Предварительный просмотр может отображаться во время получения изображения.
  7. Настройте область интереса (ROI) вокруг объекта. Минимизация площади ROI сокращает время приобретения.
  8. Нажмите « Получить » в окне «Получение потока », чтобы запустить фильм.
  9. Сохранение фильма в виде файла .tif в конце съемки.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Для наблюдения за ядерными структурами во время видеосъемки с высоким временным разрешением ядерные зонды (YFP-Rango и SRSF2-GFP) должны иметь высокое отношение сигнал/шум, чтобы облегчить сегментацию объектов на дальнейших этапах анализа изображений. Профили экспрессии экзогенных SRSF2-GFP должны быть сопоставимы с эндогенными ядерными спекл-иммуноокрашиваниями (рис. 3C-D). Изменения в профилях экспрессии SRSF2-GFP по сравнению с эндогенным окрашиванием могут отражать высокие дозы инъекции и трансляции кРНК26 (рис. 3C-D).

4. Анализ изображений: цитоплазматическое перемешивание

ПРИМЕЧАНИЕ: Цитоплазматическое перемешивание, отражающее интенсивность актин-скелетной активности в ооцитах, определяется с помощью корреляционного анализа изображений с использованием программного обеспечения из предыдущей публикации лаборатории9 и доступной на27. Программное обеспечение измеряет, насколько сохраняется интенсивность пикселей между последовательными изображениями. Результатом является потеря корреляции между изображениями во времени, начиная с 1 и экспоненциально уменьшаясь со временем, как в9.

  1. Выровняйте необработанные интервальные изображения (Δt=0,5 с) с помощью плагина Fiji StackReg (Plugins>StackReg). Для установки плагина StackReg28 включите обновление BIG-EPFL site29 для получения доступа к плагину.
  2. Рассчитайте корреляции яркопольных изображений в 3-4 цитоплазматических областях размером ~300мкм2 , выполнив следующие действия.
    1. Обрезайте регионы и сохраняйте их как отдельные видеофайлы. Откройте окно Терминал.
    2. Введите oocyte, нажмите клавишу пробела , а затем нажмите клавишу Enter. Появится окно под названием Signal and Slot (Сигнал и слот). Выберите обрезанные видеофайлы, которые будут анализироваться.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Одновременно можно выбрать несколько фильмов.
  3. Приложение возвращает файлы в той же папке, что и фильмы. Генерируются три разных файла с расширениями .csv, .eps и .xls. Файл .xls содержит данные для построения графиков корреляции для одного региона. Средние значения корреляции из разных областей в ячейке.
  4. Для наглядности преобразуйте конечные значения корреляции, вычитая значение каждой временной точки из 1, чтобы получить инвертированную экспоненциальную кривую, как показано на рисунке 11.

5. Анализ изображений: цитоплазматические векторные карты

ПРИМЕЧАНИЕ: Векторные карты цитоплазматических ооцитов мыши были сгенерированы с помощью плагина30 Spatiotemporal Image Correlation Spectroscopy (STICS), ранее реализованного для обнаружения цитоплазматических потоков в ооцитах мышей31 на Фиджи 32 и доступного на 33. Карты показывают величину и направление скорости цитоплазматического потока, как нарисунках 9 и11.

  1. Преобразование светлых интервальных изображений (Δt=0,5 с) в 32-битный формат.
  2. Выровняйте изображения с помощью плагина Fiji StackReg в разделе «Плагины» > StackReg и выберите трансформацию «Твердое тело ».
  3. С помощью стека плагинов вычитание скользящей средней jru v2 (в инструментах Detrend пакета плагинов STICS) избавьтесь от неподвижных структур в мувике, вычитая усредненное по времени изображение мувика. Установите флажки « Вычесть статическое среднее » и «Вывести вложенный стек», выберите «Поддерживать пространственное среднее » и установите период на 5.
  4. Нарисуйте ROI вокруг ооцита, исключив кору головного мозга, чтобы избежать пограничных эффектов плагина.
  5. Запустите плагин STICS map jru V2 (в инструментах ICS) с размером подобласти 32 пикселя, размером шага 16 пикселей, временным сдвигом STICS 3, смещениями X и Y 0, множителем скорости 8, порогом величины 0 и флажками Normalize Vector Length, Center Vectors, Output Velocities и Use Movie Mask.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Плагин генерирует карту ооцита в формате .tif, отображая цитоплазматические потоки в виде векторов с цветами, обозначающими амплитуды потока, как в9 и11, и файл excel с измеренными скоростями потока.

6. Анализ изображений: флуктуации контуров ядра

ПРИМЕЧАНИЕ: Флуктуации контура ядра, отражающие перемешивание ядерной мембраны, могут быть определены по видеозаписям ядер, помеченных YFP-Rango (рис. 4A, C). Для анализа изображений на предмет флуктуаций контуров ядерных реакторов требуется Fiji и установка плагинов StackReg (включить сайт обновления BIG-EPFL29 для получения доступа к плагину StackReg), PureDenoise34 и Ovocyte_nucleus. Плагин StackReg выполняет регистрацию изображений для коррекции возможного глобального движения. Плагин PureDenoise удаляет шум многомерных изображений, искаженных смешанным шумом Пуассона-Гаусса, и сглаживает контур ядра. Плагин Ovocyte_nucleus порогирует сигнал и заполняет отверстие, соответствующее ядрышку, чтобы создать бинарную маску ядра, выровнять ее с помощью StackRreg и вычислить расстояние r от центроида маски ядра до окружности маски для всех углов θ (θ° от 0° до 360° с шагом 1°), как показано на рисунке 4. Все коды для этих плагинов можно найти по адресу 35.

  1. На Фиджи в меню Plugins > CIRB > Verlhac выберите Ovocyte Nucleus Shape.
  2. В диалоговом окне выполните следующий выбор.
    1. Выберите папку, содержащую фильмы для анализа.
    2. Выберите угол θ (можно выбрать значение от 1° до 360° и значение 1° было использовано для оптимального разрешения контура), поля для обрезки (рекомендуется 5 мкм, чтобы сохранить все ядро).
    3. Выберите калибровку XY и интервал времени. Нажмите кнопку ОК.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Результаты предоставляются в виде .xls файлов в папке «Исходящие» в папке, содержащей исходные фильмы. В этом файле отображаются все измеренные радиусы r для каждого времени времени t и каждого угла θ. Пример выходного файла приведен в Дополнительной таблице 1. Папка out также содержит видеоролик с маской ядра.
  3. Используя электронную таблицу, вычислите средний радиус R по всем временным точкам t для каждого заданного угла θ. Это позволяет построить график средней формы во времени (рис. 4B). Пример см. в Дополнительной таблице 2.
  4. Для каждого t и θ вычтите средний радиус R во времени из радиуса r. Дисперсия (r-R)2 является мерой флуктуаций ядерной оболочки.
  5. Вычислить среднее значение флуктуаций для всех точек времени t и всех углов θ для каждого ядра и, в конечном итоге, для всех ядер из одного условия.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Когда форма ядер значительно изменяется, например, в случае разрушения цитоскелета, ядра, помеченные YFP-Ранго, поворачивают на Фиджи, чтобы сориентировать гладкую часть вверх и инвагинацию вниз, прежде чем приступить к анализу флуктуаций ядерных контуров, как показано нарисунке 10.

7. Анализ изображений: Движения ядерных спеклов (диффузионная динамика)

ПРИМЕЧАНИЕ: Анализ движения ядерных спеклов позволяет определить тип динамики (управляемая, диффузионная или ограниченная) этих органелл по их трекам.

  1. Выберите изображения ооцитов, экспрессирующих капли SRSF2-GFP, которые в основном движутся по оси X-Y.
  2. Коррекция для обесцвечивания покадровых изображений ооцитов, экспрессирующих SRSF2-GFP, с использованием метода сопоставления гистограмм на Фиджи (Image > Adjust > Bleach Correction).
  3. Выровняйте изображения с помощью плагина Fiji StackReg.
  4. Отслеживайте центры капель SRSF2-GFP с помощью плагина Fiji Manual Tracking (Плагины > отслеживания > ручного отслеживания). Нажмите «Добавить дорожку », чтобы начать отслеживание, и нажмите «Завершить трек », когда закончите. Не активируйте коррекцию центрирования.
  5. Скопируйте треки в файл электронной таблицы, чтобы продолжить расчет среднеквадратичных смещений (MSD), как показано на рисунке 11, и вычислите временные значения MSD из каждых 20 секунд траекторий капель.
  6. Аппроксимация кривых (msd(t) = beta x tα) с помощью метода Нелдера-Мида с использованием программного обеспечения R для оценки показателя диффузии альфа (α).
  7. Измерьте эффективный коэффициент диффузии, чтобы иметь возможность сравнивать различные условия, поскольку ожидается, что диффузия будет аномальной (α< 1).
  8. Вычислите эффективный коэффициент диффузии Deff по линейной аппроксимации (альфа=1) на 40 первых точках (20 с) временной кривой MSD и нормализуйте по размеру капель (Deff в мкм2/с x 3/2 πr в мкм).

8. Анализ изображений: флуктуации поверхности ядерных спеклов

ПРИМЕЧАНИЕ: Эволюция контура ядерного спекла во времени, считывание передачи активной силы на эти органеллы, было измерено с помощью специально разработанного плагина Radioak36 для использования на Фиджи и доступно на37. Плагин извлекает значения радиусов заданной выделения для всех углов вокруг центра выделения. Изменение формы во времени измерялось путем сравнения значения радиуса относительно его среднего значения для каждого угла. Плагин позволяет количественно оценить колебания формы и предлагает возможность визуализировать эту динамику. Чтобы установить его, скачайте Radioak_.jar файл и поместите его в папку plugins Fiji. Перезапустите Фиджи. Этот плагин представляет собой обновленную версию плагина, используемого для анализа флуктуаций контуров ядерных реакторов, описанных выше, и реализации сопоставимого трубопровода.

  1. В потоковых видеороликах с каплями SRSF2-GFP выбирайте более крупные капли сопоставимых размеров (радиус ~2,5 мкм).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Если капли слишком малы, недостаточное разрешение приведет к измерениям аберрантных флуктуаций поверхности.
  2. Обрежьте интервальные изображения капель продолжительностью 15 с (Δt = 0,5 с), нарисовав прямоугольник вокруг капли, и выберите Изображение > Обрезать (рис. 5).
  3. Выровняйте изображения с помощью плагина Fiji StackReg в разделе «Плагины» > StackReg и выберите трансформацию «Твердое тело ».
  4. Сглаживание изображения для удаления шума вокруг капли с помощью параметра «Сглаживание Фиджи» в разделе «Обработать».
  5. Создайте двоичную маску дроплета, используя опцию «Преобразовать в маску» на Фиджи в разделе «Обработать > двоичный файл». Используйте метод Default и Dark для фона (рисунок 5).
  6. Проанализируйте сгенерированную двоичную маску капель с помощью опции «Анализировать частицы » на Фиджи в разделе «Анализ», выберите «Очистить результаты » и «Добавить в менеджер » и сохраните область интереса (ROI) в RoiManager (More > Save) в формате zip для чтения Radioak. Окупаемость инвестиций должна быть сохранена в папке под названием contours в той же папке фильмов, в файлах с именем imagename_UnetCortex.zip чтобы каждый фильм был найден Radioak.
  7. В меню Fiji Plugins > CIRB > Radioak выберите Get Radii для обработки только одного фильма или Do One Folder для анализа всех фильмов из одной папки.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Появится окно для выбора номера угла и масштаба. Радиоак был запущен с шагом угла 1° от 0° до 360° (ввод 360) и извлечены значения радиусов.
  8. Выберите фильм или папку, содержащую фильмы для анализа. Результаты предоставляются в виде .xls файлов (по одному для каждого фильма) в каталоге radioakres в папке, содержащей исходные фильмы. В каждом файле отображаются все измеренные радиусы r (в мкм, если параметр масштаба был заполнен) для каждого времени t (в срезе) и каждого угла (в радианах; Рисунок 5; см. пример .xls выходных данных в Дополнительной таблице 3).
  9. В электронной таблице вычислите средний радиус R по всем временным точкам t для каждого заданного угла (см. пример в дополнительной таблице 4). Это позволяет построить график средней формы во времени.
  10. Постройте график дисперсии (r-R)2 вмкм2 , которая соответствует мере флуктуаций поверхности капель.

Результаты

На рисунке 3 показаны примеры типичного полностью выращенного ооцита (рис. 3A), нуклеоплазма в полностью взрослом ооците экспрессирует YFP-Rango (рис. 3B), нуклеоплазма в полностью взрослом ооците экспрессирует правильный (левая панель;

Обсуждение

Ключевые шаги в этом протоколе включают правильную микроинъекцию ооцитов, не влияющую на их выживание или нормальную функцию 9,10,11, а также микроинъекции заранее определенных количеств кРНК, которые позволят правильно визуализировать...

Раскрытие информации

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

Благодарности

A.A.J. и M.A. были соавторами рукописи, и все соавторы оставили комментарии к рукописи. M.A. поддерживается CNRS и "Projet Fondation ARC" (PJA2022070005322).A.A.J. поддерживается Fondation des Treilles, Fonds Saint-Michel и Fondation du Collège de France.

Материалы

NameCompanyCatalog NumberComments
Bovine Serum Albumin (BSA)Sigma A3311
CSU-X1-M1 spinning diskYokogawa
DMI6000B microscope Leica
Femtojet microinjectorEppendorf
Fiji
Filter wheelSutter Instruments Roper Scientific
FluorodishWorld Precision InstrumentsFD35-100
Metamorph software Universal Imaging, version 7.7.9.0
Mineral oilSigma AldrichM8410-1L
NanoDrop 2000 Thermo Scientific
OF1 and C57BL/6 mice Charles River Laboratories
Poly(A) Tailing kit Thermo FisherAM1350
Retiga 3 CCD camera QImaging
RNAeasy kit Qiagen74104
SC35 antibodyAbcamab11826Nuclear speckle antibody; mouse IgG1 anti-SRSF2/SC35 (1:400)
SRSF2-GFP plasmid  OriGene TechnologiesMG202528NM_011358
Stripper Micropipette XLAB Solutionsspecialized for oocyte collection
T3 mMessage mMachineThermo FisherAM1384 
T7 mMessage mMachine Thermo FisherAM13344
Thermostatic chamberLife Imaging Service
Windows ExcelWindows

Ссылки

  1. Quinlan, M. E. Cytoplasmic Streaming in the Drosophila Oocyte. Annual Rev Cell Developl Biol. 32, 173-195 (2016).
  2. Goldstein, R. E., van de Meent, J. W. A physical perspective on cytoplasmic streaming. Interface Focus. 5 (4), 20150030 (2015).
  3. Gundersen, G. G., Worman, H. J. Nuclear positioning. Cell. 152 (6), 1376-1389 (2013).
  4. Metzger, T. MAP and kinesin-dependent nuclear positioning is required for skeletal muscle function. Nature. 484 (7392), 120-124 (2012).
  5. Roman, W. Muscle repair after physiological damage relies on nuclear migration for cellular reconstruction. Science. 374 (6565), 355-359 (2021).
  6. Almonacid, M., Terret, M. E., Verlhac, M. H. Control of nucleus positioning in mouse oocytes. Semin Cell Develop Biol. 82, 34-40 (2018).
  7. Brunet, S., Maro, B. Germinal vesicle position and meiotic maturation in mouse oocyte. Reproduction. 133 (6), 1069-1072 (2007).
  8. Levi, M., Ghetler, Y., Shulman, A., Shalgi, R. Morphological and molecular markers are correlated with maturation-competence of human oocytes. Hum Reprod. 28 (9), 2482-2489 (2013).
  9. Almonacid, M., et al. Active diffusion positions the nucleus in mouse oocytes. Nat Cell Biol. 17 (4), 470-479 (2015).
  10. Almonacid, M., et al. Active fluctuations of the nuclear envelope shape the transcriptional dynamics in oocytes. Dev Cell. 51 (2), 145-157 (2019).
  11. Al Jord, A., et al. Cytoplasmic forces functionally reorganize nuclear condensates in oocytes. Nat Commun. 13 (1), 5070 (2022).
  12. Shin, Y., Brangwynne, C. P. Liquid phase condensation in cell physiology and disease. Science. 357 (6357), eaaf4382 (2017).
  13. Banani, S. F., Lee, H. O., Hyman, A. A., Rosen, M. K. Biomolecular condensates: organizers of cellular biochemistry. Nat Rev. Mol Cell Biol. 18 (5), 285-298 (2017).
  14. Lyon, A. S., Peeples, W. B., Rosen, M. K. A framework for understanding the functions of biomolecular condensates across scales. Nat Rev. Mol Cell Biol. 22 (3), 215-235 (2021).
  15. Gordon, J. M., Phizicky, D. V., Neugebauer, K. M. Nuclear mechanisms of gene expression control: pre-mRNA splicing as a life or death decision. Curr Opin Genet Dev. 67, 67-76 (2021).
  16. Barutcu, A. R. Systematic mapping of nuclear domain-associated transcripts reveals speckles and lamina as hubs of functionally distinct retained introns. Mol Cell. 82 (5), 1035-1052.e9 (2022).
  17. Guo, M. Probing the stochastic, motor-driven properties of the cytoplasm using force spectrum microscopy. Cell. 158 (4), 822-832 (2014).
  18. Verlhac, M. H., Kubiak, J. Z., Clarke, H. J., Maro, B. Microtubule and chromatin behavior follow MAP kinase activity but not MPF activity during meiosis in mouse oocytes. Development. 120 (4), 1017-1025 (1994).
  19. Reis, A., Chang, H. Y., Levasseur, M., Jones, K. T. APCcdh1 activity in mouse oocytes prevents entry into the first meiotic division. Nat Cell Biol. 8 (5), 539-540 (2006).
  20. El-Hayek, S., Clarke, H. J. Control of oocyte growth and development by intercellular communication within the follicular niche. Results Probl Cell Differ. 58, 191-224 (2016).
  21. Dumont, J. A centriole- and RanGTP-independent spindle assembly pathway in meiosis I of vertebrate oocytes. J Cell Biol. 176 (3), 295-305 (2007).
  22. Kaláb, P., Pralle, A., Isacoff, E. Y., Heald, R., Weis, K. Analysis of a RanGTP-regulated gradient in mitotic somatic cells. Nature. 440 (7084), 697-701 (2006).
  23. Lafontaine, D. L. J., Riback, J. A., Bascetin, R., Brangwynne, C. P. The nucleolus as a multiphase liquid condensate. Nat Rev. Mol Cell Biol. 22 (3), 165-182 (2021).
  24. Terret, M. E., et al. DOC1R: a MAP kinase substrate that control microtubule organization of metaphase II mouse oocytes. Development. 130 (21), 5169-5177 (2003).
  25. Dumont, J., Verlhac, M. H. Using FRET to study RanGTP gradients in live mouse oocytes. Methods Mol Biol. 957, 107-120 (2013).
  26. McSwiggen, D. T., Mir, M., Darzacq, X., Tjian, R. Evaluating phase separation in live cells: diagnosis, caveats, and functional consequences. Gene Develop. 33 (23-24), 1619-1634 (2019).
  27. . OOCytes Available from: https://github.com/Carreau/OOCytes (2014)
  28. Thévenaz, P., Ruttimann, U. E., Unser, M. A pyramid approach to subpixel registration based on intensity. IEEE transactions on image processing. 7 (1), 27-41 (1998).
  29. . ImageJ Available from: https://imagej.github.io/update-sites/big-epfl (2023)
  30. Hebert, B., Costantino, S., Wiseman, P. W. Spatiotemporal image correlation spectroscopy (STICS) theory, verification, and application to protein velocity mapping in living CHO cells. Biophys J. 88 (5), 3601-3614 (2005).
  31. Yi, K., et al. Dynamic maintenance of asymmetric meiotic spindle position through Arp2/3-complex-driven cytoplasmic streaming in mouse oocytes. Nat Cell Biol. 13 (10), 1252-1258 (2011).
  32. Schindelin, J., et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nat Methods. 9, 676-682 (2012).
  33. . Stowers ImageJ Plugins Available from: https://research.stowers.org/imagejplugins/ (2023)
  34. Luisier, F., Vonesch, C., Blu, T., Unser, M. Fast interscale wavelet denoising of Poisson-corrupted images. Signal Process. 90 (2), 415-427 (2010).
  35. . Ovocyte_Nucleus Available from: https://github.com/orion-cirb/Ovocyte_Nucleus (2023)
  36. Letort, G. . gletort/ImageJFiles: GLijplugs_v0.2.0. , (2022).
  37. . ImageJFiles Available from: https://github.com/gletort/ImageJFiles/tree/master/radioak (2023)
  38. Chu, F. Y., Haley, S. C., Zidovska, A. On the origin of shape fluctuations of the cell nucleus. Proc Natl Acad Sci U S A. 114 (39), 10338-10343 (2017).
  39. Caragine, C. M., Haley, S. C., Zidovska, A. Surface fluctuations and coalescence of nucleolar droplets in the human cell nucleus. Phys Rev Lett. 121 (14), 148101 (2018).
  40. Introini, V., Kidiyoor, G. R., Porcella, G., Cicuta, P., Cosentino Lagomarsino, M. Centripetal nuclear shape fluctuations associate with chromatin condensation in early prophase. Commun Biol. 6 (1), 1-11 (2023).
  41. Boija, A., Klein, I. A., Young, R. A. Biomolecular condensates and cancer. Cancer Cell. 39 (2), 174-192 (2021).

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

JoVE203

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Исследования

Образование

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены