Yazarlar yazının yorumları için Jeffrey Farrell, James Gagnon, ve Jennifer Bergmann teşekkür etmek istiyorum. KWR FDAP testinin geliştirilmesi sırasında Ulusal Bilim Vakfı Lisansüstü Araştırma Bursu Programı tarafından desteklenmiştir. Bu çalışma AFS NIH hibe yoluyla ve Alman Araştırma Vakfı (Emmy Noether Programı), Max Planck Kurumu ve PM İnsan Frontier Bilim Programı (Kariyer Geliştirme Ödülü) hibe ile desteklenmiştir.

1. Bir Photoconvertible Fusion Construct ve Damariçi dechorionated Zebra balığı Embriyolar Yaratma <ol><li> Daha sonra Müller ve ark., 2012, 19 olarak füzyon proteinini kodlayan başlıklı mRNA üretmek için, in vitro transkripsiyon kullanın yeşilden kırmızı photoconvertible protein (Tartışma) füzyonlanan ilgi konusu bir proteini ihtiva eden bir fonksiyonel yapı oluşturur. </li><li> Tek hücre aşamasında yaklaşık 30 zebra balığı embriyoların chorions kaldırmak için pronase kullanın. Seçenek olarak ise, el forseps 28 kullanılarak embriyolar dechorionate. Not: Embriyolar daha sonra görüntüleme için dechorionated gerekir. Arzu edildiği takdirde, embriyolar görüntüleme hemen önce, daha sonra koryon enjekte edilmiş ve dechorionated edilebilir. <ol><li> Standart Zebra balığı embriyo orta 19 Streptomyces griseus gelen Pronaz bir 5 mg / ml stok solüsyonu olun. 10 dk proteaz eritmek için izin için hafifçe oda sıcaklığında çözüm Kaya. Kısım 2 m,-20 ° C&#39;de mikrosantrifüj tüplerine L ve dondurularak. </li><li> ~ 8 mi embriyo orta ihtiva eden bir 5 cm çapında bir cam ya da agaroz kaplı plastik Petri tabağına aktarın tek hücreli aşamada embriyolar. Çanak çözülmüş Pronaz stok çözeltisi 2 ml ilave edilir ve 5-10 dakika boyunca oda sıcaklığında inkübe edilir. </li><li> Dechorionated embriyolar yırtılmasına neden olur biriyle temas gibi, hava veya plastik embriyolar maruz bırakmayın. Embriyo ortamı ile 200 ml&#39;lik bir cam beher. Orta daldırarak ise Petri kabı eğerek beher embriyolar transfer. </li><li> Embriyolar beher altına yerleşmiş sonra, daha sonra beher içine taze embriyo orta dökün, embriyo orta çoğu dökmek. beher içine boşaltılarak orta hafif dönen embriyolar zayıflamış chorions kaybetmenize neden olur. </li><li> Adımı yineleyin 1.2.4. </li></ol></li><li> Bir Alevli ucu bir cam Pasteur pipet kullanarak bir agaroz kaplı enjeksiyon çanak 29 dechorionated embriyolar transfer. Yananpipet yaralandı embriyolar tırtıklı kenarları engeller. </li><li> (Şekil 1B, önerilen mRNA ve Alexa488-dekstran tutarlar için Tartışma) mRNA ve 3 kDa Alexa488-dekstran konjuge 29,30 Eş-enjekte. Bölünme başlar kez bile mRNA dağılımını ve floresan boya sağlamak için hücrenin (değil sarısı) merkezine doğrudan enjekte edilir. Not: Alexa488 sinyal hücre içi ve hücre dışı floresan ayırt etmek için bölmeli maskeleri oluşturmak için veri analizi sırasında kullanılan olacaktır. </li><li> Embriyo maddesi ile dolu bir altı-çukurlu, plastik çanak 1-2% agaroz kaplı oyuk transfer enjekte embriyolar. Embriyolar geç küre sahne 31 (yaklaşık 5 saat sonra döllenme) ulaşana kadar 28 ° C&#39;de karanlıkta inkübe edin. Steromikroskopla embriyolar her biri 2 saat kontrol edin ve ölen embriyolar tarafından oluşturulan herhangi bir enkaz kaldırmak. </li></ol> 2. P Zebra balığı Embriyolar MontajBir Ters Konfokal Mikroskop üzerinde hotoconversion ve Görüntüleme <ol><li> 04:59 sağlıklı embriyolar tespit ve çanak bunları kaldırmak için bir Alevli ucu ile bir cam Pasteur pipet kullanmak için Stereomikroskopta kullanın. </li><li> Yavaşça 1x Danieau embriyo orta eridi% 1 düşük erime noktası agaroz ~ 1 ml içeren bir mikrosantrifüj tüp içine embriyolar çıkarmak (Şekil 2A) (Malzemeler Listesi bakınız). Not: Agaroz, 40 ve 42 ° C arasındaki bir sıcaklığa sahip olmalıdır; yüksek sıcaklıklar embriyolar zarar verebilir. </li><li> Bazı agaroz ile birlikte geri pipet içine embriyolar çizin. Yavaşça bir cam alt çanak (Şekil 2B) kapak camına agaroz ve embriyolar çıkarmak. Kapak cam kalınlığı konfokal mikroskop hedefi ile uyumlu olduğundan emin olun. <ol><li> İsterseniz cam pipet yeniden kullanın. Pipet dışarı kalan agaroz temizlemek ve yukarı ve aşağı hızla tıkanma, pipet embriyo orta önlemek için.Aşağıdaki Bu amaçla stereomikroskop embriyo ortamının ~ 5 ml ile dolu bir 15 ml&#39;lik tüp yerleştirin. </li></ol></li><li> Hayvan kutup (blastoderm) cam kapak bakacak şekilde embriyolar konumlandırmak için bir metal prob kullanın. Agaroz 20-30 saniye içinde katılaşmaya beri hızla çalışın. Embriyolar &#39;pozisyonları izlemek ve agaroz sertleşir kadar gerekli yeniden ayarlamak için stereomikroskopta kullanın. </li><li> Embriyo istenilen sayıda monte edilene kadar tekrarlayın 2,1-2,4 adımları. Not: Tipik bir deneyde, dört ya da beş embriyolar her içeren dört agaroz damla kapak camına kolayca uyum sağlayacaktır. Yaklaşık 16 embriyolar tek ideal bir deneyde (Şekil 2C) sırasında görüntülenebilir. </li><li> Agaroz katılaşmış sonra, 1x Danieau embriyo orta ile cam alt çanak doldurun. </li></ol> 3. Photoconverting ve Photoconverted Sinyal azalması Ölçme Bir 25X veya 40X su amacı iboyut ve zebra balığı embriyoların kırılma endeksi için uygun s. Su, beş saatlik deney sırasında buharlaşır beri, su yerine gerçek su gibi aynı kırılma indeksi ile daldırma yağı kullanmak en iyisidir. Daldırma yağı bir su (değil yağ) amacı ile kullanılmak üzere tasarlanmış olduğundan emin olun. <ol><li> Objektif ve kapak cam arasındaki yağ filmi görüntüleme sırasında farklı embriyo pozisyonlara sahne hamle olarak kırmak olmaz sağlamak için objektif immersiyon büyük bir damla yerleştirin. Çanak zaman sahne hamle kayması olmaz ki güvenli sahneye cam alt çanak yerleştirin. Mümkünse, 28 ° C, zebra balığı gelişimi için en uygun sıcaklıkta bir ısıtılmış bölmesi kullanırlar. </li><li> Konfokal mikroskop yazılım paketinde her embriyonun konumunu tanımlayın. Her embriyo z-derinliğini ayarlayın ve her embriyo kabaca aynı uçağı hedef çalışmayın. Not: Yaklaşık 30 mikron hayvan kutup bir gitmek olduğunuEmbriyonun kuşatıcı tabaka önlenebilir, bu derinlikte beri od derinliği, görüntüleme alanı maksimize edilir ve ışık saçılması düzeydedir. ~ 3.3 um bir kalınlığa sahip tek bir optik dilim yeterli veri sağlar; z-yığını (bakınız Bölüm 5) elde etmek için herhangi bir ihtiyaç vardır. </li><li> Deney sırasında iki sinyal toplayın: Alexa488-dekstran &quot;yeşil&quot; sinyali eşlenik hangi photoconverted sonra hücre içi ve hücre floresan-ve füzyon proteini &quot;kırmızı&quot; sinyali izole veri analizi sırasında kullanılacaktır. <ol><li> 488 nm lazer kullanarak Alexa488 Excite ve ~ 500 ve 540 nm arasında yayılan floresan toplamak. Not: Fotoçevrim sonra çok sayıda yeşil için kırmızı photoconvertible proteinler (ör Dendra2) bir 543 nm lazer ile uyarılmasına ve ~ 550 ve 650 nm arasında floresan yayabilir. Kullanılan photoconvertible proteine ​​dayalı olarak gerekli ayarlayın. </li></ol></li><li> Edinme &quot;ön-Fotoçevrim&quot;Görüntüleri ve görüntüye uygun görüntüleme koşulları (adım 3.2) daha önce tanımlanmış pozisyonların her konfokal mikroskop yazılımını yapılandırmak beş saatlik zaman kurs için her 10 veya 20 dakika (bakınız Bölüm 5 ve Tartışma). </li><li> Füzyon proteinini photoconvert için, 2 dakika boyunca% 100 çıkışında bir ~ 300-400 nm eksitasyon filtreli bir cıva arklı lambadan gelen UV ışığı embriyo grupları 10X objektif geçmek ve maruz kalmaktadır. . Tekdüze Fotoçevrim (Bölüm 5) teşvik etmek z-ekseni boyunca odak kayması daldırma yağ Fotoçevrim sırasında 10x objektif üzerine damlamamasını emin olun. Not: Fotoçevrim sırasında odaklama kaydırma deneyi arasında değişkenlik önlemek için otomatik olarak yapılabilir. </li><li> Hemen Fotoçevrim sonra geri 25X veya 40X objektif geçin. Adım 3.2 daha önce tanımlanmış pozisyon hala doğru olduğundan emin olun. Çanak photoconv sırasında kaymıştır Eğerersion, embriyoların pozisyonları yeniden tanımlamak. <ol><li> Adım 3.4 oluşturulan programını başlatın ve görüntüleme 5 saat devam etmesine izin. Fotoçevrim ve her embriyo için görüntüleme başlangıcı arasında geçen süre unutmayın. </li></ol></li><li> Bazen deney kontrol. Danieau en ortamının seviyesini izlemek ve gerekirse daha eklemek. O durdu, eğer yazılımı yeniden başlatın. </li><li> Katlanarak azalan modeli asimptota tahmin etmek için veri analizi sırasında kullanılacak eşiğe değerlerini belirlemek için, deneyde Alexa488-dekstran ancak mRNA enjekte edilmiş bazı embriyoları içerir. Ayrıca müteakip veri analizi sırasında kullanılacak alet gürültü, belirlemek için, bir numunenin yokluğunda bir görüntü kazanır. </li></ol> 4. PyFDAP kullanma Veri Analizi <ol><li> Görme her embriyo zaman ders veri setleri inceleyin. Imag sırasında ölen embriyolar veri setleri atınphotoconverted sinyalin çok düşük seviyelerde olması, ya da alışılmadık bakmak ve hareketli ve (yaralı veya hasta embriyoların tipik) bölünmesi durduruldu hücre bölgeleri ihtiva önemli ölçüde değiştirdi ing,. Not: Bazen, immersiyon kabarcıkları veya diğer eserler bir başka kullanışlı veri kümesi içinde bir ya da iki resim görünecektir. Eserler içeren herhangi bir resim Not; daha sonra atılır ve bu veri setinden diğer zaman noktaları yine analiz edilebilir. </li><li> FDAP verilerini analiz etmek için Python tabanlı yazılım paketi PyFDAP kullanın. PyFDAP her görüntünün ortalama hücre içi ve hücre dışı kırmızı floresans yoğunluğunu belirlemek ve katlanarak azalan işlevi 56 (Şekil 3) ile veri oturtulması ile yarı ömürleri hesaplar. <ol><li> PyFDAP İndir (bkz Malzeme Listesi). </li><li> Kullanım PyFDAP hücre içi ve hücre dışı photoconverted sinyal (Şekil 3A, B) ayırmak için. BizeBir hücre içi maske oluşturmak için, kesinlikle içi olan Alexa488 sinyali, e. Ortalama dışı yoğunluğunu hesaplanırken düşünülen hücre içi piksel engellemek için gelen kırmızı kanal görüntü bu maskeyi uygulayın. Ortalama hücre içi yoğunluğunu ölçmek için, maske ters. </li><li> PyFDAP, adım 4.2.2 oluşturulan maskeli görüntüleri. Görme bu görüntüleri incelemek ve maskeler doğru dışı alandan hücre içi (bu nadir olmalı ayırt etmeyen veri setleri atmak; o hücre zarları dışı uzay maskeli edildiği görüntülerde yer almaktadır dikkat ancak eşikleme değiştirerek kaldırılmış olabilir algoritması ya da bir zar maske sokulması (örn kullanılarak membran CFP)). Ayrıca adım 4.1 tanımlanan eserler (örneğin, immersiyon kabarcıkları) içeren herhangi bir tek görüntüleri atın. </li><li> EAC ortalama hücre dışı ve hücre içi floresan yoğunlukları hesaplamak için PyFDAP kullanarakh görüntüsü. PyFDAP özetlenebilir toplam piksel sayısına göre maske ve bölme dışında kalan piksel yoğunlukları toplanmasıyla bu ortalamalar hesaplar. </li><li> Aşağıdaki üstel fonksiyonu ile floresan verilerini (Şekil 3C) Fit: <img fo:content-width="1in" src="/files/ftp_upload/52266/52266eq1.jpg" width="159" /> t, zamandır sonrası Fotoçevrim, C (t), t, belirli bir değerde yoğunluğu olduğu, c, 0, t = 0 yoğunluğu, k temizlenme hızı sabittir, ve y, 0 fonksiyonu floresan gibi yaklaşımlar asimptot olan azaltır (Şekil 1D). y, 0 adım 3.8 19 ölçümlere göre kısıtlanabilir. </li><li> Aşağıdaki ilişkiyi kullanarak temizlenme oranı sabitleri (k) hücre dışı ve hücre içi protein yarı-ömürleri (τ) hesaplamak için PyFDAP kullanın: <img fo:content-width = &quot;1in&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 52.266 / 52266eq2.jpg&quot; width = &quot;153&quot; /&gt; </li></ol></li></ol> 5. Kontrol Deneyleri foto ağartıcı, istenmeden Fotoçevrim ve Fotoçevrim üniformluğunu değerlendirmek için <ol><li> Değerlendirme photobleaching Not: ışıkla ağartma ilgili proteinin klirens ek olarak floresan protein ağartma özelliklerini yansıtan, flüoresans yoğunluğunda bir suni kaybına neden olabilir. <ol><li> Mümkün photobleaching değerlendirmek görüntüleme ve görüntüleme arasında 20 dakika aralıklarla (Şekil 4) ile ikinci sette arasında 10 dakikalık aralıklarla FDAP deneyler bir set yapmak. Bölüm 4&#39;de tarif edildiği gibi PyFDAP kullanıldığı deneylerde her iki seti verilerini analiz edin. </li><li> 10 ve 20 dakika süre deneyler yarı ömürleri karşılaştırın. Daha uzun yarılanma ömürleri 20 dakika süre deneyler önemli photobleaching gösterir. Her iki deneyden olan yarı-ömürleri aynı ise, ışık birimiobleaching önemli bir endişe değildir. </li><li> Alternatif olarak, hemen Fotoçevrim sonra ~ 30 görüntülerin bir dizi satın alarak photobleaching değerlendirmek. Flüoresans yoğunluğunda önemli bir azalma önemli photobleaching gösterir. </li><li> Photobleaching tespit edilirse, alt lazer gücünü kullanmak görüntüleme süresini azaltmak, ya da bir daha ışığa photoconvertible protein 32 kullanmayı düşünün. </li></ol></li><li> Yanlışlıkla Fotoçevrim değerlendirilmesi. Not: Dendra2 488 nm aydınlatma 27 kullanılarak photoconverted edilebilir. 488 nm lazer ile verici Alexa488 ilgili proteinin belirgin yarı ömrü aşama 3.3.1 yanlışlıkla Fotoçevrim ve bu nedenle suni artış tarif edildiği gibi zaman mümkündür. Ancak bizler ve başkaları 33 488 ​​nm aydınlatma zebra balığı embriyolar Fotoçevrim verimsiz bir yöntem olduğu bulunmuştur. <ol><li> Yersiz Fotoçevrim tespit etmek için aşama 5.1.1 tarif kontrol deneyini kullanarak. 10 ve 20 dakika süre deneyler yarı ömürleri karşılaştırın. 20 dakika süre deneylerden daha kısa yarı ömürleri önemli ölçüde istenmeyen Fotoçevrim göstermektedir. Her iki deneylerden yarı ömürleri aynı ise, yanlışlıkla Fotoçevrim önemli bir endişe değildir. </li><li> Yanlışlıkla Fotoçevrim tespit edilirse, Dendra2 photoconverting yanlışlıkla önlemek için daha düşük bir 488 nm lazer gücü ve daha kısa görüntüleme kez kullanmak. </li></ol></li><li> Fotoçevrim tekdüzelik değerlendirilmesi. Not: Fotoçevrim embriyo hayvan kutbuna doğru bastırılmaktadır ise, floresan azalma derin düzlemler (Şekil 5A); proteinin difüzyon ya da hücre hareketi ile etkilenecektir. <ol><li> Fotoçevrim düzgün olup olmadığını belirlemek için, (hücre dışı füzyon proteinleri ile deneyler için), salgılanan, photoconvertible protein ya da (hücre içi füzyon proteinleri ile deneyler için), sitoplazmik photoconvertible proteini ifade eder. Her zamanki gibi Photoconvert ttavuk 80 dakika boyunca her 20 dakikada blastodermin en kapsayan z-yığını kazanır. </li><li> Fotoçevrim hayvan kutup karşı önyargılı ise, derin düzlemlerde floresan yoğunluğu nedeniyle difüzyon veya hücre hareketi (Şekil 5B) zamanla artacaktır. Muntazam olmayan Fotoçevrim tespit edilirse, Fotoçevrim sırasında embriyonun içine derin odaklanır. </li></ol></li></ol>

Yazarlar ifşa etmek çatışmaları hiçbir var.

Bir FDAP deney başarısı fonksiyonel photoconvertible füzyon proteininin üretimi dayanır. Bir protein etiketleme onun biyolojik aktivitesini ve / veya yerleşim yeri, çözünürlük ve stabilite 36-41 dahil olmak üzere biyo-fiziksel özelliklerini etkileyebilir. Aktif aktiviteleri için çok sayıda farklı füzyon yapılarının aktivitesi test etmek için hazırlanabilir. Bunun ötesinde ilgili protein için photoconvertible proteini göre konumunu değiştirmek veya daha fazla bağlayıcılar ile <e...

hücre ve organizmalardaki protein seviyeleri, üretim ve klirens oranlarına göre belirlenmektedir. Protein yarı ömürleri dakika gün 1-4 aralığında olabilir. Birçok biyolojik sistemlerde, anahtar proteinlerin stabilizasyonu veya açıklık hücresel aktivite üzerinde önemli etkileri vardır. Hücre içi protein stabilitesi modülasyonu, hücre döngüsü ilerlemesinin 5,6, gelişim sinyal 7-9 apoptoz 10 ve normal fonksiyon ve nöronların 11,12 ettirilmesi için gereklidir. Hücre dışı protein kararlılığı bir doku içinde dağılımı ve morphogens 13,14 olarak salgılanan proteinler, kullanılabilirliğini etkiler. Son birkaç yıldır, protein stabilitesi esas radyoaktif darbe-etiketleme ya da sikloheksimid kovalamaca deneyleri 15 kullanılarak hücre kültüründe değerlendirilmiştir. Böyle darbe kovalayıcı deneyler, hücreler ya da geçici olarak bir radyoaktif amino &quot;darbe&quot; maruzasit ön-maddeleri, yeni sentezlenmiş olan proteinlerle birleştirilmiştir, ya da protein sentezini inhibe sikloheksimid, maruz kaldığı. Kültürlenmiş hücreler, daha sonra farklı zaman noktalarında toplanır, ve ya (radyoaktif darbe kovalayıcı deneyler) otoradyografi ile takip immüno ya da (sikloheksimid deneylerinde) batı beneklemesinden zaman içinde protein açıklık ölçmek için kullanılır. Konvansiyonel protein stabilitesi deneyleri bazı eksiklikleri vardır. İlk olarak, bu deneylerde proteinler genellikle endojen ortamlarda ifade edilmez, bunun yerine farklı türlerden elde edilen hücreler, doku kültürü içinde, bazen de. Stabiliteleri bağlam-bağımlı proteinleri için, bu yaklaşım sorunludur. İkinci olarak, zaman içinde tek tek hücreler ya da organizmalar protein açıklık takip etmek mümkün değildir, ve bu deneylerde elde edilen veriler, farklı zaman noktalarında farklı hücre popülasyonlarının ortalamasıdır. Tek tek hücreler başlamış olabilir bu yanaproteinin farklı miktarlarda farklı zamanlarda radyoaktif etiket ya da sikloheksimid almış olabilir, ya da farklı açıklık kinetiği, örneğin toplam veri yanıltıcı olabilecek olabilir. Son olarak, sikloheksimid takip deneylerinde durumunda, protein sentez önleyicisi ilave yapay protein kararlılığının 16-18 değiştirebilir istenmeyen fizyolojik etkilere sahip olabilir. Bu eksiklikler, Fotoçevrim (FDAP) sonra photoconvertible proteinler Organizma 19-25 canlı dinamik proteini açıklığını ölçmek için kullanan bir teknik Floresan Bozunma kullanılarak önlenebilir (FDAP teknik sınırlamaları için bölümüne bakınız). Photoconvertible proteinler olan uyarma ve emisyon özellikleri hafif 26 özel dalga boylarına maruz kaldıktan sonra değiştirmek floresan proteinleri vardır. Genel olarak kullanılan bir varyant Dendra2 başlangıçta eski bir &quot;yeşil için kırmızı&quot; photoconvertible proteindiratıf ve emisyon yeşil floresan protein benzer özellikler, fakat UV ışık &quot;Fotoçevrim&quot; maruz kaldıktan sonra uyarma-onun / emisyon özellikleri kırmızı flüoresan protein 23,27 benzer hale gelir. Daha da önemlisi, Fotoçevrim sonra üretilen yeni bir protein photoconverted proteinin sadece bir havuz Fotoçevrim üzerine üretimi ve temizlenmesi ayrılmasına ve gözlem izin photoconverted protein ile aynı uyarım / emisyon özellikleri sahip olmayacaktır. Photoconvertible proteinleri ile ilgi proteinleri Etiketleme ve böylece darbe-etiket için sağlam, optik erişilebilir canlılarla proteinleri uygun bir yol sağlar. FDAP deneyleri (Şekil 1A) &#39;de, ilgi konusu bir protein photoconvertible protein ile etiketlenir ve bir canlı organizmada (Şekil 1B) olarak ifade edilmiştir. Füzyon proteini photoconverted edilir ve zaman içinde photoconverted sinyal azalması flüoresan ile izlenirce mikroskobu (Şekil 1C). Veriler daha sonra füzyon proteininin (Şekil 1D) yarı ömrünü tayin etmek için uygun bir model ile donatılmıştır. Burada anlatılan FDAP tahlil erken embriyogenez 19 döneminde Zebra balığı embriyolarının salgılanan sinyal proteinlerin hücre dışı yarım hayatlarını belirlemek için tasarlanmıştır. Bununla birlikte, bu yaklaşım, canlı görüntüleme tolere eder ve herhangi bir taggable hücre içi ya da hücre dışı proteinin açıklık izlemek için kullanılabilecek herhangi bir şeffaf model organizma için adapte edilebilir. Burada tarif edilen tekniğin varyasyonları kültürlenmiş hücreler 20,23 ve Drosophila 22 ve fare 21 embriyo olarak yapılmıştır.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>PyFDAP (download from the following website: http://people.tuebingen.mpg.de/mueller-lab)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Install and operate using the instructions provided on the PyFDAP website; PyFDAP is compatible with Linux, Mac, and Windows operating systems.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mMessage mMachine Sp6 Transcription Kit (Life Technologies, AM1340)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>To generate capped mRNA for injection into embryos</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa488-dextran conjugate, 3 kDa (Life Technologies, D34682)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Co-inject with mRNA to create intracellular and extracellular masks</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-well plastic dish (BD Falcon)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Incubate embryos in agarose-coated wells until ready for mounting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Embryo medium</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>250 mg/l Instant Ocean salt, 1 mg/l methylene blue in reverse osmosis water adjusted to pH 7 with NaHCO3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protease from Streptomyces griseus (Sigma, P5147)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Make a 5 mg/ml stock and use at 1 mg/ml to dechorionate embryos at the one-cell stage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 cm diameter glass petri dish</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For embryo dechorionation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>200 ml glass beaker</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For embryo dechorionation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microinjection apparatus</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For injection of mRNA and dye into embryos at the one-cell stage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereomicroscope</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For injecting and mounting embryos</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1x Danieau&#39;s medium</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Dilute low melting point agarose and perform imaging in this medium; recipe: 0.2 mm filtered solution of 58 mM NaCl, 0.7 mM KCl, 0.4 mM MgSO4, 0.3 mM CaCl2, 5 mM HEPES pH 7.2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UltraPure low melting point agarose (Invitrogen, 16520-100)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For mounting embryos; use at a concentration of 1% in Danieau&#39;s medium: add 200 mg to 20 ml Danieau&#39;s medium, microwave until dissolved, then aliquot 1 ml into microcentrifuge tubes; aliquots can be stored at 4 &#176;C, re-melted at 70 &#176;C, and cooled to 40 - 42 &#176;C when ready to use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Pasteur pipette (Kimble Chase (via Fisher), 63A53WT)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For mounting embryos; flame the tip to prevent jagged edges from injuring embryos</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metal probe</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For positioning embryos during mounting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass bottom dishes (MatTek, P35G-1.5-14-C)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Use the appropriate cover glass thickness for your objective; part number listed here is for cover glass No. 1.5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 ml tube (BD Falcon) filled with ~5 ml embryo medium&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For rinsing residual agarose from the Pasteur pipette</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted laser scanning confocal microscope</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>A mercury arc lamp, 488 nm laser, 543 nm laser, and the appropriate filter sets are required</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heated stage</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>To maintain embryos at the optimal temperature of 28 &#176;C during the experiment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Confocal software capable of time-lapse imaging</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Must be able to define multiple positions and automatically image them at defined intervals&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25x or 40x water objective</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Objective for imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10x air objective</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Objective for photoconversion</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Immersion oil</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Immersion oil with the same refractive index as water</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measuring protein stability in living zebrafish embryos using fluorescence decay after photoconversion (fdap)

Protein istikrar biyoloji birçok açıdan etkiler ve proteinlerin temizlenmesi kinetik ölçüm biyolojik sistemlere önemli bilgiler sağlayabilir. FDAP deneylerde, canlı organizmalar içinde protein açıklık ölçülebilir. İlgi dahilindeki bir proteini, photoconvertible floresan protein with in vivo ifade photoconverted ve zaman içinde photoconverted sinyal azalması takip edilir. Veriler daha sonra, protein yarı ömrünü tayin etmek için uygun bir açıklık modeli ile donatılmıştır. Önemlisi, organizmanın farklı bölümlerinde protein popülasyonlarının açıklık kinetiği bölmeli maskeleri uygulayarak ayrı ayrı muayene edilebilir. Bu yaklaşım, zebra balığı gelişimi esnasında salgılanan sinyal proteinleri ve hücre içi ve hücre dışı yarılanma ömürlerine belirlemek için kullanılmıştır. Burada, biz Zebra balığı embriyolar FDAP deneyler için bir protokol açıklar. Bu klirensi kinetiklerini belirlemek için FDAP kullanmak mümkün olmalıdırherhangi bir optik olarak erişilebilir bir organizmada bir taggable proteini.

FDAP zebra balığı embriyolar 19 hücre dışı sinyal gönderme proteinleri yarı ömürleri belirlemek için kullanılmıştır. Bu proteinlerden biri olan şaşılıklarını embriyojenez 34 boyunca mesendodermal genlerin ekspresyonuna neden olur. Şaşı Dendra2 QRT-PCR ile ve in situ hibridizasyon deneyleri 19 de gösterildiği gibi, etiketsiz perspektif benzer seviyelerde mesendodermal genlerin ifadesini aktive eder. Embriyolar Alexa488-dekstran ve mRNA şaşı ...

Watch this Scientific Journal Video about Measuring Protein Stability in Living Zebrafish Embryos Using Fluorescence Decay After Photoconversion FDAP at JoVE.com

Measuring Protein Stability in Living Zebrafish Embryos Using Fluorescence Decay After Photoconversion FDAP

Hücre ve dokularda protein seviyeleri, çoğu zaman sıkı bir şekilde protein üretimi ve temizlenmesi dengesi ile düzenlenir. Fotoçevrim (FDAP) sonra floresans Bozunma kullanan proteinlerin temizlenme kinetiği deneysel in vivo olarak ölçülebilir.

Fotoçevrim sonra Floresans Bozunma kullanarak Oturma balığı Embriyolar protein stabilitesi ölçümü (FDAP)

Protein stability influences many aspects of biology, and measuring the clearance kinetics of proteins can provide important insights into biological ...

measuring-protein-stability-living-zebrafish-embryos-using

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Measuring Protein Stability in Living Zebrafish Embryos Using Fluorescence Decay After Photoconversion (FDAP)

11.1K Görüntüleme.  Harvard University.  Hücre ve dokularda protein seviyeleri, çoğu zaman sıkı bir şekilde protein üretimi ve temizlenmesi dengesi ile düzenlenir. Fotoçevrim (FDAP) sonra floresans Bozunma kullanan proteinlerin temizlenme kinetiği deneysel in vivo olarak ölçülebilir. 

Video: Measuring Protein Stability in Living Zebrafish Embryos Using Fluorescence Decay After Photoconversion FDAP

Mechanical Vessel Injury in Zebrafish Embryos

Zebrafish (Danio rerio) embryos have proven to be a powerful model for studying a variety of developmental and disease processes. External development and optical transparency make these embryos especially amenable to microscopy, and numerous transgenic lines that label specific cell types with fluorescent proteins are available, making the zebrafish embryo an ideal system for visualizing the interaction of vascular, hematopoietic, and other cell types during injury and repair in vivo. Forward and reverse genetics in zebrafish are well developed, and pharmacological manipulation is possible. We describe a mechanical vascular injury model using micromanipulation techniques that exploits several of these features to study responses to vascular injury including hemostasis and blood vessel repair. Using a combination of video and timelapse microscopy, we demonstrate that this method of vascular injury results in measurable and reproducible responses during hemostasis and wound repair. This method provides a system for studying vascular injury and repair in detail in a whole animal model.

This article describes a method for creating a mechanical vessel injury in zebrafish embryos. This injury model provides a platform for studying hemostasis, injury-related inflammation, and wound healing in an organism ideally suited for real-time microscopy.

Zebra balığı Embriyolar Mekanik Gemi Sakatlık

Zebrafish (Danio rerio) embryos have proven to be a powerful model for studying a variety of developmental and disease processes.  External development ...

Gelişim Biyolojisi

Imaging Subcellular Structures in the Living Zebrafish Embryo

In vivo imaging provides unprecedented access to the dynamic behavior of cellular and subcellular structures in their natural context. Performing such imaging experiments in higher vertebrates such as mammals generally requires surgical access to the system under study. The optical accessibility of embryonic and larval zebrafish allows such invasive procedures to be circumvented and permits imaging in the intact organism. Indeed the zebrafish is now a well-established model to visualize dynamic cellular behaviors using in vivo microscopy in a wide range of developmental contexts from proliferation to migration and differentiation. A more recent development is the increasing use of zebrafish to study subcellular events including mitochondrial trafficking and centrosome dynamics. The relative ease with which these subcellular structures can be genetically labeled by fluorescent proteins and the use of light microscopy techniques to image them is transforming the zebrafish into an in vivo model of cell biology. Here we describe methods to generate genetic constructs that fluorescently label organelles, highlighting mitochondria and centrosomes as specific examples. We use the bipartite Gal4-UAS system in multiple configurations to restrict expression to specific cell-types and provide protocols to generate transiently expressing and stable transgenic fish. Finally, we provide guidelines for choosing light microscopy methods that are most suitable for imaging subcellular dynamics.

Imaging the dynamic behavior of organelles and other subcellular structures in vivo can shed light on their function in physiological and disease conditions. Here, we present methods for genetically tagging two organelles, centrosomes and mitochondria, and imaging their dynamics in living zebrafish embryos using wide-field and confocal microscopy.

Yaşayan Zebra balığı Embriyo Hücre alt yapıları görüntüleme

In vivo imaging provides unprecedented access to the dynamic behavior of cellular and subcellular structures in their natural context. Performing such ...

Analyzing In Vivo Cell Migration using Cell Transplantations and Time-lapse Imaging in Zebrafish Embryos

Cell migration is key to many physiological and pathological conditions, including cancer metastasis. The cellular and molecular bases of cell migration have been thoroughly analyzed in vitro. However, in vivo cell migration somehow differs from in vitro migration, and has proven more difficult to analyze, being less accessible to direct observation and manipulation. This protocol uses the migration of the prospective prechordal plate in the early zebrafish embryo as a model system to study the function of candidate genes in cell migration. Prechordal plate progenitors form a group of cells which, during gastrulation, undergoes a directed migration from the embryonic organizer to the animal pole of the embryo. The proposed protocol uses cell transplantation to create mosaic embryos. This offers the combined advantages of labeling isolated cells, which is key to good imaging, and of limiting gain/loss of function effects to the observed cells, hence ensuring cell-autonomous effects. We describe here how we assessed the function of the TORC2 component Sin1 in cell migration, but the protocol can be used to analyze the function of any candidate gene in controlling cell migration in vivo.

Analyzing In Vivo Cell Migration using Cell Transplantations and Time-lapse Imaging in Zebrafish Embryos

Combining cell transplantation, cytoskeletal labeling and loss/gain of function approaches, this protocol describes how the migrating zebrafish prospective prechordal plate can be used to analyze the function of a candidate gene in in vivo cell migration.

Analiz<em&gt; İn Vivo</em&gt; Hücre Göç Zebra balığı Embriyolar hücre nakli ve Time-lapse Görüntüleme kullanılarak

Cell migration is key to many physiological and pathological conditions, including cancer metastasis. The cellular and molecular bases of cell migration ...

Biosensing Motor Neuron Membrane Potential in Live Zebrafish Embryos

The protocols described here are designed to allow researchers to study cell communication without altering the integrity of the environment in which the cells are located. Specifically, they have been developed to analyze the electrical activity of excitable cells, such as spinal neurons. In such a scenario, it is crucial to preserve the integrity of the spinal cell, but it is also important to preserve the anatomy and physiological shape of the systems involved. Indeed, the comprehension of the manner in which the nervous system-and other complex systems-works must be based on a systemic approach. For this reason, the live zebrafish embryo was chosen as a model system, and the spinal neuron membrane voltage changes were evaluated without interfering with the physiological conditions of the embryos. 
Here, an approach combining the employment of zebrafish embryos with a FRET-based biosensor is described. Zebrafish embryos are characterized by a very simplified nervous system and are particularly suited for imaging applications thanks to their transparency, allowing for the employment of fluorescence-based voltage indicators at the plasma membrane during zebrafish development. The synergy between these two components makes it possible to analyze the electrical activity of the cells in intact living organisms, without perturbing the physiological state. Finally, this non-invasive approach can co-exist with other analyses (e.g., spontaneous movement recordings, as shown here).

Protocols described here allow for the study of the electrical properties of excitable cells in the most non-invasive physiological conditions by employing zebrafish embryos in an in vivo system together with a fluorescence resonance energy transfer (FRET)-based genetically encoded voltage indicator (GEVI) selectively expressed in the cell type of interest.

Canlı Zebra balığı Embriyolarında Biosense Motor Nöron Membranı Potansiyeli

The protocols described here are designed to allow researchers to study cell communication without altering the integrity of the environment in which the ...

Light Sheet-based Fluorescence Microscopy of Living or Fixed and Stained Tribolium castaneum Embryos

The red flour beetle Tribolium castaneum has become an important insect model organism in developmental genetics and evolutionary developmental biology. The observation of Tribolium embryos with light sheet-based fluorescence microscopy has multiple advantages over conventional widefield and confocal fluorescence microscopy. Due to the unique properties of a light sheet-based microscope, three dimensional images of living specimens can be recorded with high signal-to-noise ratios and significantly reduced photo-bleaching as well as photo-toxicity along multiple directions over periods that last several days. With more than four years of methodological development and a continuous increase of data, the time seems appropriate to establish standard operating procedures for the usage of light sheet technology in the Tribolium community as well as in the insect community at large. This protocol describes three mounting techniques suitable for different purposes, presents two novel custom-made transgenic Tribolium lines appropriate for long-term live imaging, suggests five fluorescent dyes to label intracellular structures of fixed embryos and provides information on data post-processing for the timely evaluation of the recorded data. Representative results concentrate on long-term live imaging, optical sectioning and the observation of the same embryo along multiple directions. The respective datasets are provided as a downloadable resource. Finally, the protocol discusses quality controls for live imaging assays, current limitations and the applicability of the outlined procedures to other insect species.
This protocol is primarily intended for developmental biologists who seek imaging solutions that outperform standard laboratory equipment. It promotes the continuous attempt to close the gap between the technically orientated laboratories/communities, which develop and refine microscopy methodologically, and the life science laboratories/communities, which require 'plug-and-play' solutions to technical challenges. Furthermore, it supports an axiomatic approach that moves the biological questions into the center of attention.

Light Sheet-based Fluorescence Microscopy of Living or Fixed and Stained Tribolium castaneum Embryos

Imaging the morphogenesis of insect embryos with light sheet-based fluorescence microscopy has become state of the art. This protocol outlines and compares three mounting techniques appropriate for Tribolium castaneum embryos, introduces two novel custom-made transgenic lines well suited for live imaging, discusses essential quality controls and indicates current experimental limitations.

Işık Levha tabanlı Floresan Yaşayanlar Mikroskopi veya Sabit ve Lekeli<em&gt; Tribullum castaneum</em&gt; Embriyolar

The red flour beetle Tribolium castaneum has become an important insect model organism in developmental genetics and evolutionary developmental biology. ...

Induction of Hypoxia in Living Frog and Zebrafish Embryos

Here, we introduce a novel system for hypoxia induction, which we developed to study the effects of hypoxia in aquatic organisms such as frog and zebrafish embryos. Our system comprises a chamber featuring a simple setup that is nevertheless robust to induce and maintain a specific oxygen concentration and temperature in any experimental solution of choice. The presented system is very cost-effective but highly functional, it allows induction and sustainment of hypoxia for direct experiments in vivo and for various time periods up to 48 h.
To monitor and study the effects of hypoxia, we have employed two methods - measurement of levels of hypoxia-inducible factor 1alpha (HIF-1&#945;) in whole embryos or specific tissues and determination of retinal stem cell proliferation by 5-ethynyl-2&#8242;-deoxyuridine (EdU) incorporation into the DNA. HIF-1&#945; levels can serve as a general hypoxia marker in the whole embryo or tissue of choice, here embryonic retina. EdU incorporation into the proliferating cells of embryonic retina is a specific output of hypoxia induction. Thus, we have shown that hypoxic embryonic retinal progenitors decrease proliferation within 1 h of incubation under 5% oxygen of both frog and zebrafish embryos.
Once mastered, our setup can be employed for use with small aquatic model organisms, for direct in vivo experiments, any given time period and under normal, hypoxic or hyperoxic oxygen concentration or under any other given gas mixture.

We introduce a novel hypoxic chamber system for use with aquatic organisms such as frog and zebrafish embryos. Our system is simple, robust, cost-effective and allows the induction and sustainment of hypoxia in vivo and for up to 48 h. We present 2 reproducible methods to monitor the effectiveness of hypoxia.

Kurbağa ve Zebra balığı Embriyolarında Hipoksinin İndüklenmesi

Here, we introduce a novel system for hypoxia induction, which we developed to study the effects of hypoxia in aquatic organisms such as frog and ...

Single-cell Photoconversion in Living Intact Zebrafish

Animal and plant tissue is composed of distinct populations of cells. These cells interact over time to build and maintain the tissue and can cause disease when disrupted. Scientists have developed clever techniques to investigate characteristics and natural dynamics of these cells within intact tissue by expressing fluorescent proteins in subsets of cells. However, at times, experiments require more selected visualization of cells within the tissue, sometimes at the single-cell or population-of-cells manner. To achieve this and visualize single cells within a population of cells, scientists have utilized single-cell photoconversion of fluorescent proteins. To demonstrate this technique, we show here how to direct UV light to an Eos-expressing cell of interest in an intact, living zebrafish. We then image those photoconverted Eos+ cells 24 h later to determine how they changed in the tissue. We describe two techniques: single cell photoconversion and photoconversions of populations of cell. These techniques can be used to visualize cell-cell interactions, cell-fate and differentiation, and cell migrations, making it a technique that is applicable in numerous biological questions.

Here, we present a protocol to show how cell photoconversion is achieved through UV exposure to specific areas expressing the fluorescent protein, Eos, in living animals.

Yaşam sağlam Zebra balığı tek hücreli Photoconversion

Animal and plant tissue is composed of distinct populations of cells. These cells interact over time to build and maintain the tissue and can cause ...

Following Endocardial Tissue Movements via Cell Photoconversion in the Zebrafish Embryo

During embryogenesis, cells undergo dynamic changes in cell behavior, and deciphering the cellular logic behind these changes is a fundamental goal in the field of developmental biology. The discovery and development of photoconvertible proteins have greatly aided our understanding of these dynamic changes by providing a method to optically highlight cells and tissues. However, while photoconversion, time-lapse microscopy, and subsequent image analysis have proven to be very successful in uncovering cellular dynamics in organs such as the brain or the eye, this approach is generally not used in the developing heart due to challenges posed by the rapid movement of the heart during the cardiac cycle. This protocol consists of two parts. The first part describes a method for photoconverting and subsequently tracking endocardial cells (EdCs) during zebrafish atrioventricular canal (AVC) and atrioventricular heart valve development. The method involves temporally stopping the heart with a drug in order for accurate photoconversion to take place. Hearts are allowed to resume beating upon removal of the drug and embryonic development continues normally until the heart is stopped again for high-resolution imaging of photoconverted EdCs at a later developmental time point. The second part of the protocol describes an image analysis method to quantify the length of a photoconverted or non-photoconverted region in the AVC in young embryos by mapping the fluorescent signal from the three-dimensional structure onto a two-dimensional map. Together, the two parts of the protocol allows one to examine the origin and behavior of cells that make up the zebrafish AVC and atrioventricular heart valve, and can potentially be applied for studying mutants, morphants, or embryos that have been treated with reagents that disrupt AVC and/or valve development.

This protocol describes a method for the photoconversion of Kaede fluorescent protein in endocardial cells of the living zebrafish embryo that enables the tracking of endocardial cells during atrioventricular canal and atrioventricular heart valve development.

Zebra balığı embriyo hücre Photoconversion ile aşağıdaki Endocardial doku hareketleri

During embryogenesis, cells undergo dynamic changes in cell behavior, and deciphering the cellular logic behind these changes is a fundamental goal in the ...

Whole Mount Immunohistochemistry in Zebrafish Embryos and Larvae

Immunohistochemistry is a widely used technique to explore protein expression and localization during both normal developmental and disease states. Although many immunohistochemistry protocols have been optimized for mammalian tissue and tissue sections, these protocols often require modification and optimization for non-mammalian model organisms. Zebrafish are increasingly used as a model system in basic, biomedical, and translational research to investigate the molecular, genetic, and cell biological mechanisms of developmental processes. Zebrafish offer many advantages as a model system but also require modified techniques for optimal protein detection. Here, we provide our protocol for whole-mount fluorescence immunohistochemistry in zebrafish embryos and larvae. This protocol additionally describes several different mounting strategies that can be employed and an overview of the advantages and disadvantages each strategy provides. We also describe modifications to this protocol to allow detection of chromogenic substrates in whole mount tissue and fluorescence detection in sectioned larval tissue. This protocol is broadly applicable to the study of many developmental stages and embryonic structures.

Here, we present a protocol for fluorescent antibody-mediated detection of proteins in whole preparations of zebrafish embryos and larvae.

Zebrabalığı Embriyoları ve Larvalarında Tüm Mount Immunohistochemistry

Immunohistochemistry is a widely used technique to explore protein expression and localization during both normal developmental and disease states. ...

Visualizing the Developing Brain in Living Zebrafish using Brainbow and Time-lapse Confocal Imaging

Development of the vertebrate nervous system requires a precise coordination of complex cellular behaviors and interactions. The use of high resolution in vivo imaging techniques can provide a clear window into these processes in the living organism. For example, dividing cells and their progeny can be followed in real time as the nervous system forms. In recent years, technical advances in multicolor techniques have expanded the types of questions that can be investigated. The multicolor Brainbow approach can be used to not only distinguish among like cells, but also to color-code multiple different clones of related cells that each derive from one progenitor cell. This allows for a multiplex lineage analysis of many different clones and their behaviors simultaneously during development. Here we describe a technique for using time-lapse confocal microscopy to visualize large numbers of multicolor Brainbow-labeled cells over real time within the developing zebrafish nervous system. This is particularly useful for following cellular interactions among like cells, which are difficult to label differentially using traditional promoter-driven colors. Our approach can be used for tracking lineage relationships among multiple different clones simultaneously. The large datasets generated using this technique provide rich information that can be compared quantitatively across genetic or pharmacological manipulations. Ultimately the results generated can help to answer systematic questions about how the nervous system develops.

In vivo imaging is a powerful tool that can be used to investigate the cellular mechanisms underlying nervous system development. Here we describe a technique for using time-lapse confocal microscopy to visualize large numbers of multicolor Brainbow-labeled cells in real time within the developing zebrafish nervous system.

Brainbow ve Time-lapse Konfokal Görüntüleme kullanarak Yaşayan Zebrabalıklarında Gelişen Beyni Görselleştirme

Development of the vertebrate nervous system requires a precise coordination of complex cellular behaviors and interactions. The use of high resolution in ...