Name: visualization of craniofacial development in the sox10: kaede transgenic zebrafish line using time-lapse confocal microscopy
Uploaded: 2013-09-30T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Visualization of Craniofacial Development in the sox10: kaede Transgenic Zebrafish Line Using Time-lapse Confocal Microscopy at JoVE.com

Die Autoren danken für die freundliche Robert Kelsh teilen die Zebrafisch-Promotor sox10 Reagenz.

1. Embryo-Sammlung für Photokonversion <ol><li> Kaede transgenen Zebrafisch zwischen 5 und 18.00 Uhr am Abend: Bis mindestens zehn Paar sox10 ein. </li><li> Am nächsten Morgen, Trennwände ziehen und sammeln Eier gegen Mittag. Übertragen Sie sie auf Petrischalen und sie in 28,5 ° C Inkubator. </li><li> Mit rund 24 Stunden nach der Befruchtung, reinigen Sie die Petrischalen durch die Beseitigung von toten Embryonen. Überprüfen Sie das Entwicklungsstadium der Embryonen 13 mit Lichtfeld-Mikroskopie und j...

<ol>
	<li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevalence+at+Birth+of+Cleft+Lip+With+or+Without+Cleft+Palate:+Data+From+the+International+Perinatal+Database+of+Typical+Oral+Clefts+(IPDTOC).">Prevalence at Birth of Cleft Lip With or Without Cleft Palate: Data From the International Perinatal Database of Typical Oral Clefts (IPDTOC).</a> Cleft Palate Craniofac. J. 48 (1), 66-81 (2011).</li><li>Dixon, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cleft+lip+and+palate:+understanding+genetic+and+environmental+influences.">Cleft lip and palate: understanding genetic and environmental influences.</a> Nat. Rev. Genet. 12 (3), 167-178 (2011).</li><li>Mangold, E., Ludwig, K. U., Nothen, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Breakthroughs+in+the+genetics+of+orofacial+clefting.">Breakthroughs in the genetics of orofacial clefting.</a> Trends Mol. Med. 17 (12), 725-733 (2011).</li><li>Kimmel, C. B., Miller, C. T., Moens, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Specification+and+morphogenesis+of+the+zebrafish+larval+head+skeleton.">Specification and morphogenesis of the zebrafish larval head skeleton.</a> Dev. Biol. 233 (2), 239-257 (2001).</li><li>Dougherty, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Embryonic+Fate+Map+of+First+Pharyngeal+Arch+Structures+in+the+sox10:+kaede+Zebrafish+Transgenic+Model.">Embryonic Fate Map of First Pharyngeal Arch Structures in the sox10: kaede Zebrafish Transgenic Model.</a> J. Craniofac. Surg. 23 (5), 1333-1337 (2012).</li><li>Trainor, P. A., Krumlauf, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hox+genes,+neural+crest+cells+and+branchial+arch+patterning.">Hox genes, neural crest cells and branchial arch patterning.</a> Curr. Opin. Cell Biol. 13 (6), 698-705 (2001).</li><li>Schilling, T. F., Kimmel, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Segment+and+cell+type+lineage+restrictions+during+pharyngeal+arch+development+in+the+zebrafish+embryo.">Segment and cell type lineage restrictions during pharyngeal arch development in the zebrafish embryo.</a> Development. 120 (3), 483-494 (1994).</li><li>Swartz, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Examination+of+a+palatogenic+gene+program+in+zebrafish.">Examination of a palatogenic gene program in zebrafish.</a> Dev. Dyn. 240 (9), 2204-2220 (2011).</li><li>McCollum, C. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developmental+toxicity+screening+in+zebrafish.+Birth+Defects+Res.">Developmental toxicity screening in zebrafish. Birth Defects Res.</a> C. Embryo Today. 93 (2), 67-114 (2011).</li><li>Wada, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hedgehog+signaling+is+required+for+cranial+neural+crest+morphogenesis+and+chondrogenesis+at+the+midline+in+the+zebrafish+skull.">Hedgehog signaling is required for cranial neural crest morphogenesis and chondrogenesis at the midline in the zebrafish skull.</a> Development. 132 (17), 3977-3988 (2005).</li><li>Eberhart, J. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+Hedgehog+signaling+from+neural+to+oral+epithelium+organizes+anterior+craniofacial+development.">Early Hedgehog signaling from neural to oral epithelium organizes anterior craniofacial development.</a> Development. 133 (6), 1069-1077 (2006).</li><li>Ando, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+optical+marker+based+on+the+UV-induced+green-to-red+photoconversion+of+a+fluorescent+protein.">An optical marker based on the UV-induced green-to-red photoconversion of a fluorescent protein.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 99 (20), 12651-12656 (2002).</li><li>Kimmel, C. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stages+of+embryonic+development+of+the+zebrafish.">Stages of embryonic development of the zebrafish.</a> Dev. Dyn. 203 (3), 253-310 (1993).</li><li>Kawakami, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+zebrafish-secreted+matrix+protein+you/scube2+is+implicated+in+long-range+regulation+of+hedgehog+signaling.">The zebrafish-secreted matrix protein you/scube2 is implicated in long-range regulation of hedgehog signaling.</a> Curr. Biol. 15 (5), 480-488 (2005).</li><li>Lombardo, V. A., Sporbert, A., Abdelilah-Seyfried, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+tracking+using+photoconvertible+proteins+during+zebrafish+development.">Cell tracking using photoconvertible proteins during zebrafish development.</a> J. Vis. Exp. (67), e4350 (2012).</li></ol>

Hier wird ein neues Verfahren zur Darstellung von kraniofazialen Entwicklung im Zebrafischmodell dargestellt. Die sox10: kaede transgenen Zebrafischlinie wurde erfolgreich verwendet, um die Migrationsmuster der CNCC im Detail zu beschreiben ist als Modellorganismus 5 verwendet. Frühere Studien haben Brutto Sehenswürdigkeiten wie das Auge verwendet werden, um die Zielzellen und haben sich auf kaede mRNA Injektion, Photo Assays oder Käfig Fluorescein Dextran für Photo 10, 1...

Gesichtsspalten stellen die häufigsten kraniofazialen Fehlbildungen, mit 1/700-1, 000 betroffenen Lieferungen ein. Störung der frühen embryonalen kraniofazialen Entwicklung kann zur Bildung von Lippen-Kiefer-Gaumen-(CL / P) führen. Während Ursachen für syndromale Spalt weitgehend gezeigt wurde, müssen die genetischen und epigenetischen Grundlagen der nicht-syndromale Formen der orofazialen Spaltbildung noch aufgedeckt 2-4 werden. Um die Ätiologie und Pathogenese dieser Fehlbildungen zu verstehen, ist es notwendig, die Entwicklung der kraniofazialen Strukturen auf zellulärer Basis aufzuklären. In allen Wirbeltierarten Schädel Neuralleistenzellen (CNCC) wandern aus dem dorsalen Neuralrohr, die Kiemenbögen, die zur Bildung von orofazialen Strukturen beitragen füllen. Störung der frühen embryonalen Neuralleiste Entwicklung ist auf die Bildung von Gesichtsschädelfehlbildungen einschließlich CL / P 5-7 führen. In Ad-dition, strukturelle Ähnlichkeiten zwischen Zebrafisch-und Säugetier kraniofazialen Entwicklung (CNCCs befinden sich in homologen Regionen) wird das Gen regulatorische Netzwerk hoch konserviert. Es wurde auch gezeigt, dass CNCCs entwickeln in der gleichen Weise zwischen amniote Arten und Zebrafisch 8, so dass das Zebrafisch eine leistungsfähige Organismus für das Studium der Entwicklungs-und genetischen Grundlagen von CL / P. Es hat viele Vorteile, wie geringe Größe, schnelle und Ex-utero embryonalen Entwicklung und hohe Zuchtraten. Darüber hinaus ist der Embryo optisch transparent, so dass es für die Beobachtung von komplexen Entwicklungsschritte unter dem Mikroskop 9. Es ist ein ideales Tiermodell für die Untersuchung von Migration und Differenzierung von Hirn Neuralleistenzellen. Kaede transgenen Modell 5: Aufbauend auf zuvor veröffentlichte Arbeit 8, 10, 11, die Migrationsmuster der CNCC wurde ausführlich über die sox10 beschrieben. Kaede ist ein Foto-Cabrio-Protein, das turns von grün auf rot nach Foto-Aktivierung und macht es möglich, CNCCs genau verfolgen. Während dieser Umwandlung das Peptidrückgrat gespalten, was darauf hindeutet, dass die Umwandlung ist stabil, was bedeutet, können die Zellen an ihren endgültigen Bestimmungsort 12 verfolgt werden. Transgene Linien mit kaede unter der Transkriptionskontrolle sox10 beschriftet zeigte, dass die amniote Gaumen und das Siebbein Platte des Zebrafisch sind homolog durch Fusion von bilateralen Kiefer Protuberanzen (MXP) mit der Prominenz frontonasalen (FNP) gebildet wird und dass das Y-förmige Naht ist analog Fusion zwischen Arten. Unter anderen Anwendungen, die sox10: kaede transgenen Zebrafisch-Modell wurde verwendet, um Videos von Zebrafisch-Embryonen in verschiedenen Entwicklungsstadien zu erzeugen, um die Bildung von normalen und abnormalen kraniofazialen Strukturen zeigen. Photo bestimmter Gruppen von Zellen ist es möglich, ihre Entwicklung zu verfolgen. Mit dieser Methode ein Ansatz, um die Live-Darstellung der Entwicklung craniofac erstellenial Strukturen im Zebrafisch eingeführt wird, macht es einfach, dieses komplexe Entwicklungsprozess visuell demonstrieren. Kaede transgenen Zebrafisch als Beispiel: Dieses Protokoll wird auf die gemeinsame Nutzung der Erfahrungen der Erzeugung diese Videos mit der normalen Entwicklung des Siebbein Platte in Sox10 ab. Dieses Protokoll kann weiter zu machen Zeitraffer-Videos von jeder Struktur von Hirn Neuralleistenzellen in Zebrafisch-Regelung angewendet.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of Reagent/Material</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sox10: kaede transgenic zebrafish line</td>
			<td>MGH</td>
			<td></td>
			<td>Available via the Liao lab</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dishes 100x15 mm</td>
			<td>BD Falcon</td>
			<td>351029</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dishes 35 mmx10 mm</td>
			<td>BD Falcon</td>
			<td>351008</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrapure Low melting point (LMP) Agarose</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>15517022</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lab Tek 2 Chamber SlideSystem</td>
			<td>LabTek</td>
			<td>154453</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microloaders 200/pk</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>E5242956003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nikon A1R Si Confocal Ti series</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>No Catalog number</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NIS Elements Software AR3.2 64-bit</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>No Catalog number</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

visualization of craniofacial development in the sox10: kaede transgenic zebrafish line using time-lapse confocal microscopy

Wirbel palatogenesis ist ein hoch choreographierte und komplexen Entwicklungsprozess, der Migration von Schädel Neuralleiste (CNC)-Zellen, Konvergenz und Erweiterung des Gesichts Protuberanzen und Reifung des kraniofazialen Skeletts beinhaltet. Kaede transgenen Zebrafischlinie generiert wurde: Um den Beitrag der Schädel Neuralleiste auf bestimmte Regionen des Zebrafisches Gaumen sox10 studieren. Sox10-Linie bietet Beschränkung der kaede Reporterprotein zu der Neuralleiste, wodurch die Zellmarkierung eine genauere Verfahren als traditionelle Farbstoff oder Reporter-mRNA-Injektion. Kaede ist ein Foto-Cabrio-Protein, das von grün auf rot schaltet sich nach Foto-Aktivierung und macht es möglich, Zellen genau zu folgen. Die sox10: kaede transgene Linie wurde verwendet, um Abstammung Analyse durchführen, um CNC-Zellpopulationen, die Anlass zu Oberkiefer-Unterkiefer gegenüber Elementen und veranschaulichen Homologie von Gesichts Protuberanzen zu amniotes abzugrenzen. Dieses Protokoll beschreibt den Schritts, eine Live-Zeitraffer-Video eines sox10 generieren: kaede Zebrafischembryo. Entwicklung des Siebbein Platte wird als praktisches Beispiel dienen. Dieses Protokoll kann zur Erstellung einer Zeitraffer-Aufnahme eines konfokalen kaede oder ähnliche photoconvertible Reporterprotein in transgenen Zebrafisch angewendet werden. Weiterhin kann es verwendet werden, um nicht nur normal, sondern auch abnorme Entwicklung der kraniofazialen Strukturen in den Zebrafisch-Mutanten zu erfassen.

In der sox10: kaede transgene Linie, Zug-und Postmigrations CNCCs fluoreszierend grün markiert. Die CNCC Zellen mit grün fluoreszierenden kaede beschriftet rekapitulieren sox10 endogene mRNA-Expression 5. Unter anderen Anwendungen wurde dieses Tiermodell verwendet, um die Entwicklung von CNCC abhängig kraniofazialen Strukturen besser sichtbar zu machen. Normale Entwicklung der spezifischen Strukturen und auch pathologische Entwicklung der kraniofazialen Fehlbildungen, insbesond...

Watch this Scientific Journal Video about Visualization of Craniofacial Development in the sox10: kaede Transgenic Zebrafish Line Using Time-lapse Confocal Microscopy at JoVE.com

Visualization of Craniofacial Development in the sox10: kaede Transgenic Zebrafish Line Using Time-lapse Confocal Microscopy

Visualisierung von experimentellen Daten ist zu einem wichtigen Element in Präsentation der Ergebnisse für die wissenschaftliche Gemeinschaft. Generation von Live-Zeitraffer-Aufnahme von wachsenden Embryos trägt zu einer besseren Präsentation und Verständnis für komplexe Entwicklungsprozesse. Dieses Protokoll ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Zellmarkierung über der Photo kaede Protein im Zebrafisch.

Visualisierung von Craniofacial Entwicklung in den sox10: kaede transgener Zebrafische Zeile mit Zeitraffer-konfokale Mikroskopie

Vertebrate palatogenesis is a highly choreographed and complex developmental process, which involves migration of cranial neural crest (CNC) cells, ...

Research

JoVE Journal

Biology

Monitoring Actin Disassembly with Time-lapse Microscopy

Überwachung Aktin Demontage mit Zeitraffer-Mikroskopie

Forschung

Biologie

Two-photon axotomy and time-lapse confocal imaging in live zebrafish embryos

Zwei-Photonen-Axotomie und Zeitraffer-konfokale Bildgebung in lebenden Zebrafisch-Embryonen

Zebrafish have long been utilized to study the cellular and molecular mechanisms of development by time-lapse imaging of the living transparent embryo.  ...

Live Imaging of the Zebrafish Embryonic Brain by Confocal Microscopy

Live-Imaging der Zebrafisch embryonalen Gehirn durch konfokale Mikroskopie

In this video, we demonstrate the method our lab has developed to analyze the cell shape changes and rearrangements required to bend and fold the ...

Time-lapse Imaging of Mitosis After siRNA Transfection

Zeitraffer-Imaging der Mitose Nach siRNA-Transfektion

Changes in cellular organization and chromosome dynamics that occur during mitosis are tightly coordinated to ensure accurate inheritance of genomic and ...

Multicolor Time-lapse Imaging of Transgenic Zebrafish: Visualizing Retinal Stem Cells Activated by Targeted Neuronal Cell Ablation

Multicolor Zeitraffer-Imaging transgener Zebrafische: Visualisierung von Retinal Stammzellen durch gezielte Nervenzellen Ablation Activated

High-resolution time-lapse imaging of living zebrafish larvae can be utilized to visualize how biological processes unfold (for review see 1). Compound ...

Time-lapse Microscopy of Early Embryogenesis in Caenorhabditis elegans

Time-lapse Microscopy of Early Embryogenesis in Caenorhabditis elegans

Zeitraffer-Mikroskopie der frühen Embryogenese in Caenorhabditis elegans

Caenorhabditis elegans has often been used as a model system in studies of early developmental processes.  The transparency of the 
embryos, the genetic ...

Electroporation of Craniofacial Mesenchyme

Elektroporation von Craniofacial Mesenchym

Electroporation is an efficient method of delivering DNA and other charged macromolecules into tissues at precise time points and in precise locations. ...

Quantitative Analysis of Random Migration of Cells Using Time-lapse Video Microscopy

Quantitative Analyse der ungerichtete Migration von Zellen unter Verwendung Zeitraffer-Video-Mikroskopie

Cell migration is a dynamic process, which is important for embryonic development, tissue repair, immune system function, and tumor invasion 1, 2. During ...

Analyzing Craniofacial Morphogenesis in Zebrafish Using 4D Confocal Microscopy

Analyse Craniofacial Morphogenese in Zebrafisch Mit 4D konfokale Mikroskopie

Time-lapse imaging is a technique that allows for the direct observation of the process of morphogenesis, or the generation of shape. Due to their optical ...

High-resolution Time-lapse Imaging and Automated Analysis of Microtubule Dynamics in Living Human Umbilical Vein Endothelial Cells

Hochauflösende Zeitraffer-Imaging und automatische Analyse von Dynamik der Mikrotubuli in lebenden menschlichen Endothelzellen aus der Nabelvene

The physiological process by which new vasculature forms from existing vasculature requires specific signaling events that trigger morphological changes ...