Name: rapid and efficient spatiotemporal monitoring of normal and aberrant cytosine methylation within intact zebrafish embryos
Uploaded: 2022-08-18T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Rapid and Efficient Spatiotemporal Monitoring of Normal and Aberrant Cytosine Methylation within Intact Zebrafish Embryos at JoVE.com

Araştırma desteği, SAB'a UCR Lisansüstü Bölüm Bursu, SAB'a NRSA T32 Eğitim Programı Bursu (T32ES018827) ve DCV'ye Ulusal Sağlık Enstitüleri hibesi (R01ES027576) ve USDA Ulusal Gıda ve Tarım Enstitüsü Hatch Projesi (1009609) tarafından sağlanmıştır.

Yetişkin yetiştiriciler, Riverside'daki Kaliforniya Üniversitesi'nde Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanım Komitesi (IACUC) onaylı bir hayvan kullanım protokolüne (#20180063) uygun olarak ele alındı ve tedavi edildi.
1. Zebra balığı embriyo toplama ve kimyasal maruziyet
<ol><li>Cinsel olarak olgun ve üreme açısından uygun yetişkin erkek ve dişi zebra balığı içeren tanklara tank içi üreme tuzakları ekleyin. 6 L tank başına en az 12 saat önce, tankla...

<ol>
	<li>Zhang, H. -. Y., Xiong, J., Qi, B. -. L., Feng, Y. -. Q., Yuan, B. -. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+existence+of+5-hydroxymethylcytosine+and+5-formylcytosine+in+both+DNA+and+RNA+in+mammals.">The existence of 5-hydroxymethylcytosine and 5-formylcytosine in both DNA and RNA in mammals.</a> Chemical Communications. 52 (4), 737-740 (2016).</li><li>Huang, 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=Formation+and+determination+of+the+oxidation+products+of+5-methylcytosine+in+RNA.">Formation and determination of the oxidation products of 5-methylcytosine in RNA.</a> Chemical Science. 7 (8), 5495-5502 (2016).</li><li>Avila-Barnard, S., 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=Tris(1,3-dichloro-2-propyl)+phosphate+disrupts+the+trajectory+of+cytosine+methylation+within+developing+zebrafish+embryos.">Tris(1,3-dichloro-2-propyl) phosphate disrupts the trajectory of cytosine methylation within developing zebrafish embryos.</a> Environmental Research. 211, 113078 (2022).</li><li>Dasgupta, S., Cheng, V., Volz, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Utilizing+zebrafish+embryos+to+reveal+disruptions+in+dorsoventral+patterning.">Utilizing zebrafish embryos to reveal disruptions in dorsoventral patterning.</a> Current Protocols. 1 (6), 179 (2021).</li><li>Vliet, S. M. F., 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=Maternal-to-zygotic+transition+as+a+potential+target+for+niclosamide+during+early+embryogenesis.">Maternal-to-zygotic transition as a potential target for niclosamide during early embryogenesis.</a> Toxicology and Applied Pharmacology. 380, 114699 (2019).</li><li>Kupsco, A., Dasgupta, S., Nguyen, C., Volz, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+alterations+in+DNA+methylation+precede+Tris(1,3-dichloro-2-propyl)phosphate-induced+delays+in+zebrafish+epiboly.">Dynamic alterations in DNA methylation precede Tris(1,3-dichloro-2-propyl)phosphate-induced delays in zebrafish epiboly.</a> Environmental Science &amp; Technology Letters. 4 (9), 367-373 (2017).</li><li>Dasgupta, S., 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=Complex+interplay+among+nuclear+receptor+ligands,+cytosine+methylation,+and+the+metabolome+in+driving+tris(1,3-dichloro-2-propyl)phosphate-induced+epiboly+defects+in+zebrafish.">Complex interplay among nuclear receptor ligands, cytosine methylation, and the metabolome in driving tris(1,3-dichloro-2-propyl)phosphate-induced epiboly defects in zebrafish.</a> Environmental Science &amp; Technology. 53 (17), 10497-10505 (2019).</li><li>McGee, S. P., Cooper, E. M., Stapleton, H. M., Volz, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+zebrafish+embryogenesis+is+susceptible+to+developmental+TDCPP+exposure.">Early zebrafish embryogenesis is susceptible to developmental TDCPP exposure.</a> Environmental Health Perspectives. 120 (11), 1585-1591 (2012).</li><li>Geiman, T. M., Muegge, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+methylation+in+early+development.">DNA methylation in early development.</a> Molecular Reproduction and Development. 77 (2), 105-113 (2010).</li><li>Wossidlo, 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=5-Hydroxymethylcytosine+in+the+mammalian+zygote+is+linked+with+epigenetic+reprogramming.">5-Hydroxymethylcytosine in the mammalian zygote is linked with epigenetic reprogramming.</a> Nature Communications. 2 (1), 1-8 (2011).</li><li>Rottach, A., Leonhardt, H., Spada, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+methylation-mediated+epigenetic+control.">DNA methylation-mediated epigenetic control.</a> Journal of Cellular Biochemistry. 108 (1), 43-51 (2009).</li><li>Egger, G., Liang, G., Aparicio, A., Jones, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epigenetics+in+human+disease+and+prospects+for+epigenetic+therapy.">Epigenetics in human disease and prospects for epigenetic therapy.</a> Nature. 429 (6990), 457-463 (2004).</li><li>Ooi, S. K. T., O'Donnell, A. H., Bestor, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mammalian+cytosine+methylation+at+a+glance.">Mammalian cytosine methylation at a glance.</a> Journal of Cell Science. 122 (16), 2787-2791 (2009).</li><li>Baylin, S. B., Jones, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+decade+of+exploring+the+cancer+epigenome-biological+and+translational+implications.">A decade of exploring the cancer epigenome-biological and translational implications.</a> Nature Reviews Cancer. 11 (10), 726-734 (2011).</li><li>Robertson, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+methylation+and+chromatin-unraveling+the+tangled+web.">DNA methylation and chromatin-unraveling the tangled web.</a> Oncogene. 21 (35), 5361-5379 (2002).</li><li>Robertson, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+methylation+and+human+disease.">DNA methylation and human disease.</a> Nature Reviews Genetics. 6 (8), 597-610 (2005).</li><li>Greenberg, M. V. C., Bourc'his, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+diverse+roles+of+DNA+methylation+in+mammalian+development+and+disease.">The diverse roles of DNA methylation in mammalian development and disease.</a> Nature Reviews Molecular Cell Biology. 20 (10), 590-607 (2019).</li><li>Yuan, B. -. F., Feng, Y. -. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+the+analysis+of+5-methylcytosine+and+its+oxidation+products.">Recent advances in the analysis of 5-methylcytosine and its oxidation products.</a> Trends in Analytical Chemistry. 54, 24-35 (2014).</li><li>Lantz-McPeak, S., 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+assay+using+high+content+screening+of+zebrafish+embryos.">Developmental toxicity assay using high content screening of zebrafish embryos.</a> Journal of Applied Toxicology. 35 (3), 261-272 (2015).</li></ol>

Bu protokol sırasında, kritik olan birkaç adım vardır. İlk olarak, embriyoları dekoryonize ederken, gelişmekte olan embriyonun bu kısımları çok kırılgan ve delinmesi kolay olduğundan, iğneyi embriyo / yumurta sarısı kesesi / hücre kütlesinin dokusundan uzağa yönlendirmek önemlidir. İkincisi, etiketli embriyoları bireysel kuyucuklara aktarırken, plastik bir pipete yapışacakları için embriyoları transfer etmek için bir cam pipet kullanın. Üçüncüsü, tam montajlı IHC yaparken, plakanın...

Enzimatik modifikasyonlar, sitozinin aktif metilasyonunu ve demetilasyonunu 5-metilsitozin (5-mC) içine ve ardından 5-mC'nin 5-hidroksimetilsitozin, 5-formilsitozin ve 5-karboksilsitozin 1,2'ye oksidasyonunu yönlendirir. Tris (1,3-dikloro-2-propil) fosfat (TDCIPP), Amerika Birleşik Devletleri'nde yaygın olarak kullanılan ve daha önce döllenme sonrası 0.75 saat sonra (hpf) erken gastrulasyona (6 hpf) kadar erken embriyonik maruziyeti takiben sitozin metilasyonunun yörüngesini değiştirdiği daha önce kanıtlanmış bir alev geciktiricidir 3,4,5,6,7,8 . Omurgalılarda, 5-mC ve modifiye edilmiş türevleri, erken embriyonik gelişimi düzenlemek için kritik öneme sahiptir9. Bir embriyonun döllenmesi, ebeveyn DNA'sının demetilasyonunu tetikler, bunu maternal mRNA bozunması, zigotik genom aktivasyonu ve zigotik genomun remetilasyonuizler 9. Sitozin metilasyonunu kullanan biyolojik olarak ilgili süreçler arasında histon modifikasyonu, transkripsiyonel makinelerin işe alınması, RNA metilasyonu, epigenetik yeniden programlama ve kromatin yapısının belirlenmesi10,11 sayılabilir. Sitozin metilasyonu, omurgalı türleri arasında da korunmaktadır ve anormal sitozin metilasyonunun bir organizmanın gelişiminin yörüngesini nasıl etkileyebileceğini anlamanın ve araştırmanın önemini vurgulamaktadır11. Ayrıca, in utero gelişim maternal maruziyete duyarlıdır ve acil fenotipik sonuçlar, yetişkin hastalık duyarlılığı üzerinde uzun vadeli etkiler ve kalıtsal epigenetik işaretlerin nesiller arası etkileri gibi olumsuz sonuçlara neden olma potansiyeline sahiptir12,13,14.
Sitozin-guanin çiftlerinin veya CpG adalarının uzun uzantıları, genom15,16,17 boyunca sitozin metilasyonunun dinamiklerini karakterize etmeyi amaçlayan araştırmacıların birincil odakları olmuştur. Tüm genom bisülfit dizilimi, azaltılmış temsili bisülfit dizilimi ve bisülfit amplikon dizilimi gibi bisülfit bazlı stratejiler, baz çifti çözünürlüğünde sitozin metilasyonunu sorgulamak için altın standardı temsil eder. Bununla birlikte, dizilemeye dayalı yaklaşımlar maliyet engelleyicidir ve bu nedenle, gelişimsel aşamalarda sitozin metilasyonunu, kimyasal başına çoklu konsantrasyonları izleme ve tedavi başına embriyoları çoğaltma yeteneğini engeller. Ek olarak, dizileme tabanlı yaklaşımlar, gelişmekte olan bir embriyo içindeki potansiyel olarak etkilenen hücre tiplerini ve alanlarını anlamak için kritik olan mekansal lokalizasyon hakkında bilgi sağlamaz. Benzer şekilde, metilasyona bağımlı kısıtlama analizi, 5-mC enzime bağlı immünotahliller (ELISA'lar) ve 5-metil-2'-deoksisitidin (5-mC) sıvı kromatografisi-kütle spektrometresi (LC-MS) gibi küresel DNA metilasyon testleri, hücre veya doku homojenatlarına dayanır ve bu nedenle, bozulmamış örnekler12,18 içinde sitozin metilasyonunun uzay ve zaman üzerindeki lokalizasyonunu ve büyüklüğünü izleme yeteneğini engeller.
Otomatik in vivo görüntüleme, genetik manipülasyonlar, hızlı ex utero gelişim süresi ve embriyogenez sırasında hayvancılığın kolaylığı nedeniyle, zebra balığı embriyoları, erken embriyonik gelişim sırasında olumsuz sonuçlara katkıda bulunan ksenobiyotik aracılı yolları ortaya çıkarmak için fizyolojik olarak bozulmamış modeller olarak yaygın olarak kullanılmaya devam etmektedir. Bu nedenle, 5-mC'ye özgü ticari olarak temin edilebilen antikorları kullanarak, aşağıdaki protokol, istatistiksel analizden önce programlama dilini kullanarak bütün-monte immünohistokimyadan (IHC), otomatik yüksek içerikli görüntülemeden ve verimli veri işlemeden yararlanarak bireysel, bozulmamış zebra balığı embriyolarında sitozin metilasyonunun hızlı ve verimli bir şekilde mekansal zamansal izlenmesi için uygun maliyetli bir stratejiyi açıklamaktadır.
Mevcut bilgilere göre, bu yöntem bozulmamış zebra balığı embriyolarında 5-mC'yi izleyen ilk yöntemdir. Yöntem, hücre kütlesi içindeki DNA metilasyonunun tespit edilmesini sağlar ve ayrıca maternal-zigotik geçiş sırasında yumurta sarısı lokalize maternal mRNA'ların sitozin metilasyonunu tespit etme yeteneğine sahiptir. Genel olarak, bu yöntem, epigenetik yeniden programlama sırasında sitozin metilasyonunu in situ olarak bozma potansiyeline sahip kimyasalların hızlı bir şekilde tanımlanması için yararlı olacaktır.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1.5-mL microcentrifuge tubes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>540225</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10-&#181;L glass microcapillary pipette</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>211762B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100-mm plastic Petri dish</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>08757100D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10x phosphate-buffered saline&#160;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP399500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-mL pipette&#160;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13690032</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>250-mL Erlenmeyer flask</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>FB501250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-mL pipette</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13690033</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>60-mm glass petri dishes with lids</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>08747A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96-well plate</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>720089</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AlexaFluor 488-conjugated goat anti-mouse IgG antibody&#160;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A21121</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum albumin</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP67110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMSO</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP2311</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hotplate&#160;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>1110016SH</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>In-tank breeding traps</td>
			<td>Aquatic Habitats</td>
			<td>N/A</td>
			<td>This product is no longer available following acquisition of Aquatic Habitats by Pentair.&#160; Investigators can use standard off-system breeding tanks available from multiple vendors.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ImageXpress Micro XLS Widefield High-Content Screening System</td>
			<td>Molecular Devices</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Any high-content screening system equipped with transmitted light and FITC filter will be suitable.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Immunochemistry (IHC) basket</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Manufactured in-house using microcentrifuge tubes with conical portion removed and bottom fitted with mesh, sized for 24- or 48-well plates.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MetaXpress 6.0.3.1658&#160;</td>
			<td>Molecular Devices</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Any software capable of quantifying total area and integrated intensity of fluorescence will be suitable.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microspatula</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>2140115</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monoclonal mouse anti-5-mC antibody</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>MABE146</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaOH</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP359-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Orbital shaker&#160;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>50998290</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm&#160;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>1337412</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde&#160;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>18612139</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic transfer pipette</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>1368050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rstudio</td>
			<td>RStudio</td>
			<td>N/A</td>
			<td>RStudio is open-source software and can be downloaded at https://www.rstudio.com.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sheep serum</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>S3772-5ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereomicroscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>10450103</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature-controlled incubator&#160;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>PR505755L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tween-20&#160;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>P7949-500ML</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

rapid and efficient spatiotemporal monitoring of normal and aberrant cytosine methylation within intact zebrafish embryos

Sitozin metilasyonu, omurgalı türleri arasında oldukça korunmuştur ve epigenetik programlama ve kromatin durumunun önemli bir itici gücü olarak, erken embriyonik gelişimde kritik bir rol oynar. Enzimatik modifikasyonlar, aktif metilasyonunu ve sitozinin 5-metilsitozine (5-mC) demetilasyonunu ve ardından 5-mC'nin 5-hidroksimetilsitozin, 5-formilsitozin ve 5-karboksilyosin içine oksidasyonunu yönlendirir. Epigenetik yeniden programlama, in utero gelişim sırasında kritik bir dönemdir ve annenin kimyasallara maruz kalması, yavrulardaki epigenomu yeniden programlama potansiyeline sahiptir. Bu potansiyel olarak acil fenotipik sonuçlar, yetişkin hastalık duyarlılığı üzerinde uzun vadeli etkiler ve kalıtsal epigenetik işaretlerin nesiller arası etkileri gibi olumsuz sonuçlara neden olabilir. Bisülfit bazlı dizileme, araştırmacıların baz çifti çözünürlüğünde sitozin metilasyonunu sorgulamasına izin vermesine rağmen, dizileme tabanlı yaklaşımlar maliyet engelleyicidir ve bu nedenle, gelişimsel aşamalar boyunca sitozin metilasyonunu izleme yeteneğini, kimyasal başına çoklu konsantrasyonları ve tedavi başına embriyoları çoğaltma yeteneğini engeller. Otomatik in vivo görüntüleme, genetik manipülasyonlar, hızlı ex utero gelişim süresi ve embriyogenez sırasında yetiştiriciliğin kolaylığı nedeniyle, zebra balığı embriyoları, erken embriyonik gelişim sırasında olumsuz sonuçlara katkıda bulunan ksenobiyotik aracılı yolakları ortaya çıkarmak için fizyolojik olarak bozulmamış bir model olarak kullanılmaya devam etmektedir. Bu nedenle, ticari olarak temin edilebilen 5-mC'ye özgü antikorları kullanarak, istatistiksel analizden önce programlama dilini kullanarak bütüne monte immünohistokimya, otomatik yüksek içerikli görüntüleme ve verimli veri işlemeden yararlanarak bireysel, bozulmamış zebra balığı embriyolarında sitozin metilasyonunun hızlı ve verimli mekansal zamansal izlenmesi için uygun maliyetli bir strateji açıklıyoruz. Mevcut bilgilere göre, bu yöntem, erken gelişim sırasında zebra balığı embriyolarında 5-mC seviyelerini yerinde olarak başarılı bir şekilde tespit eden ve ölçen ilk yöntemdir. Yöntem, hücre kütlesi içindeki DNA metilasyonunun tespit edilmesini sağlar ve ayrıca maternal-zigotik geçiş sırasında yumurta sarısı lokalize maternal mRNA'ların sitozin metilasyonunu tespit etme yeteneğine sahiptir. Genel olarak, bu yöntem, epigenetik yeniden programlama sırasında sitozin metilasyonunu in situ olarak bozma potansiyeline sahip kimyasalların hızlı bir şekilde tanımlanması için yararlı olacaktır.

Bu protokolün genel amacı, sabit ve etiketli zebra balığı embriyolarındaki floresanın toplam alanını ve göreceli yoğunluğunu değerlendirerek bir tedavinin 5-mC'nin göreceli bolluğunu etkileyip etkilemediğini belirlemektir. Protokolü tamamladıktan sonra, ilk önce tüm montajlı IHC'nin başarılı olup olmadığını belirlemek için bir floresan stereomikroskop kullanılabilir. Etiketlenmiş embriyolar bir FITC veya GFP filtresi altında gözlendiğinde, pozitif bir sonuç embriyo içinde pozitif bir F...

Watch this Scientific Journal Video about Rapid and Efficient Spatiotemporal Monitoring of Normal and Aberrant Cytosine Methylation within Intact Zebrafish Embryos at JoVE.com

Rapid and Efficient Spatiotemporal Monitoring of Normal and Aberrant Cytosine Methylation within Intact Zebrafish Embryos

Bu yazıda, bozulmamış zebra balığı embriyolarında normal ve anormal sitozin metilasyonunun hızlı ve verimli spatiotemporal izlenmesi için bir protokol açıklanmaktadır.

Bozulmamış Zebra Balığı Embriyolarında Normal ve Anormal Sitozin Metilasyonunun Hızlı ve Verimli Mekansal Zamansal İzlenmesi

Cytosine methylation is highly conserved across vertebrate species and, as a key driver of epigenetic programming and chromatin state, plays a critical ...

Bu protokol, nispeten hızlı ve uygun maliyetli bir yöntemin yanı sıra otomatik bir edinme ve analiz sunar, böylece yaygın bir epigenetik biyobelirteç olan 5-Metilsitozinin düşük hassasiyetli taramasını üretir. Bu tekniğin temel avantajı, kullanıcıların modellerine ve gelişim aşamalarına göre optimize edebilecekleri deneysel bir tasarım sunma esnekliğidir. Bu teknik, kimyasal maruziyetin, gelişmekte olan bir organizma içindeki 5-Metilsitozin'in göreceli bolluğunu nasıl değiştirdiğini tespit etmek için kullanılabilir; bu, normalde sadece dizileme gibi pahalı yüksek trpA yöntemleri ile yapılabilir.Bu yöntem, çevresel uyaranlara yanıt olarak 5-Metilsitozinin epigenetik değişikliklerini anlamak için NCG yöntemlerini kullanmayı amaçlayan herhangi bir araştırma için yararlıdır. Toplama sabahı taze bir maruz kalma çözeltisi hazırlayarak başlayın. 60 milimetrelik cam Petri kabına beş mililitre partikülsüz sistem suyu ekleyin.Daha sonra 10 mikrolitre dimetil sülfoksit veya kimyasal stok çözeltisini sistem suyuna aktarmak için 10 mikrolitrelik mikro kılcal cam pipet kullanın. Stok çözeltisinin dağılmasını sağlamak için cam Petri kabını döndürün. Cam Petri kabına beş mililitre daha sistem suyu ekleyin ve maruz kalma çözeltisini homojenize etmek için kabı döndürün.Buharlaşmayı en aza indirmek için cam tabakları cam kapaklarla kapatın. Daha sonra, embriyoları balık ağından 100 milimetrelik bir kaba aktarmak için RO su dolu bir fışkırtma şişesi kullanın. Döllenmeden 0.75 saat sonra 50 canlı embriyoyu rastgele sıralayın ve fazla RO suyunu çıkarın.Maruziyet süresi sona erdikten sonra, embriyoları inkübatörden çıkarın. Tüm canlı embriyoları 1,5 mililitrelik mikro santrifüj tüpüne aktarın. Herhangi bir embriyoyu aspire etmeden artık maruz kalma solüsyonunu aspire edin.500 mikrolitre soğutulmuş% 4 paraformaldehit ekleyin ve embriyoları birkaç kez ters çevirerek karıştırın. Embriyoların sabitlenmesine ve% 4 paraformaldehitin gece boyunca dört santigrat derecede sabitlenmesine izin verin. Embriyoları sabitledikten sonra% 4 paraformaldehit aspire edin, embriyoları 1X PBS'de tekrar harcayın ve 30 saniye boyunca nazik pipetleme ile karıştırın.Bir cam pipet kullanarak, sabit embriyoları RO su dolu bir cam kaba dikkatlice aktarın. 30 saniye boyunca yavaşça döndürün ve bu yıkamayı bir kez tekrarlayın. Beş kat büyütme ile ayarlanmış bir stereo mikroskop altında, şırınga iğneleri kullanarak embriyoları süsleyin.İğne ucunu kullanarak, koryonu delin ve yavaşça yumurta sarısı ve hücre kütlesinden uzaklaştırın. Embriyolar süslendikten sonra, 25 adede kadar bozulmamış embriyoyu bir immünohistokimya sepetine aktarmak için bir cam mikro kılcal pipet kullanın. IHC sepetini 24 delikli bir tabağa yerleştirin.Sonra suyu her kuyudan aspire edin. Embriyoları kuyu başına 500 mikrolitre bloke tamponunda askıya alın, plakayı ışıktan korumak için paraform ve alüminyum folyo ile sarın. Plakayı 100 rpm'de yörüngesel bir çalkalayıcıda dört saat boyunca dört santigrat derecede inkübe edin.Kuluçkadan sonra, bloke edici tamponu her bir kuyucuktan aspire edin. 500 mikrolitre birincil antikor çözeltisi ile değiştirin. Arka plan gürültüsünü hesaba katmak için araç kontrol embriyolarının bir alt kümesini bloke edici tamponla inkübe etmeyi unutmayın.Plakayı ve paraform ve alüminyum folyoyu yeniden sarın ve plakanın yörüngesel bir çalkalayıcıda gece boyunca dört santigrat derecede inkübe olmasına izin verin. Ertesi gün birincil antikor çözeltisini her bir kuyucuktan çıkarın ve 1x PBST ile değiştirin. Her bir kuyuyu, yörüngesel bir çalkalayıcıda yıkama başına beş dakika boyunca 1x PBST ile üç kez yıkayın.Her kuyudan 1x PBST'yi aspire edin ve IHC sepetini RO suyuyla dolu bir cam Petri kabına yerleştirin. Standart bir stereo mikroskop altında, bozulmamış embriyoları rastgele 96 kuyucuklu bir plakaya ayırarak kuyu başına bir embriyo sağlar. Ardından tüm RO suyunu ayrı ayrı kuyulardan çıkarın ve 200 mikrolitre 1x PBS ekleyin.Plakayı bir G.Görüntüde üç dakika boyunca santrifüj edin, embriyoları iletilen ışık ve FITC altında iki kat objektif olarak görüntüleyin. Fotoğraf makinesinin netlemesinin plakanın altında olduğundan ve alt kalınlıkla dengelendiğinden emin olmak için otomatik netlemeyi seçin. Pozlama süresi 100 milisaniye olan bir FITC dalga boyu seçin ve otomatik odağı Z ofseti ile lazere ayarlayın.Plaka alımına başlamadan önce uygun görüntü alımını ve birkaç kuyuyu gözlemleyin ve onaylayın. Görüntü alımından sonra, yüksek içerikli tarama sistemini ve özel bir otomatik görüntü analizi prosedürünü kullanarak veri analizi yapın. Toplam alan ve entegre floresan yoğunluğu için analiz edilecek 96 kuyu plakasındaki her embriyoyu seçin.Ardından, veri noktalarını tablolaştırın ve verileri bir elektronik tabloya aktarmak için açık veri günlüğünü ölçüp seçerek yüksek içerikli tarama sisteminden dışa aktarın. Her kuyu için verileri sıralamak ve toplamak ve kuyu numarasına göre filtrelemek için dışarı aktarılan elektronik tabloyu dağıtıcı paketine yükleyin. Ardından, toplanan verileri bir elektronik tabloya aktarmak için doğru Excel paketini kullanın.5-Metilsitozin spesifik toplam alanın dağılımı ve entegre yoğunluğu, döllenmeden altı saat sonra Zebra balığı embriyoları için değerlendirildi. X ekseni, bir araç olarak DMSO'ya veya pozitif kontrol olarak TDCIPP'ye maruz kalmayı gösterir. Y ekseni göreceli floresanı gösterir.Eşikler, embriyolarda tespit edilen toplam 5-Metilsitozin alanı ve aynı alandaki entegre yoğunluk ile gösterildiği gibi, araçla tedavi edilen embriyolardan önemli ölçüde farklıydı. Doğru IHC tespiti için boyunduruğun ve hücre kütlesinin bütünlüğünü korumak son derece önemlidir. Bu yöntem nispeten duyarsızdır ve yalnızca göreli bolluk RFU verisi sunar.Niceleme gerekiyorsa, daha hedefli bir yaklaşımla takip edilebilir.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Isolation and Characterization of Single Cells from Zebrafish Embryos

İzolasyon ve Zebra balığı Embriyolar gelen Tek Hücre Karakterizasyonu

The zebrafish (Danio rerio) is a powerful model organism to study vertebrate development. Though many aspects of zebrafish embryonic development have been ...

Generation of Parabiotic Zebrafish Embryos by Surgical Fusion of Developing Blastulae

Blastulae Gelişmekte Cerrahi Fusion tarafından Parabiyotik balığı Embriyolar Üretimi

Surgical parabiosis of two animals of different genetic backgrounds creates a unique scenario to study cell-intrinsic versus cell-extrinsic roles for ...

Affinity Labeling Detection of Endogenous Receptors from Zebrafish Embryos

Zebra balığı Embriyolar Endojen Reseptör Affinity Etiketleme Tespiti

By combining the powers of Affinity Labeling and Immunoprecipitation (AFLIP), a technique for the detection of low abundance receptors in zebrafish ...

Biosensing Motor Neuron Membrane Potential in Live Zebrafish Embryos

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 ...

Induction of Hypoxia in Living Frog and Zebrafish Embryos

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

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 ...

Visualization of Cellular Electrical Activity in Zebrafish Early Embryos and Tumors

Zebra balığı erken embriyo ve tümör hücresel elektrik aktivitesinin görselleştirme

Bioelectricity, endogenous electrical signaling mediated by ion channels and pumps located on the cell membrane, plays important roles in signaling ...

Fast and Efficient Expression of Multiple Proteins in Avian Embryos Using mRNA Electroporation

MRNA Electroporation kullanarak Avian embriyoları çoklu proteinlerin hızlı ve verimli Ifade

We report that mRNA electroporation permits fluorescent proteins to label cells in living quail embryos more quickly and broadly than DNA electroporation. ...

Whole Mount Immunohistochemistry in 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. ...

Quantification of Ethanol Levels in Zebrafish Embryos Using Head Space Gas Chromatography

Kafa Uzayı Gaz Kromatografisi Kullanan ZebraBalığı Embriyolarında Etanol Düzeylerinin Ölçülmesi

Fetal Alcohol Spectrum Disorders (FASD) describe a highly variable continuum of ethanol-induced developmental defects, including facial dysmorphologies ...