Summary

Yaşayan Zebra balığı Embriyo Hücre alt yapıları görüntüleme

Published: April 02, 2016
doi:

Summary

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.

Abstract

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.

Introduction

In vivo görüntüleme en fizyolojik bağlamda hücresel davranışları doğrudan görselleştirme sağlar. Zebra balığı embriyolarının, onların hızlı ve dış gelişme ve floresan etiketleme izin genetik araçları zengin bir dizi şeffaflık tüm anahtar gelişimsel olayların dinamiklerini aydınlatmak için in vivo mikroskopi artan kullanımına katkıda bulunmuştur. Zebra balığı sinir sistemi gelişiminin görüntüleme çalışmaları, örneğin büyük ölçüde nöral progenitör hücrelerin davranışları ve sonraki göç, farklılaşma ve devre entegrasyonu 1-8 da dahil olmak üzere kendi döl kader bilgimizi genişletti var.

Sahne şimdi bu hücresel davranışları altında yatan hücre içi dinamiğini incelemek için ayarlanır. Nitekim, Zebra balığı zaten in vivo hücre biyolojisi araçları olarak istismar ediliyor. Golgi 15, mitokondri 9-11 görselleştirmek için artık mümkün 2,8,12-14 sentrozomMikrotübül 4 ve aktin 16 hücre iskeleti, 17 endozom-lann ve in vivo Zebra balığı embriyolarının diğer hücre içi yapılar arasında, 1,18 apikal membran komponentleri karmaşık. Şimdiye kadar, bu organellerin işlevi hakkında bilinenlerin çok kültürlü hücrelerde davranışlarını inceleyerek geliyor. In vitro çalışmalar, hücre biyolojisi içine muazzam bir fikir vermiştir ederken, kültür hücreleri tamamen in vivo durumun karmaşıklığını temsil etmemektedir ve bu nedenle zorunlu olarak işlev ve in vivo hücre içi organellerin dinamiklerini yansıtmak zorunda değildir. Zebra balığı embriyolar hücre içi dinamikleri incelenerek in vivo alternatif olarak uygulanabilir bir teklif.

Omurgalılar olarak, zebra balığı, memeli türlerde bulunan kişilerce homolog olan bir çok organ sistemini (örneğin, nöral retinanın) sahiptirler. Ayrıca, Zebra balığı embriyolar giderek insan hastalıkları 19,20 modellemek için kullanılmaktadır </syukarı>, centrosomal fonksiyonu (örneğin, mikrosefali 21 ve Leber'in konjenital amarozu 22) ve mitokondriyal fonksiyon (örneğin, Parkinson hastalığı 23, 10,24 ve Barth sendromu 25 tauopatıler) ile ilgili olanlar da dahil olmak üzere. hücresel ve hücre içi düzeyde in vivo görüntüleme bu durumlarda bu patolojik durumları altında yatan hücre biyolojisi daha iyi anlaşılmasını sağlayacaktır.

Burada anlatılan yöntemlerin genel amacı in vivo ışık mikroskobu kullanarak Zebra balığı embriyolarının içinde organelleri ve diğer hücre içi yapıları araştırmak için kapsamlı bir rehber sunmaktır. In vivo hücre içi yapıları görselleştirme ve izleme dahil tüm iş akışı açıklanmıştır – genetik etiketleme yaklaşımlarından, geçici üreten ifade ve istikrarlı transgenik balık, ve nihayet geniş alan ve konfokal mikroskopi kullanılarak görüntülenmesi için. Bu yordam, her daedures sayıda zebrabalıkları laboratuvarlar tarafından kullanılır, açıklanan protokoller optimize edilmiş ve hücre içi yapıların dinamiklerini araştırmak için aerodinamik vardır. Burada açıklanan çalışmanın iki özel yönleri söz eder: İlk olarak, spesifik hücre tiplerinde genetik etiket organellere çoklu yapılandırmalarda Gal4 UAS sentezleme sisteminin kullanılması. İkinci olarak, in vivo görüntü hücre içi yapılara geniş alan ve konfokal mikroskopi doğrudan karşılaştırılması.

Zebra balığı genetik etiket organellerin ve diğer hücre içi yapılara güncel yaklaşımlar ya yapmak promotör elemanları doğrudan füzyon proteinleri 9,14,15. In vitro transkripsiyonu şapkalı RNA sonuçları ifadesini tahrik başlıklı mRNA 1,4,8 veya DNA bazlı yapıların kullanımı hızlı ve geniş anlatım, o ancak doku-spesifik değildir. başlıklı RNA seyreltilmiş veya düşer Buna ek olarak, ifade seviyeleri zamanla azalır. RNA Böylece kullanım bazlı(Post-gübreleme genellikle en fazla 3 gün) gelişiminde daha sonraki aşamalarında organel dinamikleri sınırlı incelemek için oluşturur.

Bu sınırlamalar ifade mekansal ve zamansal kontrolünün spesifik promotör unsurlar tarafından belirlenir, DNA konstruktları kullanılarak aşılabilir. DNA bazlı yapılar transgen sentezleme seviyelerine Gal4 UAS sistemi önemli gelişmeler bağlamında kullanıldığı zaman 26,27 görülmektedir. raportör genler Gal4-bağlanma yukarı aktivasyon sırasının (UAS) akış aşağısında klonlanmış ise, bu iki parçalı sentezleme sisteminde, hücre tipi özel promotör elemanları, bir transkripsiyonel aktivatör Gal4 ekspresyonunu tahrik. Uygun Gal4 sürücüleri UAS muhabir birleştirerek, ifadesi farklı promoterler arkasında belirli bir ifade şablonu, istenen her zaman haberci genlerin klonlanması için ihtiyaç engellemeyi, spesifik hücre tipleri ile sınırlı olabilir. Ayrıca, birden fazla UAS haberci genlerin ekspresyonu olabilirTek bir Gal4 aktivatörü ile tahrik. Gal4 UAS sistemi böylece hücre içi etiketleme için çok yönlü ve esnek genetik bir yaklaşım sağlar.

Geniş alan ve konfokal mikroskoplar çoğu laboratuarların workhorses. Geniş alan sistemleri, tipik olarak bir ışık kaynağı olarak bir ark lambası kullanmak ve hafif yolunun sonuna yerleştirilir hassas bir kamera ile yayılan ışığı algılar. dışı odaklanan ışık kalın örneklerde bir odak bilgi gizler gibi bu görüntüleme yöntemi, tipik olarak, ince numune ile sınırlıdır. Konfokal mikroskoplar bunların odak (yani, "optik kesit") 28 üzerinden köken olanlar üzerinde odak düzlemi kaynaklanan sinyalleri lehine inşa edilir ki geniş alan sistemlerden farklıdır. optik olarak kısımlara elde etmek için, bir iğne deliği nokta ışık kaynağı için bir konjügat pozisyonda emisyonu yolu yerleştirilir. Lazer ışığı kaynakları olarak kullanılmaktadır ve sinyal foto-çoklayıcı tup (PMT) ile tespit edilir. Pratik olarak, bir lazerkiriş numune üzerinde nokta-nokta ve her nokta (piksel) floresan emisyon PMT tarafından tespit edilir kaydırılan.

Burada görüntü hem mikroskopi yöntemleri doğrudan bir karşılaştırma sağlamak için geniş alan ve konfokal mikroskopi her ikisini de kullanarak zebrafish embriyolar yaşayan aynı hücre içi yapılar. Bu tür karşılaştırmalar sağlama temel amacı, eldeki belirli bir soru için en uygun mikroskopi tekniği seçimi için kurallar sunmaktır.

mitokondri ve sentrozom Gal4 UAS tabanlı genetik etiketleme gösteren Burada anlatılan yaklaşımları kullanarak. Bu organeller her görüntüleme yönteminin uygunluğunu göstermek için geniş alan ve konfokal mikroskopi kullanılarak sinir sistemi ve kas hücrelerinde farklı hücre tipleri içinde görüntülenmiş. Burada açıklanan yöntemler kolayca yaşayan zebrafish embriyo diğer organelleri ve hücre içi yapıları araştırmak için adapte edilebilir.

Protocol

Tüm hayvan deneyleri Yukarı Bavyera (Münih, Almanya) hükümeti, yerel yönetmeliklere uygun olarak yapıldı. 1. Etiketleme Organeller ve diğer Subselüler Yapılar NOT: Burada genetik muhabir floresan etiketi sentrozomlar, mitokondri ve hücre zarları tarif olduğunu oluşturur. Floresan sentrozom ve mitokondri etiketlemek füzyon proteinleri üretmek için klasik klonlama yöntemleri 29 kullanın. Bu cetn4-YFP oluşt…

Representative Results

Burada geniş alan ve görüntü mitokondri ve zebra balığı embriyolar yaşayan sentrozomlarda konfokal mikroskopi kullanımı doğrudan karşılaştırılır ve tezat olduğunu. incelenecek organel dinamiği olan hücrelerin bir konumda ve spesifik hücre içi olayların doğal frekansına bağlı olarak, genel olarak geniş bir alan veya konfokal mikroskopi ya daha iyi bir seçimdir. Bu embriyo yüzeyinde bulunan RB nöronlarda ve daha derin bulunduğu retina hücrelerinde organelle…

Discussion

Burada, floresan etiket mitokondri, sentrozom ve zebra balığı embriyoların in vivo spesifik hücre tiplerinin hücre zarlarına Gal4 UAS sentezleme sisteminin kullanışlılığını göstermiştir. Diğer, organellerin veya hücre içi yapıları etiket çoğu halojen füzyon proteinleri literatürde bulunabilir ve ilgili laboratuarda, ticari kaynaklardan veya ticari olmayan plazmid tevdi (ör Addgene) elde edilebilir. Yeni bir flüoresan füzyon proteinini tasarlamak için birçok parametre AP ku…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

P.E. is supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Research Training Group 1373 and the Graduate School of the Technische Universität München (TUM-GS). G.P. was supported by TUM-GS. L.T. is supported by an EMBO fellowship (EMBO ALTF 108-2013). D.P.’s work on zebrafish was supported by the DFG through the Sonderforschungsbereich “Molecular Mechanisms of Neurodegeneration” (SFB 596); the Center for Integrated Protein Sciences (Munich) and the European Community’s Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) under Grant agreement no. 200611 (MEMOSAD). He is currently a New York Stem Cell Foundation-Druckenmiller Fellow and was supported by a fellowship from the German Academy of Sciences Leopoldina. L.G. is supported by funding from the DFG through SFB 870 “Assembly and Function of Neuronal Circuits”, Project A11.

We are grateful to Kristina Wullimann for maintaining our fish facility, Yvonne Hufnagel for technical support and Thomas Misgeld for comments on the manuscript. We are grateful to R. Köster (Technische Universität Braunschweig) for providing the M1 Medusa vector (pSKmemmRFP:5xUAS:H2B-CFP:5xUAS:Centrin2-YFP) from which we cloned out Centrin-YFP and S.C. Suzuki and T. Yoshimatsu (University of Washington) for providing the 14xUAS:MA-cerulean cassette which we used to generate the reporter construct to make CentrinFish. We further thank S.C. Suzuki and T. Yoshimatsu (University of Washington) for the Otx2:Gal4 transgenic line, A. Sagasti for the Sensory:Gal4-VP16 construct (UCLA) and M. Nonet (Washington University in St. Louis) for the pCold Heart Tol2 vector. We acknowledge Bettina Schmid, Alexander Hruscha and Christian Haass (German Center for Neurodegenerative Diseases Munich – DZNE) for contributing to the development of MitoFish.

Materials

Agarose (2-hydroxyethylagarose) Sigma-Aldrich A4018-10G Low-gelling temperature Type VII
Block heater Eppendorf Thermomixer compact
Ca(NO3)2 Calcium nitrate hydrate, 99.996%  Aldrich 202967-50g To prepare 30x Danieau's
CCD camera Qimaging Retiga Exi Fast 1394
Ceramic Coated Dumont #5 Forceps Dumont – Fine Science Tools 11252-50 #5 Forceps
Confocal laser-scanning microscope Olympus FV1000 Fluoview
Culture dish heater Warner Instrument Corporation DH-35 Heating ring
Ethyl 3-aminobenzoate methanesulfate salt Fluka Analytical A5040-100G Tricaine (anesthetic)
Fluorescence dissecting microscope Leica M205 FA
GeneClean kit MP Biomedicals 111001200
Glass Bottom Culture Dishes MatTek Corporation P35G-0-14-C 35mm petri dish, 14mm microwell, No. 0 coverglass
Glass needles World Precision Instruments Inc.  TW100F-4 For microinjections
HEPES Sigma H3375-250g To prepare 30x Danieau's
High vacuum grease Dow Corning  DCC000001242 150g Silicon dioxide grease
Incubator Thermo Scientific Heraeus To maintain zebrafish embryos at 28.5⁰ C
KCl 99% Sigma-Aldrich S7643-5kg To prepare 30x Danieau's
MgSO4.7H2O   Magnesium sulfate heptahydrate 98+% A.C.S reagent Sigma-Aldrich 230291-500g To prepare 30x Danieau's
Microinjector  Eppendorf FemtoJet
Microloader tips Eppendorf 930001007 0.5-20uL
Micromanipulator Maerzhaeuser Wetzlar MM33 Rechts/00-42-101-0000/M3301R
Micropipette holder Intracel P/N 50-00XX-130-1
mMESSAGE mMACHINE SP6 Transcription Kit Ambion AM1340 To transcribe PCS-Transposase
NaCl BioXtra >99.5% Sigma-Aldrich P9541-1kg To prepare 30x Danieau's
Nanophotometer To measure DNA/RNA concentration
Needle puller Sutter Instrument P-1000 Flaming/Brown
NIR Apo 40x/0.80W  Nikon Water-dipping-cone objective
N-Phenylthiourea Grade I, approx. 98% Sigma P7629-10G PTU (prevents pigmentation)
Petri dishes Sarstedt AG  821472 92 x 16mm 
Plastic molds  Adaptive Science Tools TU-1 For microinjections
Plexiglas cover-with a hole Custom-made The hole in the Plexiglas cover should be 3 mm larger than the diameter of the water-dipping-cone objective
Tea-strainer (Plastic) To collect zebrafish eggs
Temperature controller Warner Instrument Corporation TC-344B Dual Automatic Temperature Controller
Transfer pipettes Sarstedt AG  86.1171 3.5mL plastic transfer pipettes
UMPlanFI 100x/1.00W Olympus Water-dipping-cone objective
UMPlanFLN 20x/0.50W  Olympus Water-dipping-cone objective
Widefield microscope Olympus BX51WI
PTU (50x Stock) Dissolve 76 mg PTU in 50 ml distilled water
Stir vigorously at room temperature 
Store at -20 oC in 1 ml aliquots
Use at 1x working solution
Tricaine (20x Stock) Dissolve 200 mg Tricaine in 48 ml distilled water
Add 2 ml 1M Tris base (pH9)
Adjust to pH 7 
Store at -20 oC in 1 ml aliquots
Use at 1x working solution
Danieau's Solution (30x Stock) 1740 mM  NaCl 
<21 mM      KCl 
12 mM      MgSO4.7H2
18 mM      Ca (NO3)2
150 mM    HEPES buffer 
Distilled water upto 1 L 
Store at 4 o
Use at 0.3x working solution

References

  1. Alexandre, P., Reugels, A. M., Barker, D., Blanc, E., Clarke, J. D. Neurons derive from the more apical daughter in asymmetric divisions in the zebrafish neural tube. Nat Neurosci. 13 (6), 673-679 (2010).
  2. Distel, M., Hocking, J. C., Volkmann, K., Koster, R. W. The centrosome neither persistently leads migration nor determines the site of axonogenesis in migrating neurons in vivo. J Cell Biol. 191 (4), 875-890 (2010).
  3. Godinho, L., et al. Nonapical symmetric divisions underlie horizontal cell layer formation in the developing retina in vivo. Neuron. 56 (4), 597-603 (2007).
  4. Norden, C., Young, S., Link, B. A., Harris, W. A. Actomyosin is the main driver of interkinetic nuclear migration in the retina. Cell. 138 (6), 1195-1208 (2009).
  5. Godinho, L., et al. Targeting of amacrine cell neurites to appropriate synaptic laminae in the developing zebrafish retina. Development. 132 (22), 5069-5079 (2005).
  6. Mumm, J. S., et al. In vivo imaging reveals dendritic targeting of laminated afferents by zebrafish retinal ganglion cells. Neuron. 52 (4), 609-621 (2006).
  7. Sagasti, A., Guido, M. R., Raible, D. W., Schier, A. F. Repulsive interactions shape the morphologies and functional arrangement of zebrafish peripheral sensory arbors. Current biology : CB. 15 (9), 804-814 (2005).
  8. Zolessi, F. R., Poggi, L., Wilkinson, C. J., Chien, C. B., Harris, W. A. Polarization and orientation of retinal ganglion cells in vivo. Neural Dev. 1, 2 (2006).
  9. Kim, M. J., Kang, K. H., Kim, C. H., Choi, S. Y. Real-time imaging of mitochondria in transgenic zebrafish expressing mitochondrially targeted GFP. Biotechniques. 45 (3), 331-334 (2008).
  10. Plucinska, G., et al. In vivo imaging of disease-related mitochondrial dynamics in a vertebrate model system. J Neurosci. 32 (46), 16203-16212 (2012).
  11. O’Donnell, K. C., Vargas, M. E., Sagasti, A. WldS and PGC-1alpha regulate mitochondrial transport and oxidation state after axonal injury. J Neurosci. 33 (37), 14778-14790 (2013).
  12. Engerer, P., Yoshimatsu, T., Suzuki, S. C., Godinho, L. CentrinFish permit the visualization of centrosome dynamics in a cellular context in vivo. Zebrafish. 11 (6), 586-587 (2014).
  13. Wang, K., et al. Rapid adaptive optical recovery of optimal resolution over large volumes. Nat Methods. 11 (6), 625-628 (2014).
  14. Randlett, O., Poggi, L., Zolessi, F. R., Harris, W. A. The oriented emergence of axons from retinal ganglion cells is directed by laminin contact in vivo. Neuron. 70 (2), 266-280 (2011).
  15. Tanabe, K., et al. Atypical protein kinase C regulates primary dendrite specification of cerebellar Purkinje cells by localizing Golgi apparatus. J Neurosci. 30 (50), 16983-16992 (2010).
  16. Hocking, J. C., Distel, M., Koster, R. W. Studying cellular and subcellular dynamics in the developing zebrafish nervous system. Exp Neurol. 242, 1-10 (2013).
  17. Clark, B. S., Winter, M., Cohen, A. R., Link, B. A. Generation of Rab-based transgenic lines for in vivo studies of endosome biology in zebrafish. Dev Dyn. 240 (11), 2452-2465 (2011).
  18. Paolini, A., et al. Asymmetric inheritance of the apical domain and self-renewal of retinal ganglion cell progenitors depend on Anillin function. Development. 142 (5), 832-839 (2015).
  19. Santoriello, C., Zon, L. I. Hooked! Modeling human disease in zebrafish. The Journal of clinical investigation. 122 (7), 2337-2343 (2012).
  20. Steele, S. L., Prykhozhij, S. V., Berman, J. N. Zebrafish as a model system for mitochondrial biology and diseases. Translational research : the journal of laboratory and clinical medicine. 163 (2), 79-98 (2014).
  21. Novorol, C., et al. Microcephaly models in the developing zebrafish retinal neuroepithelium point to an underlying defect in metaphase progression. Open biology. 3 (10), 130065 (2013).
  22. Baye, L. M., et al. The N-terminal region of centrosomal protein 290 (CEP290) restores vision in a zebrafish model of human blindness. Human molecular genetics. 20 (8), 1467-1477 (2011).
  23. Flinn, L. J., et al. TigarB causes mitochondrial dysfunction and neuronal loss in PINK1 deficiency. Annals of neurology. 74 (6), 837-847 (2013).
  24. Paquet, D., et al. A zebrafish model of tauopathy allows in vivo imaging of neuronal cell death and drug evaluation. The Journal of clinical investigation. 119 (5), 1382-1395 (2009).
  25. Khuchua, Z., Yue, Z., Batts, L., Strauss, A. W. A zebrafish model of human Barth syndrome reveals the essential role of tafazzin in cardiac development and function. Circulation research. 99 (2), 201-208 (2006).
  26. Scheer, N., Campos-Ortega, J. A. Use of the Gal4-UAS technique for targeted gene expression in the zebrafish. Mechanisms of development. 80 (2), 153-158 (1999).
  27. Koster, R. W., Fraser, S. E. Tracing transgene expression in living zebrafish embryos. Dev Biol. 233 (2), 329-346 (2001).
  28. Conchello, J. A., Lichtman, J. W. Optical sectioning microscopy. Nat Methods. 2 (12), 920-931 (2005).
  29. Sambrook, J., Russell, D. . Molecular Cloning: A Laboratory Manual. , (2001).
  30. Distel, M., Wullimann, M. F., Koster, R. W. Optimized Gal4 genetics for permanent gene expression mapping in zebrafish. Proc Natl Acad Sci U S A. 106 (32), 13365-13370 (2009).
  31. Skene, J. H., Virag, I. Posttranslational membrane attachment and dynamic fatty acylation of a neuronal growth cone protein, GAP-43. J Cell Biol. 108 (2), 613-624 (1989).
  32. Zuber, M. X., Strittmatter, S. M., Fishman, M. C. A membrane-targeting signal in the amino terminus of the neuronal protein GAP-43. Nature. 341 (6240), 345-348 (1989).
  33. Asakawa, K., et al. Genetic dissection of neural circuits by Tol2 transposon-mediated Gal4 gene and enhancer trapping in zebrafish. Proc Natl Acad Sci U S A. 105 (4), 1255-1260 (2008).
  34. Godinho, L. Injecting zebrafish with DNA or RNA constructs encoding fluorescent protein reporters. Cold Spring Harb Protoc. 2011 (7), 871-874 (2011).
  35. Palanca, A. M., Sagasti, A. Optogenetic activation of zebrafish somatosensory neurons using ChEF-tdTomato. J Vis Exp. (71), e50184 (2013).
  36. Dean, D. A., Gasiorowski, J. Z. Preparing injection pipettes on a flaming/brown pipette puller. Cold Spring Harb Protoc. 2011 (3), prot5586 (2011).
  37. Kimmel, C. B., Ballard, W. W., Kimmel, S. R., Ullmann, B., Schilling, T. F. Stages of embryonic development of the zebrafish. Dev Dyn. 203 (3), 253-310 (1995).
  38. Ren, J. Q., McCarthy, W. R., Zhang, H. W., Adolph, A. R., Li, L. Behavioral visual responses of wild-type and hypopigmented zebrafish. Vision Research. 42 (3), 293-299 (2002).
  39. Kawakami, K. Tol2: a versatile gene transfer vector in vertebrates. Genome Biol. 8, S7 (2007).
  40. Kwan, K. M., et al. The Tol2kit: a multisite gateway-based construction kit for Tol2 transposon transgenesis constructs. Dev Dyn. 236 (11), 3088-3099 (2007).
  41. Huang, C. J., Tu, C. T., Hsiao, C. D., Hsieh, F. J., Tsai, H. J. Germ-line transmission of a myocardium-specific GFP transgene reveals critical regulatory elements in the cardiac myosin light chain 2 promoter of zebrafish. Dev Dyn. 228 (1), 30-40 (2003).
  42. Davidson, A. E., et al. Efficient gene delivery and gene expression in zebrafish using the Sleeping Beauty transposon. Dev Biol. 263 (2), 191-202 (2003).
  43. Kawakami, K., et al. A transposon-mediated gene trap approach identifies developmentally regulated genes in zebrafish. Dev Cell. 7 (1), 133-144 (2004).
  44. Urasaki, A., Asakawa, K., Kawakami, K. Efficient transposition of the Tol2 transposable element from a single-copy donor in zebrafish. Proc Natl Acad Sci U S A. 105 (50), 19827-19832 (2008).
  45. Westerfield, M. . The zebrafish book: a guide for the laboratory use of zebrafish (Danio rerio). , (2007).
  46. Wilkinson, R. N., Elworthy, S., Ingham, P. W., van Eeden, F. J. A method for high-throughput PCR-based genotyping of larval zebrafish tail biopsies. Biotechniques. 55 (6), 314-316 (2013).
  47. Carter, K. M., Woodley, C. M., Brown, R. S. A review of tricaine methanesulfonate for anesthesia of fish. Rev Fish Biol Fisher. 21 (1), 51-59 (2011).
  48. Edelstein, A., Amodaj, N., Hoover, K., Vale, R., Stuurman, N. Computer control of microscopes using microManager. Curr Protoc Mol Biol. , 14.20 (2010).
  49. Snapp, E. L. Design and Use of Fluorescent Fusion Proteins in Cell Biology. Curr Protoc Cell Biol. , 21.4 (2005).
  50. Snapp, E. L. Fluorescent proteins: a cell biologist’s user guide. Trends in cell biology. 19 (11), 649-655 (2009).
  51. Costantini, L. M., Snapp, E. L. Fluorescent proteins in cellular organelles: serious pitfalls and some solutions. DNA and cell biology. 32 (11), 622-627 (2013).
  52. Provost, E., Rhee, J., Leach, S. D. Viral 2A peptides allow expression of multiple proteins from a single ORF in transgenic zebrafish embryos. Genesis. 45 (10), 625-629 (2007).
  53. Kim, J. H., et al. High cleavage efficiency of a 2A peptide derived from porcine teschovirus-1 in human cell lines, zebrafish and mice. PLoS One. 6 (4), e18556 (2011).
  54. Akitake, C. M., Macurak, M., Halpern, M. E., Goll, M. G. Transgenerational analysis of transcriptional silencing in zebrafish. Dev Biol. 352 (2), 191-201 (2011).
  55. Shaner, N. C., Steinbach, P. A., Tsien, R. Y. A guide to choosing fluorescent proteins. Nat Methods. 2 (12), 905-909 (2005).
  56. Katayama, H., Yamamoto, A., Mizushima, N., Yoshimori, T., Miyawaki, A. GFP-like proteins stably accumulate in lysosomes. Cell Struct Funct. 33 (1), 1-12 (2008).
  57. Shaner, N. C., et al. Improving the photostability of bright monomeric orange and red fluorescent proteins. Nat Methods. 5 (6), 545-551 (2008).
  58. Marinkovic, P., et al. Axonal transport deficits and degeneration can evolve independently in mouse models of amyotrophic lateral sclerosis. Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (11), 4296-4301 (2012).
  59. Helmchen, F., Denk, W. Deep tissue two-photon microscopy. Nat Methods. 2 (12), 932-940 (2005).
  60. Keller, P. J., Ahrens, M. B. Visualizing Whole-Brain Activity and Development at the Single-Cell Level Using Light-Sheet Microscopy. Neuron. 85 (3), 462-483 (2015).
  61. Keller, P. J., Schmidt, A. D., Wittbrodt, J., Stelzer, E. H. Reconstruction of zebrafish early embryonic development by scanned light sheet microscopy. Science. 322 (5904), 1065-1069 (2008).
  62. Truong, T. V., Supatto, W., Koos, D. S., Choi, J. M., Fraser, S. E. Deep and fast live imaging with two-photon scanned light-sheet microscopy. Nat Methods. 8 (9), 757-760 (2011).
  63. Tomer, R., Khairy, K., Amat, F., Keller, P. J. Quantitative high-speed imaging of entire developing embryos with simultaneous multiview light-sheet microscopy. Nat Methods. 9 (7), 755-763 (2012).
  64. Chen, B. C., et al. Lattice light-sheet microscopy: imaging molecules to embryos at high spatiotemporal resolution. Science. 346 (6208), 1257998 (2014).

Play Video

Cite This Article
Engerer, P., Plucinska, G., Thong, R., Trovò, L., Paquet, D., Godinho, L. Imaging Subcellular Structures in the Living Zebrafish Embryo. J. Vis. Exp. (110), e53456, doi:10.3791/53456 (2016).

View Video