The zebra finch (Taeniopygiaguttata) is a valuable model organism; however, early stages of zebra finch development have not been extensively studied. The protocol describes how to dissect early embryos for developmental and molecular applications.
キンカチョウ(Taeniopygia滴状 ) が毒性学1、2、行動3、およびメモリを含むと4,5,6の学習、研究の多くの分野でますます重要なモデル生物となっています。配列決定されたゲノムを有する唯一の小鳥のように、キンカチョウは、発達研究に使用するための大きな可能性を秘めている。しかし、キンカチョウ開発の初期段階では十分に研究されていない。キンカチョウの開発における研究の欠如は小さな卵、胚の解剖の難しさに起因することができます。以下の解剖法は、胚発生のすべての段階での形態および遺伝子発現の調査のために可能にする胚組織の損傷を最小限に抑えることができます。これは、明視野の両方を可能にし、胚の品質蛍光イメージングは、例えば、in situハイブリダイゼーション (ISH)、細胞増殖アッセイ、ならびに定量的なレア定量的アッセイのためのRNA抽出のような分子の手順で使用L-リアルタイムPCR(qtRT-PCR)である。 この手法は、研究者がアクセスするために以前に困難であった開発の初期段階を研究することができます。
この技術の全体的な目標は、発生研究の広い範囲で使用するための胚発生の初期段階からのキンカチョウ(Taeniopygia滴状 )の胚を得ることである。キンカチョウが 優勢小鳥のモデル生物となっており、毒性学1,2、行動3、メモリ、および4,5,6、比較神経解剖学7,8を学習し、言語発達9,10など、様々な分野で広く使用されている。配列決定されたゲノムを有する唯一の小鳥のように、キンカチョウは、既知の種の鳥11、12,13の50%以上を表しスズメ目秩序の分子および遺伝学的研究を可能にする。
フィールドの多様な成人および若年キンカチョウの使用にもかかわらず、いくつかの研究では、特に開発の初期段階で、キンカチョウの胚で実行された。これは、その卵aの小さいサイズに起因することができND胚、および鶏( ニワトリ )が以前に優勢なモデルシステムの17,18,19,20,21として使用された研究のためのモデル生物14,15,16としての新しい地位。しかし、非ボーカル学習者として、鶏は、発声学習、遺伝、行動、運動学習10に関わる皮質-大脳基底核回路の開発を発声学習の遺伝的基礎を研究するための適切なモデル系ではありません。
これは、キンカチョウの胚は、はるかに繊細で、より簡単に破損切開および分子処置中のニワトリ胚よりもあることに留意することが重要である。キンカチョウの胚での透過処理の手順を実行する際に特に、大きな注意が必要です。ニワトリ胚に害を与えないであろう強い洗剤や酵素はキンカチョウの胚が損傷することがあります。一般的なケアの観点からは、インキュベーター内での配置の前に小さなカップにキンカチョウの卵を入れることが必要であるローリング時にインキュベーション中に破損するのを防ぐため。
キンカチョウ簡単かつ多産飼育下で一年中繁殖、行動研究に適している、とボーカルの学習者である。これらの特性は、キンカチョウの使用は、開発を統合したモデル生物の必要性、遺伝学、および言語の行動の側面に対処することができます。キンカチョウ22に固有の最近開発されたステージングガイドと組み合わせて、以下に詳述解剖法は、キンカチョウ、ますます便利標準化された発達モデル生物にする。しかし、初期段階の胚を得ることが困難なことができます。このプロトコルは、研究者が簡単に初期胚を取得することができます。キンカチョウでの複雑な行動、または他の小さな開発に対する毒性効果の早期開発と分子の発達の基礎を調査する研究は、スズメ目の鳥は、この解剖の方法論が役立つでしょう。
発生学的ステージングガイド22およびゲノムアノテーションの最近の開発は、キンカチョウの発達研究のために望ましいモデル生物にする。しかし、ステージ1で3〜7ミリメートルの範囲キンカチョウ胚のサイズが小さく、脆弱性- 10 22、11、14解剖が困難になります。検索ときれいに卵黄の表面から胚を除去することは困難な場合があります。このプロトコルは、簡単に手順を実行するために十分な詳細を提供します。このプロトコルは、一般的に知られていない重要なステップを示していますが、成功した解剖を確保するために必要である。例えば、スティッキング排除する秤量紙の胚および卵黄シートとの間の小さな層を残すことが不可欠である。
胚の同定および除去の両方が困難であることができる。それが持っているの後に卵黄の表面に胚を特定するトラブルシューティングを行うには、直接、卵黄の上に光を当てる卵から取り出し、胚を見つけるために45°の角度で卵黄を見られて。胚が見つかると、胚を引き裂くしないように注意しながら、紙の重さに卵黄を切った。
構造のより良い視覚化のために、8〜22 -更なるアプリケーションは、解剖学的な違いを画像化を含む場合には、in situハイブリダイゼーション 、又は細胞増殖アッセイでは、段階1で卵黄膜を除去することが重要である。初期段階では卵黄や卵黄膜を除去する際に問題が発生した場合は、胚性脆弱性を減らすために1×PBSでそれを洗う前に、4%PFA中で胚を固定します。説明したように、第1解剖中に卵黄膜を除去することにより、構造体はin situハイブリダイゼーションを行った後に明らかにキンカチョウ胚に表示し、完全な状態である。
のEdUの制限は、胚性致死に478 NLリード以上の投薬量の投与である。しかし、広大な投与量範囲はvaryinができます増殖性細胞タギングのGレベル。
本キットに使用される「クリック」反応は銅(I)触媒による – アルキン – アジド-環化(銅(I)、AAC)です。この特定の反応において、アルキン含有チミジンアナログ分子(のEdU)は活発に分裂する細胞として援用される。 EdUのアルキン基は、DNAのらせん構造から突出しており、遊離アルキン基に結合し、緑色蛍光分子にコンジュゲートアジド分子への曝露によって検出される。緑色蛍光は、胚で新しく増殖している細胞を示している。これらの反応種は、生物において天然には存在しないので、アジドとアルキン基のバイオ直交性は、非特異的染色を阻止する。 DNAは、反応が起こるために変性する必要がないため、また、更なるDNA依存性分析が容易に27を行うことができる。
このメソッドの固有の制限は小型で断片であるキンカチョウ胚のility。慎重に行われていない場合は、15 22損傷胚の構造になることができます-胚の卵黄膜を除去すると、1ステージ。しかしながら、このプロトコルは、研究者は、以前に徹底的に研究されていない構造異常および遺伝子発現を調べるために初期胚の段階を使用できるように、切開法を単純化する。このプロトコルは、研究者は大人の表現型の発生起源を決定することができますセルラー分子アッセイの過多のための道を開く。例えば、遺伝子発現は、種々の環境条件下で発声学習に関与し又は開発28、29,30,31の初期段階で薬理学的治療の後に検査することが可能となる。本論文で実証されていないが、この方法は、潜在的にキンカチョウ組織切片上でin situハイブリダイゼーションなどの放射性のような他の手順を可能にし、エレクトロポレーション/ OV中O 手術 32、33,34。キンカチョウは、文学の広大なボディの中に、重要なモデル生物として確立されていることを考えれば、このような研究は、特に、成人の生理学および行動は言語7、9の開発を発達メカニズムをリンクするための未開発の機会を提供しています。
The authors have nothing to disclose.
著者は彼らの資金源、ウィリアム&メアリーカレッジ、ハワードヒューズ医学研究所学部理科教育プログラムに感謝。グラントスポンサー:NIH(MSS);承認番号:R15NS067566。彼らはまた、動物のケアと支援のためのウィリアム·アンド·メアリー大学、生物学科と教養学部からの支援を認める。
Chicken egg incubator | We use a Picture Window Hova-Bator Incubator, Circulated Air Model | ||
Click-iT EdU Alexa Fluor 488 Imaging kit | Invitrogen | C10337 | Detection of cell proliferation. |
Dissection microscope | We use Olympus SZ61 | ||
7'' Drummond capillary for Nanoject II injector | Drummond | 3-00-203-G/X | |
Drummond Nanoject II microinjector | Drummond | ||
Dumont Tweezers #55 | World Precision Instruments | 14099 | |
Ethanol (EtOH) | |||
50mL Falcon tube (polypropylene) | Fisher Scientific | 06-443-18 | |
FastPrep Lysis Matrix H tubes | MP biomedicals | 6917-100 | Used for RNA extraction, used to homogenize embryos |
Fiber optic illuminator lamps (High Intensity Illuminator) | Dolan-Jenner Industries | Fiber-Lite MI-150 | |
Glass vials with screw cap (DEPC treated) | Fisher Scientific | 03-338A | |
Microcentrifuge eppe tube (1.5 mL) | Fisher Scientific | 05-408-129 | |
Mineral oil | Sigma-Aldrich | M-8410 | |
Modeling Clay | Any brand | ||
Narshige PB-7 needle puller | Narshige | ||
Omni Bead Ruptor Homogenizer | OMNI International | 19-010 | Used for RNA extraction |
4% Paraformaldehyde (4% PFA): 20 mL 8% PFA (32g paraformaldehyde, 350mL sdd H2O, adjust pH to 7.6, 400mL sdd H2O), 20mL 2xPBS | Fixation of embryos. Caution, is harmful and do not inhale. | ||
Phosphate buffered saline (1xPBS): 200mL 10X PBS, 1800 mL Barnstead H2O, adjust pH to 7.4 | |||
Phosphate buffered saline (10xPBS): 800mL Barnstead, 2.013g KCL, 80.063g NaCl, 2.722g KH2PO4 monobasic, 14.196g Na2HPO4 dibasic, 200mL Barnstead H2O, adjust pH to 6.5 | |||
Phosphate buffered saline with 0.1% Tween-20 (1xPTw): 1800mL Barnstead H2O, 200mL 10X PBS, adjust pH to 7.4, 2mL Tween-20 | |||
35mL Plastic petri dish | Fisher Scientific | 08-757-100A | |
plastic wrap | Any brand | ||
Prepease RNA Spin Kit | PrepEase, Affymetrix | 78766 1 KT | Used for RNA extraction, used to homogenize embryos |
Reaction Mix: 875μL 1xPBS, 100mM 20μL CuSO4 (Kit Component E), 5μL Alexa Fluor 488 azide (Kit Component B), 100μL diluted reaction buffer additive (Kit Component F) | Invitrogen | C10337 | Detection of cell proliferation. |
sdd H2O | |||
Seed cup | We use it as a container when incubating eggs | ||
Stainless steel scalpel | |||
Standard nest box | We use Abba Plastic Finch Nestboxes | ||
4mL, Teflon Lined Cap, Glass Vials | Fisher Scientific | 02-912-352 | |
Transfer pipettes (polyethylene) | Fisher Scientific | 13-711-7M | |
4×4 weigh paper | Fisher Scientific | 09-898-12B |