Zygotic floresan kurtarma fotoğraf ağartma sonra analiz için tam dönemlik geliştirme sağlar kromatin gevşeklik
Summary
Kromatin gevşeklik blastomeres gelişim potansiyelini yer gibi görünüyor. Ancak, kromatin gevşekliği güvenilir bir dizin olarak embriyoların gelişim potansiyeli için kullanılıp kullanılamayacağını bilinmemektedir. Burada, kromatin gevşekliği tarafından değerlendirilmiş zigotları tam dönem için gelişebilir bir deneysel sistem tarif edilmiştir.
Abstract
Canlı görüntüleme moleküler olayların analizi için ontogeni sırasında sağlayan güçlü bir araçtır. Son zamanlarda, kromatin gevşeklik veya açıklık pluripotent embriyonik kök hücre hücresel farklılaşma potansiyeli dahil olmak gösterilmiştir. Bu daha önce kıyasla bildirildi embriyonik kök hücreleri ile onların totipotency ile dernek düşündüren bir son derece gevşetti kromatin yapısı zigotları liman. Bu son derece gevşetti/aç kromatin yapısı embriyonik gelişim potansiyeli için önemli olup olmadığını ancak, şimdiye kadar bu giderilmiş değil. Bu da çalışmanın, floresans tarafından analiz edildi hangi zigotları içinde fotoğraf ağartma sonra kurtarma terime önemli zarar vermeden gelişebilir bir deneysel sistem bu hipotez incelemek için geliştirilmiştir. Önemlisi, bu deneysel sistem sadece bir termos-tabak ısıtıcı ek olarak confocal bir lazer mikroskobu tarama gerekir. Sonra çözümleme (sıkı bağlamak) fotoğraf ağartma zygotic kromatin moleküler olaylarda tam dönemlik geliştirme için önemli olup olmadığını araştırmak için kullanılabilir Bu çalışma bulguları bu floresan kurtarma öneririz.
Introduction
Gübreleme sonra dinamik olarak değişmiş kromatin yapısı, ve zygotic kromatin yapısı sonra sonunda kurulan1,2. Baba tarafından pronuclei, bu döneminde sırasında baskın kromatin protein histon protamine değiştirilir. Elde edilen kromatin son derece spermlerinin ve birkaç puan (Örneğin, histon varyant kompozisyon, histon değişiklik) dişi yumurta farklıdır. Böylece, kurulan zygotic kromatin sonraki embriyonik geliştirme için önemli olduğu düşünülmektedir. Ancak, uzun sürelerle zygotic kromatin yapısı ayrıntıları ortaya çıkarmak için çabalara rağmen yöntemleri zigotları niteliğini değerlendirmek için veya onların kromatin yapısı analiz ederek tam dönemlik gelişimleri tek hücreli aşamada tahmin etmek hiç var kurulan.
Önceki çalışmada, bu zigotları son derece gevşetti kromatin yapısı3var keşfedilir. Şu anda, kromatin gevşeklik veya açıklık hücresel farklılaşma (ES) embriyonik kök hücreleri4‘ te potansiyel için önemli bir faktör olduğuna inanılıyor. ES hücreleri homojenliği doğada sergi değil, ama oldukça heterojen; ES Hücre koloniler halinde bazı geçici bir daha yüksek farklılaşma potansiyeli iki hücreli sahne embriyo blastomeres için karşılaştırılabilir elde etmek. Devlet gibi iki hücresine bu geçiş sırasında ES kromatin gevşekliği iki hücreli sahne embriyo5ile karşılaştırılabilir nedir içine değişiklikler hücreleri. Böylece, kromatin gevşekliği önemli hücresel farklılaşma potansiyeli için kapsamlı kromatin zigotları içinde açmak mümkün olduğu zygotic gelişim potansiyeli değerlendirme için yararlı gibi görünüyor.
Canlı görüntüleme sonraki geliştirme ve hatta tam dönemlik geliştirme6için bu yöntem sağlar beri moleküler olayların analizi için ontogeni sırasında sağlayan güçlü bir araçtır. Canlı görüntüleme yöntemlerinden birini kromatin gevşekliği Preimplantasyon embriyo ve ES hücreleri3,4,5incelemek için sıkı bağlamak Analizi kullanılmıştır. Zygotic kromatin gevşekliği tam dönemlik geliştirme üzerinde zararlı bir etkisi olmadan sıkı bağlamak analiz tarafından çözümlenebilir, embriyo kalitesi değerlendirme tek hücreli aşamada için değerli bir araç olabilir. Ancak, bu deneysel yöntem tarafından tam dönemlik geliştirme etkileri inceledik değil. Son zamanlarda, deneysel bir sistemi zygotic kromatin gevşekliği değerlendirmek için sıkı bağlamak kullanarak geliştirilmiştir. Çünkü bu zigotları için yeni bir gözlem sistemi, zygotic sıkı bağlamak (zFRAP) olarak adlandırdığı oldu. zFRAP eleştirel tam dönemlik geliştirme etkilemez mi ve oldu başka bir yerde7bildirdi. Bu raporda, bu deneysel yöntemin protokolü tanımlanır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu çalışmada ortaya gibi zFRAP analiz bu yöntem Birliği arasında moleküler olaylar ve embriyonik gelişim potansiyeli ortaya çıkarmak için çok yararlı bir araçtır düşündüren tam dönemlik gelişmeye kritik hasar neden olmaz. , ES hücre hangi tarafından bu hücreleri fark potansiyeli bu iki hücreli sahne embriyolar, olarak yüksek olur, devlet gibi iki hücresine yeniden programlama sırasında kromatin gevşekliği bu iki hücreli sahne embriyo5ile karşılaştırılabilir de?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Biz Satoshi Kishigami, Sayaka Wakayama, Hiroaki Nagatomo, Satoshi Kamimura ve Kana Kişida kritik yorum ve teknik destek verdiğiniz için teşekkür ederiz. Bu eser kısmen tarzı için ulusal üniversite reformu teşvik için Milli Eğitim Bakanlığı, kültür, spor, bilim ve teknoloji programı tarafından finanse edildi; Bilim (16H 02593) tanıtım, Asada Bilim Vakfı ve Takeda Bilim Vakfı’na tw Japonya Derneği Fon çalışma tasarım, veri toplama ve analizi, yayımlamaya karar veya el yazması hazırlanması herhangi bir rolü yoktu.
Materials
| Confocal laser scaning microscope | Olympus | FV1200 | FV1000 can be also used for FRAP analysis (reference #7) |
| Thermo plate | Tokai Hit | TP-110RH26 | |
| Inverted microscope | Olympus | IX71 | |
| Micro manupilator | Narishige | MMO-202ND | |
| Pieze Micro Micromanipulator | Prime tech | PMAS-CT150 | |
| 35 mm culture dish | Falcom | 351008 | 35 x 100 mm style; for IVF |
| 60 mm culture dish | Falcom | 351007 | 60 x 15 mm style; for embryo culture |
| 50 mm culture dish | Falcom | 351006 | 50 x 9 mm style; for manipulation on the stage |
| 50 mm glass bottom dish | Matsunami | D910400 | 50 mm dish, 27 mm φ hole size; for FRAP analysis |
| Mineral oil | Organic spceiality chemicals | 625071 | For FRAP analysis on the glass bottom dishes |
| Mineral oil | Sigma | M8410-1L | For IVF and embryo culture |
| glass capillary | Drummond | 1-000-1000 | For handling mouse zygotes |
| Borosilicate glass | Prime tech | B100-75-10-PT | For microinjection of mRNA |
| Micropipett puller | Sutter instrument | P-97/IVF | For preparation of the injection or holding neadle (out side diameter: 80 µm, inner diameter: 10 µm) |
| Microforge | Narishige | MF-900 | |
| mMESSAGE MACHINE SP6 Transcription kit | Thermo Fisher scientific |
AM1340 | |
| Poly (A) tailing kit | Thermo Fisher scientific |
AM1350 | |
| PVP solution 10% (PVP-HTF) | IrvineSceientific | 99311 | HEPES buffered HTF containing 10% PVP |
| Sodium HEPES | Sigma | H3784 | |
| pTOPO eGFP-H2B | Template plasmid for eGFP-H2B mRNA (reference #6) | ||
| NorthernMax Gly Sample loading Dye | Thermo Fisher scientific |
AM8551 | For electrophoresis of in vitro transcribed mRNA |
| Phenol chloroform isamyl alcohol | nacalai tesque | 25970-14 | |
| Chloroform | nacalai tesque | 08401-65 | |
| Not I | TOYOBO | NOT-111X | |
| Ethachinmate | WAKO | 318-01793 | |
| 3664 Otical power meter | Hioki | 3664 | Power meter for laser power |
| Stereomicmicroscope | Olympus | SZX16 |
References
- Burton, A., Torres-Padilla, M. E. Epigenetic reprogramming and development: a unique heterochromatin organization in the preimplantation mouse embryo. Brief Funct Genomics. 9, 444-454 (2010).
- Okada, Y., Yamaguchi, K. Epigenetic modifications and reprogramming in paternal pronucleus: sperm, preimplantation embryo, and beyond. Cell Mol Life Sci. 74, 1957-1967 (2017).
- Ooga, M., Fulka, H., Hashimoto, S., Suzuki, M. G., Aoki, F. Analysis of chromatin structure in mouse preimplantation embryos by fluorescent recovery after photobleaching. Epigenetics. 11, 85-94 (2016).
- Meshorer, E., et al. Hyperdynamic plasticity of chromatin proteins in pluripotent embryonic stem cells. Dev Cell. 10, 105-116 (2006).
- Boskovic, A., et al. Higher chromatin mobility supports totipotency and precedes pluripotency in vivo. Genes Dev. 28, 1042-1047 (2014).
- Yamagata, K., Ueda, J. Long-term live-cell imaging of mammalian preimplantation development and derivation process of pluripotent stem cells from the embryos. Dev Growth Differ. 55, 378-389 (2013).
- Ooga, M., Wakayama, T. FRAP analysis of chromatin looseness in mouse zygotes that allows full-term development. PLoS One. 12, e0178255 (2017).
- Quinn, P., Begley, A. Effect of human seminal plasma and mouse accessory gland extracts on mouse fertilization in vitro. Australian journal of biological sciences. 37, 147-152 (1984).
- Chatot, C. L., Lewis, J. L., Torres, I., Ziomek, C. A. Development of 1-cell embryos from different strains of mice in CZB medium. Biology of reproduction. 42, 432-440 (1990).
- Bae, J., Sung, B. H., Cho, I. H., Song, W. K. F-actin-dependent regulation of NESH dynamics in rat hippocampal neurons. PLoS One. 7, e34514 (2012).
- Dieteren, C. E., et al. Defective mitochondrial translation differently affects the live cell dynamics of complex I subunits. Biochim Biophys Acta. 1807, 1624-1633 (2011).
- Subramanian, V., et al. H2A.Z acidic patch couples chromatin dynamics to regulation of gene expression programs during ESC differentiation. PLoS Genet. 9, e1003725 (2013).
- Hayashi-Takanaka, Y., et al. Tracking epigenetic histone modifications in single cells using Fab-based live endogenous modification labeling. Nucleic Acids Res. 39, 6475-6488 (2011).
- Yamazaki, T., Yamagata, K., Baba, T. Time-lapse and retrospective analysis of DNA methylation in mouse preimplantation embryos by live cell imaging. Dev Biol. 304, 409-419 (2007).
- Puschendorf, M., et al. PRC1 and Suv39h specify parental asymmetry at constitutive heterochromatin in early mouse embryos. Nat Genet. 40, 411-420 (2008).
