Name: probing the roles of physical forces in early chick embryonic morphogenesis
Uploaded: 2018-06-05T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 33 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Probing the Roles of Physical Forces in Early Chick Embryonic Morphogenesis at JoVE.com

Z.C. riconosce il sostegno dal fondo di avvio di Dartmouth e Branco Weiss - Society for Science fellowship, amministrata dal Politecnico federale di Zurigo. Gli autori ringraziano la d. ssa Larry A. Taber, Benjamen A. Filas, Qiaohang Guo e Yunfei Shi per utili discussioni, nonché i revisori anonimi per i commenti. Questo materiale si basa su lavori sostenuta dalla National Science Foundation Graduate Research Fellowship sotto Grant No. DGE-1313911. Opinioni, conclusioni e conclusioni o raccomandazioni espresse in questo materiale sono quelle degli autori (s) e non riflettono necessariamente le opinioni di National Science Foundation.

1. preparazione di terreni di coltura del tessuto
<ol><li>Utilizzare una bottiglia da 0,5 L dell'Aquila per volta di Dulbecco Medium (DMEM) con glucosio 4,5 g/L, bicarbonato di sodio e L-glutamina come base per i terreni di coltura.</li>
	<li>In una cappa a flusso laminare sterile, aggiungere 10 mL di antibiotici al 0,5 l di DMEM.</li>
	<li>Utilizzando una pipetta sterile, trasferire 50 mL della soluzione di antibiotici DMEM in una provetta conica sterile 50 mL.</li>
	<li>Aggiungere 50 mL di siero di pulcino per la soluzione di antibiotici DMEM rimanente nella bottiglia 0,5 L nella cappa sterile.</li>
	<li>Conservare la soluzione finale (denominata di seguito come terreni di coltura pulcino [CCM]) in 50 mL tubo conico aliquote a-20 ° C.</li>
</ol>2. l'incubazione delle uova
<ol><li>Uso delicato pulisce con etanolo al 70% per pulire specifici esenti da patogeni White Leghorn pollo uova fecondate. Disporre le uova in un orientamento longitudinale sui titolari.</li>
	<li>Accendere un'incubatrice per impostare una temperatura di 37,5 ° C e mantenere l'umidità al 48-55%. L'umidità è controllata con l'aggiunta di una quantità appropriata di acqua nell'incubatore.</li>
	<li>Incubare le uova HH11-13 e circa 40-44 h.</li>
	<li>Lasciare che le uova raffreddare a temperatura ambiente per circa 15-30 min prima della spruzzatura/pulizia con etanolo al 70%.</li>
</ol>3. tirare tubi capillari in vetro
<ol><li>Montare un 10 tubi capillari di vetro lungo cm con un diametro esterno di 1,0 mm e un diametro interno di 0,5 mm su un estrattore micropipetta.</li>
	<li>Impostare il calore e tirare i parametri a 750 e 400, rispettivamente. Premere il pulsante di tirare per tirare il tubo capillare in aghi sottili.</li>
</ol>4. carta da filtro vettore metodo
<ol><li>Tagliare cerchi di circa 3 cm di diametro da carta da filtro.</li>
	<li>Tagliare un rettangolo di circa 1 cm di 2 cm dal cerchio utilizzando una perforatrice. Assicurarsi di rimuovere qualsiasi sporgenti o spigoli vivi.</li>
</ol>5. embrione raccolta e preparazione
<ol><li>Rompere le uova dalla parte inferiore, separare il guscio delicatamente e accuratamente depositare contenuto in una capsula Petri 150 x 15 mm. Per assicurarsi che il lato di embrione sia alto, mantenere le uova nello stesso orientamento che essi sono stati incubati mentre li di cracking.</li>
	<li>Rimuovere l'albumina sottile utilizzando una pipetta Pasteur.</li>
	<li>Separare l'albumina spessa dal tuorlo usando il forcipe concluso smussato. Garantire che l'albumina di spessa è stato rimosso da raschiare leggermente la parte superiore del tuorlo con il forcipe smussato si è conclusa.</li>
	<li>Utilizzare pinze a punta fine per centrare e posizionare un anello di carta da filtro sopra l'embrione, corrispondente all'asse lungo dell'anello con l'asse lungo dell'embrione.</li>
	<li>Tagliare il tuorlo che circonda l'anello di carta da filtro con le forbici.</li>
	<li>Tirare l'anello e l'embrione fuori il tuorlo in una direzione obliqua verso il sito dove il tuorlo in primo luogo è stato tagliato.</li>
	<li>Sciacquare gli embrioni in due piatti sequenziale di 100 mm con temperatura ambiente 1 x tamponato fosfato salino (PBS).</li>
	<li>Inserire un anello di carta da filtro in una capsula Petri 35mm prima. Quindi posizionare il lato dorsale dell'embrione fino sulla carta da filtro già in 35mm di Petri.</li>
	<li>Inserire un anello di acciaio sopra il panino di carta da filtro. Assicurarsi di non danneggiare l'embrione.</li>
	<li>Aggiungere 3 mL di CCM precedentemente preparato per ogni scatola di Petri.</li>
	<li>Rimuovere la macchina virtuale di ogni embrione scremando leggermente l'ago capillare tirato attraverso la parte superiore dell'embrione e peeling la VM di distanza, a partire dall'estremità anteriore (proprio sopra il proencefalo) e procedere alla notocorda (Figura 1A).</li>
	<li>Inserire otto 35mm di Petri in un piatto di 150 mm che è stato rivestito con salviettine delicato compito saturata d'acqua (per mantenere umidità).</li>
	<li>Posto di Petri 150mm in un sacchetto di plastica sigillabile quindi riempire la borsa con una miscela di gas composta da 95% O2 e 5% CO2.</li>
	<li>Sigillare il sacchetto e metterlo in un'incubatrice di 37,5 ° C.</li>
	<li>Incubare gli embrioni per un ulteriore 27 h fino a HH15-HH16 (Figura 1B).</li>
</ol>6. che induce tensione superficiale
<ol><li>Rimuovere gli embrioni dall'incubatrice e utilizzare un sistema di tomografia a coerenza ottica a loro immagine. Uso OCT per determinare l'angolo di torsione del tubo neurale (NT) (Figura 2).</li>
	<li>Trasferire gli embrioni per un microscopio chiaro e visualizzare a 10 ingrandimenti. Utilizzare una pipetta 200 microlitro per togliere in modo incrementale 0,2 mL di media di Petri.</li>
	<li>Prendere immagini campo chiaro a ogni intervallo per osservare gli effetti dell'interfaccia multimediale-aria sull'embrione.</li>
	<li>Rimuovere il supporto fino a quando la tensione superficiale attraverso l'embrione induce torsione (Figura 1).</li>
	<li>Immagine dell'embrione utilizzando il sistema OCT ancora una volta per stabilire un angolo di torsione finale per il confronto di controllare gli embrioni.  Nota: Le immagini del campo luminoso sono state acquisite utilizzando un microscopio per dissezione. Un sistema di tomografia ottica di coerenza con un microscopio collegato è stato utilizzato per acquisire gli stack di immagine a sezione trasversale degli embrioni dal vivo. Immagini sono stati ottenuti in un dominio di scansione3 3 x 10 x 3 mm, poi trasformati in un software di imaging. Infine, le immagini del modello fisico sono state scattate con una digital single-lens reflex.</li>
</ol>7. physical Modelling delle forze di tensione superficiale/VM
<ol><li>Sviluppare una geometria 3D semplificata che assomiglia ad un embrione tra HH14-17 nel software di modellazione commerciale (Figura 3A).</li>
	<li>La progettazione dello stampo negativo della geometria 3D nel software di grafica computer 3D commerciale.</li>
	<li>Uso una stampante 3D caricata con filamento di 1,75 mm acrilonitrile-butadiene-stirene a 3D stampare lo stampo progettato, in formato stereolithographic (STL).</li>
	<li>Per lanciare lo stampo, mescolare componenti di elastomero di silicone gomma A e B in parti uguali e versare la miscela nello stampo prontamente; impostare lo stampo di colata per curare a temperatura ambiente per 12 h (Figura 3B).</li>
	<li>Contrassegnare il modello fisico dell'embrione lungo il NT dal lato dorsale di visualizzare torsione.</li>
	<li>Utilizzare un vetrino coprioggetto per replicare la forza applicata al modello fisico 3D che imita quella del VM o tensione superficiale (Figura 3D).</li>
	<li>Inserire una serie di fili rigidi di lunghezza uguale al lato del modello fisico. Dopo il coprioggetto esercita una forza esterna sul modello del cervello, i fili diventano inclinati di un angolo che dipende dalla posizione. Determinare l'angolo di rotazione di arctan della lunghezza proiettata sopra la lunghezza originale di ogni filo (Figura 3E).</li>
</ol>8. alterare la direzione del ciclo cuore
<ol><li>Seguire i passaggi in 3.1 e 3.2 per ottenere un tubo capillare tirato.</li>
	<li>Seguire i passaggi in 5.1 attraverso 5.10 per preparare l'embrione.</li>
	<li>Utilizzare un paio di pinze per capovolgere la carta da filtro in modo che l'embrione diventa ventrale-side-up.</li>
	<li>Utilizzare il tubo capillare tirato per tagliare aperto una fessura nella membrana splanchnopleure (SPL).</li>
	<li>Utilizzare il tubo capillare per esercitare una forza meccanica per spingere il cuore dal lato destro al lato sinistro.</li>
	<li>Seguire i passaggi in 5.12 attraverso 5.15 per osservare il cambiamento in torsione.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Taber, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanics+of+Growth,+Remodeling,+and+Morphogenesis.">Biomechanics of Growth, Remodeling, and Morphogenesis.</a> Appl. Mech. Rev. 48, 487-545 (1995).</li><li>Wyczalkowski, M. A., Chen, Z., Filas, B. A., Varner, V. D., Taber, L. 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Gli autori non dichiarano conflitti di interesse.

Mentre fenomeni fisici giocano un ruolo integrante nella morfogenesi26,27,28,29,30, i meccanismi meccanici specifici, insieme con il coordinamento della meccanica e meccanismi molecolari, rimangono in gran parte inesplorate. È noto che il ventrale flessione e torsione verso destra del cervello primitivo sono due processi centrali che contribuiscono al precoce...

Ricerca moderna biologia inerente allo sviluppo in gran parte si concentra sullo sviluppo di comprensione dal punto di vista di genetica molecolare1,2,3,4,5,6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13. è noto che fenomeni fisici svolgono un ruolo centrale nella morfogenesi, oppure la generazione di biologico forma14,15,16,17; Tuttavia, specifici meccanismi meccanici di sviluppo rimangono in gran parte. Ventrale flessione e torsione verso destra del tubo primitivo cervello dopo Hamburger-Hamilton fase 11 (HH 11)18 sono i due principali processi che contribuiscono alla forma embrionale cambio19,20. In particolare, il meccanismo fisico alla base dello sviluppo torsionale nel cervello embrionale rimane in modo incompleto capito.
La torsione embrionale in embrione di pollo è tra i primi eventi morfogenetici di sinistra-destra (L-R) asimmetria in sviluppo. Quando il processo di asimmetria L-R viene perturbato, difetti di nascita come situs inversus, isomeriao eterotassia verificherà21. Qui presentiamo un protocollo che unisce ex-ovo esperimenti22,23 con modellazione fisica per caratterizzare le forze meccaniche durante lo sviluppo iniziale del cervello embrionale. L'obiettivo del metodo presentato è quello di identificare le forze meccaniche responsabile torsione cervello e i fattori che influenzano il grado di torsione durante lo sviluppo iniziali12. Basato sull'osservazione sperimentale che la membrana vitellina (VM) vincola la parte dorsale dell'embrione, abbiamo supposto che la VM fornisce la forza necessaria per indurre torsione di sviluppo del cervello. Pertanto, in questo metodo, abbiamo rimosso la parte di VM che copre l'area del cervello per scoprire gli effetti sulla torsione cervello. Inoltre, il metodo di applicazione fluido tensione superficiale è stato utilizzato per confermare il ruolo meccanico della macchina virtuale e fornire una stima della forza necessaria per torsione del cervello, che non era stato fatto in precedenza. Misurare le forze durante la morfogenesi embrionale è un compito impegnativo. In particolare, in uno studio pionieristico, Campàs e collaboratori24 ha sviluppato un nuovo metodo per quantificare lo stress cellulare utilizzando microgocce iniettato. Tuttavia, questo metodo è stato limitato alla misurazione di forze a livello cellulare, quindi non applicabile per sondare le forze a livello del tessuto o organismo. Il protocollo presentato in questo documento è stato sviluppato per parzialmente colmare questa lacuna.

<table><tbody><tr><td>Fertilized Specific pathogen-free White Leghorn chicken eggs</td><td>Charles River</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Optical Coherent Tomography Microscope</td><td>Thorlabs</td><td>GAN220C1</td><td></td></tr><tr><td>Silicone elastomer</td><td>Smooth-On, Inc.</td><td>EcoFlex 00-50</td><td></td></tr><tr><td>Dissecting microscope</td><td>Leica</td><td>MZ8</td><td></td></tr><tr><td>Dulbecco&amp;rsquo;s Modified Eagle&amp;rsquo;s Medium (DMEM)</td><td>Lonza</td><td>12-604F</td><td></td></tr><tr><td>Antibiotics</td><td>Sigma</td><td>P4083</td><td></td></tr><tr><td>Chick serum</td><td>Sigma</td><td>C5405</td><td></td></tr><tr><td>Micropipette puller</td><td>Sutter Instrument</td><td>Model P-30</td><td></td></tr><tr><td>Filter paper</td><td>Whatman</td><td>5202-110</td><td></td></tr><tr><td>Phosphate buffered saline (PBS)</td><td>Corning</td><td>21-040-CV</td><td></td></tr><tr><td>Comsol MultiPhysics</td><td>Comsol</td><td></td><td></td></tr><tr><td>3D computer graphics software</td><td>Rhino 5</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microscope attached with OCT</td><td>Nikon&amp;nbsp;</td><td>FN1</td><td></td></tr><tr><td>Digital single-lens reflex camera</td><td>EOS&amp;nbsp;</td><td>Rebel T3i</td><td></td></tr></tbody></table>

probing the roles of physical forces in early chick embryonic morphogenesis

Lo sviluppo embrionale è tradizionalmente studiato dal punto di vista della genetica biomolecolare, ma l'importanza fondamentale della meccanica nella morfogenesi è sempre più riconosciuta. In particolare, il tubo embrionale del pulcino cuore e cervello, che subiscono drastici cambiamenti morfologici come si sviluppano, sono tra i principali candidati per studiare il ruolo delle forze fisiche nella morfogenesi. Progressiva flessione ventrale e torsione verso destra del cervello embrionale tubolare pulcino accadere alle primissime fasi dell'organo-livello sinistra-destra asimmetria nello sviluppo embrionale del pulcino. La membrana vitellina (VM) vincola la parte dorsale dell'embrione ed è stata implicata nel fornire la forza necessaria per indurre torsione di sviluppo del cervello. Qui presentiamo una combinazione di nuovo ex-ovo esperimenti e modelli per identificare i meccanismi di torsione cervello fisici. In fase di Hamburger-Hamilton 11, gli embrioni vengono raccolte e coltivati ex ovo (Media). La macchina virtuale viene successivamente rimosso utilizzando un tubo capillare tirato. Controllando il livello del fluido e sottoporre l'embrione a un'interfaccia liquido-aria, la tensione superficiale liquido dei media può essere utilizzata per sostituire il ruolo meccanico della macchina virtuale. Microchirurgia esperimenti sono stati eseguiti anche per modificare la posizione del cuore per trovare il conseguente cambiamento nella chiralità di torsione cervello. Risultati da questo protocollo illustrano i ruoli fondamentali della meccanica nella morfogenesi di guida.

In questo studio, la macchina virtuale dell'embrione alle HH11 è stato rimosso dall'estremità anteriore alla flessione toracica. Gli embrioni erano imaged tramite un sistema di OCT. In questa fase, la torsione del tubo del cervello non è avviato (Figura 1A). Dopo essere incubate a HH15-16, embrioni con loro VM rimosso ha esibito riduttrice del cervello tubo torsione, circa 35 gradi (Figura 1B) rispetto per controllare gli embr...

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Probing the Roles of Physical Forces in Early Chick Embryonic Morphogenesis

I ruoli di forze fisiche in anticipo pulcino morfogenesi embrionale di sondaggio

Qui, presentiamo un protocollo introducendo una serie di nuovi esperimenti di ex-ovo e approcci di modellazione fisica per studiare la meccanica della morfogenesi durante primi torsione cervello embrionale di pulcino.

Embryonic development is traditionally studied from the perspective of biomolecular genetics, but the fundamental importance of mechanics in morphogenesis ...

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Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Bioengineering

7.2K Views.  Dartmouth College. Qui, presentiamo un protocollo introducendo una serie di nuovi esperimenti di ex-ovo e approcci di modellazione fisica per studiare la meccanica della morfogenesi durante primi torsione cervello embrionale di pulcino.

Video: Probing the Roles of Physical Forces in Early Chick Embryonic Morphogenesis

Grafting of Beads into Developing Chicken Embryo Limbs to Identify Signal Transduction Pathways Affecting Gene Expression

Using chicken embryos it is possible to test directly the effects of either growth factors or specific inhibitors of signaling pathways on gene expression and activation of signal transduction pathways. This technique allows the delivery of signaling molecules at precisely defined developmental stages for specific times. After this embryos can be harvested and gene expression examined, for example by in situ hybridization, or activation of signal transduction pathways observed with immunostaining.
In this video heparin beads soaked in FGF18 or AG 1-X2 beads soaked in U0126, a MEK inhibitor, are grafted into the limb bud in ovo. This shows that FGF18 induces expression of MyoD and ERK phosphorylation and both endogenous and FGF18 induced MyoD expression is inhibited by U0126. Beads soaked in a retinoic acid antagonist can potentiate premature MyoD induction by FGF18.
This approach can be used with a wide range of different growth factors and inhibitors and is easily adapted to other tissues in the developing embryo.

By grafting beads soaked in growth factors or specific inhibitors of signaling pathways into developing embryos it is possible to directly test their effects in vivo. In this protocol beads are grafted into the limb bud to determine the effects of these molecules on gene expression and signal transduction.

L&#39;innesto di Perline in via di sviluppo di pollo Limbs embrioni per identificare percorsi di trasduzione del segnale che influenzano l&#39;espressione genica

Using chicken embryos it is possible to test directly the effects of either growth factors or specific inhibitors of signaling pathways on gene expression ...

Ricerca

Biologia dello sviluppo

Application of Impermeable Barriers Combined with Candidate Factor Soaked Beads to Study Inductive Signals in the Chick

The chick embryo provides a superb vertebrate model that can be used to dissect developmental questions in a direct way. Its accessibility and robustness following surgical intervention are key experimental strengths. Mica plates were the first barriers used to prevent chick limb bud initiation1. Protocols that use aluminum foil as an impermeable barrier to wing bud or leg bud induction and or initiation are described. We combine this technique with bead placement lateral to the barrier to exogenously supply candidate endogenous factors that have been blocked by the barrier. The results are analyzed using in situ hybridization of subsequent gene expression. Our main focus is on the role of retinoic acid signaling in the induction and later initiation of the chick embryo fore and hindlimb. We use BMS 493 (an inverse agonist of retinoic acid receptors (RAR)) soaked beads implanted in the lateral plate mesoderm (LPM) to mimic the effect of a barrier placed between the somites (a source of retinoic acid (RA)) and the LPM from which limb buds grow. Modified versions of these protocols could also be used to address other questions on the origin and timing of inductive cues. Provided the region of the chick embryo is accessible at the relevant developmental stage, a barrier could be placed between the two tissues and consequent changes in development studied. Examples may be found in the developing brain, axis extension and in organ development, such as liver or kidney induction.

Protocols using impermeable barriers to block induction events between tissues of the main body axis and flank in the chick embryo required for limb formation are described. Beads soaked in candidate inductive signals are used to overcome the effect of barrier placement and analysis of gene expression confirms this.

L&#39;applicazione di barriere impermeabili combinati con un fattore di Candidato Perle Soaked per studiare i segnali induttivi nel Chick

The chick embryo provides a superb vertebrate model that can be used to dissect developmental questions in a direct way. Its accessibility and robustness ...

Double Whole Mount in situ Hybridization of Early Chick Embryos

The chick embryo is a valuable tool in the study of early embryonic development. Its transparency, accessibility and ease of manipulation, make it an ideal tool for studying  gene expression in brain, neural tube, somite and heart primordia formation. This video demonstrates the different steps in 2-color whole mount in situ hybridization; First, the embryo is dissected from the egg and fixed in paraformaldehyde. Second, the embryo is processed for prehybridization. The embryo is then hybridized with two different probes, one coupled to DIG, and one coupled to FITC.  Following overnight hybridization, the embryo is incubated with DIG coupled antibody. Color reaction for DIG substrate is performed, and the region of interest appears blue. The embryo is then incubated with FITC coupled antibody. The embryo is processed for color reaction with FITC, and the region of interest appears red. Finally, the embryo is fixed and processed for phtograph and sectioning. A troubleshooting guide is also presented.

This video demonstrates 2-color whole mount in situ hybridization, a method by which the spatial and temporal expression pattern of 2 different genes can be visualized in young chick embryos. This method was originally introduced by David Wilkinson, Domingos Henrique, Phil Ingham and David Ish -Horowicz.

Doppia Monte intero ibridazione in situ di embrioni di pollo primi

The chick embryo is a valuable tool in the study of early embryonic development. Its transparency, accessibility and ease of manipulation, make it an ...

Biologia

Assay for Neural Induction in the Chick Embryo

The chick embryo is a valuable tool in the study of early embryonic development. Its transparency, accessibility and ease of manipulation, make it an ideal tool for studying the formation and initial patterning of the nervous system. This video demonstrates how to graft organizer tissue into a host, a method by which Hensen s node (the organizer in the chick embryo) is grafted to a host competent ectoderm. The organizer graft instructs overlying na ve tissue to adopt a neural fate via neural inducing signals. This mechanism is referred to as neural induction, and constitutes the initial step in the formation of brain and spinal cord in amniotes. This method is essentially used for the characterization of putative neural inducing molecules in chick. This video demonstrates the different steps in the assay for neural induction; First, the donnor embryo is explanted and pinned on a dish. Then, the host embryo is prepared for New culture. The graft is excised and transplanted to the host area pellucida margin. The host is cultured for 18-22 hrs. The assembly is fixed and processed for further applications (e.g. in situ hybridization). This method was originally devised by Waddington 1,2 and Gallera 3,4.

Neural induction is the first step in the formation of the brain. It is a mechanism by which Hensen's node (organizer), instructs adjacent tissue to adopt a neural fate, i.e. to give rise to the nervous system. This video demonstrates an assay for neural induction in chick embryo.

Test di induzione neurale nell&#39;embrione Chick

Organotypic Culture Method to Study the Development Of Embryonic Chicken Tissues

The embryonic chicken is commonly used as a reliable model organism for vertebrate development. Its accessibility and short incubation period makes it ideal for experimentation. Currently, the study of these developmental pathways in the chicken embryo is conducted by applying inhibitors and drugs at localized sites and at low concentrations using a variety of methods. In vitro tissue&#160;culturing is a technique that enables the study of tissues separated from the host organism, while simultaneously bypassing many of the physical limitations present when working with whole embryos, such as the susceptibility of embryos to high doses of potentially lethal chemicals. Here, we present an organotypic culturing protocol for culturing the embryonic chicken half head in vitro, which presents new opportunities for the examination of developmental processes beyond the currently established methods.

Here, we present an organotypic culturing protocol to grow embryonic chicken organs in vitro. Using this method, the development of embryonic chicken tissue can be studied, while maintaining a high degree of control over the culture environment.

Metodo di coltura organotypic per studiare lo sviluppo dei tessuti embrionali di pollo

The embryonic chicken is commonly used as a reliable model organism for vertebrate development. Its accessibility and short incubation period makes it ...

Chicken Recombinant Limbs Assay to Understand Morphogenesis, Patterning, and Early Steps in Cell Differentiation

Cell differentiation is the fine-tuned process of cell commitment leading to the formation of different specialized cell types during the establishment of developing tissues and organs. This process is actively maintained in adulthood. Cell differentiation is an ongoing process during the development and homeostasis of organs. Understanding the early steps of cell differentiation is essential to know other complex processes such as morphogenesis. Thus, recombinant chicken limbs are an experimental model that allows the study of cell differentiation and pattern generation under embryonic patterning signals. This experimental model imitates an in vivo environment; it assembles reaggregated cells into an ectodermal cover obtained from an early limb bud. Later, ectoderms are transferred and implanted in a chick embryo receptor to allow its development. This assay was mainly used to evaluate mesodermal limb bud cells; however, it can be applied to other stem or progenitor cells from other organisms.

Recombinant limbs are a powerful experimental model that allows for studying the process of cell differentiation and the generation of patterns under the influence of embryonic signals. This protocol presents a detailed method for generating recombinant limbs with chicken limb-mesodermal cells, adaptable to other cell types obtained from different organisms.

Test degli arti ricombinanti di pollo per comprendere la morfogenesi, i modelli e i primi passi nella differenziazione cellulare

Cell differentiation is the fine-tuned process of cell commitment leading to the formation of different specialized cell types during the establishment of ...

Analysis of Cell Differentiation, Morphogenesis, and Patterning During Chicken Embryogenesis Using the Soaked-Bead Assay

A multitude of genetic programs is activated during embryonic development that orchestrates cell differentiation to generate an astounding diversity of somatic cells, tissues, and organs. The precise activation of these genetic programs is regulated by morphogens, diffusible molecules that direct cell fate at different thresholds. Understanding how genetic activation coordinates morphogenesis requires the study of local interactions triggered by morphogens during development. The use of beads soaked in proteins or drugs implanted into distinct regions of the embryo enables studying the role of specific molecules in the establishment of digits and other developmental processes. This experimental technique provides information on the control of cell induction, cell fate, and pattern formation. Thus, this soaked bead assay is an extremely powerful and valuable experimental tool applicable to other embryonic models.

The soaked bead assay involves targeted delivery of test reagent at any developmental time point to study the regulation of cell differentiation and morphogenesis. A detailed protocol, applicable to any experimental animal model, for preparing three different types of soaked beads and implanting these in the interdigit of a chicken embryo is presented.

Analisi della differenziazione cellulare, della morfogenesi e del pattern durante l'embriogenesi del pollo utilizzando il test Soaked-Bead

A multitude of genetic programs is activated during embryonic development that orchestrates cell differentiation to generate an astounding diversity of ...

Una revisione completa dei protocolli di coltura di espianti di pelle embrionale aviaria

Using Avian Skin Explants to Study Tissue Patterning and Organogenesis

The developing avian skin during embryogenesis is a unique model that can provide valuable insights into tissue patterning. Here three variations on skin explant cultures to examine different aspects of skin development are described. First, ex vivo organ cultures and manipulations offer researchers opportunities to observe and study the development of feather buds directly. Skin explant culture can grow for 7 days enabling direct analysis of cellular behavior and 4D imaging at intervals during this growth period. This also allows for physical and molecular manipulations of culture conditions to visualize tissue response. For example, growth factor-coated beads can be applied locally to induce changes in feather patterning in a limited area. Alternatively, viral transduction can be delivered globally in the culture media to up or downregulate gene expression. Second, the skin recombination protocol allows researchers to investigate tissue interactions between the epidermis and mesenchyme that are derived from different skin regions, different life stages, or different species. This affords an opportunity to test the time window in which the epithelium is competent to respond to signals and its ability to form different skin appendages in response to signals from different mesenchymal sources. Third, skin reconstitution using dissociated dermal cells overlaid with intact epithelium resets skin development and enables the study of the initial processes of periodic patterning. This approach also enhances our ability to manipulate gene expression among the dissociated cells before creating the reconstituted skin explant. This paper provides the three culture protocols and exemplary experiments to demonstrate their utility.

Autore in primo piano: Approfondimento sulle attuali metodologie sperimentali di espianti di pelle aviaria

Here we describe protocols for three types of avian embryonic skin explant cultures that can be used to examine tissue interactions, 4D imaging timelapse movie (3D plus time), global or local perturbation of molecular function, and systems biology characterization.

Utilizzo di espianti di pelle aviaria per studiare il patterning e l'organogenesi dei tessuti

The developing avian skin during embryogenesis is a unique model that can provide valuable insights into tissue patterning. Here three variations on skin ...

I ruoli di forze fisiche in anticipo pulcino morfogenesi embrionale di sondaggio

Riepilogo

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L'innesto di Perline in via di sviluppo di pollo Limbs embrioni per identificare percorsi di trasduzione del segnale che influenzano l'espressione genica

L'applicazione di barriere impermeabili combinati con un fattore di Candidato Perle Soaked per studiare i segnali induttivi nel Chick

Doppia Monte intero ibridazione in situ di embrioni di pollo primi

Test di induzione neurale nell'embrione Chick

Metodo di coltura organotypic per studiare lo sviluppo dei tessuti embrionali di pollo

Test degli arti ricombinanti di pollo per comprendere la morfogenesi, i modelli e i primi passi nella differenziazione cellulare

Analisi della differenziazione cellulare, della morfogenesi e del pattern durante l'embriogenesi del pollo utilizzando il test Soaked-Bead

Utilizzo di espianti di pelle aviaria per studiare il patterning e l'organogenesi dei tessuti

Utilizzo di espianti di pelle aviaria per studiare il patterning e l'organogenesi dei tessuti

Utilizzo di espianti di pelle aviaria per studiare il patterning e l'organogenesi dei tessuti