如何研究胚胎发育过程中的基因调控网络

利用三维多视角光片显微镜追踪组织形态发生过程中的细胞系

Developing embryos of different species at different stages during the elongation of their posterior body axis, from left to right in developmental time. The labelled regions in red depict a region of undifferentiated cells called the tailbud, with the corresponding region generated from that tissue shaded in grey. Upper row: lamprey; middle row: catshark; bottom row, zebrafish. This figure has been adapted from the following publication: Steventon, B., Duarte, F., Lagadec, R., Mazan, S., Nicolas, J.-F., & Hirsinger, E. (2016). Species tailoured contribution of volumetric growth and tissue convergence to posterior body elongation in vertebrates. Development, 2016. 143(10):1732-41 Developing_embryos_during_elongation_of_posterior_body_axis_teaser.jpg

请与 Ben Steventon 博士和 Andrea Boni 博士一起参加这次点播网络研讨会,探索光片显微镜如何彻底改变发育生物学。这种先进的成像技术可对三维样本进行高速、容积式实时成像,且光毒性极低。通过用户实例了解光片显微镜如何增强我们对肠道和大脑类器官发育的理解,并深入了解徕卡显微系统公司的 Viventis Deep 显微镜背后的技术及其在长期成像中的应用。

在本次网络研讨会上,您将了解到

  • 如何利用多视角光片显微镜追踪胚胎发育过程中的体内细胞系
  • 利用细胞追踪数据形成影响形态发生过程中模式出现的基因调控网络假设的方法
  • 关于 Viventis Deep 显微镜在研究各种物种和胚胎模型发育方面的独特多功能性

用于实时三维成像的尖端光片显微技术

发育生物学的一个主要问题是了解细胞命运决定如何在空间和时间上受到精确调控。活体三维延时显微镜等技术可追踪细胞命运决定事件和细胞随时间发生的重排。这些成果使我们对发育模式形成的理解从静态模型转向了基于统计力学原理的动态系统。

在本网络研讨会录音中,Andrea Boni 博士深入探讨了光片显微镜如何成为三维样品体积实时成像的首选技术。光片显微镜因其高速性能和最小光毒性而脱颖而出,是对活体样本进行长期研究的理想选择。因此,研究人员可以利用它捕捉发育过程的复杂细节,包括细胞动态和基因表达变化。

多视角光片显微镜追踪组织形态发生过程中的细胞系

剑桥大学的本-斯蒂文顿(Ben Steventon)博士讨论了他在胚胎发育方面的研究,重点是体轴如何建立以及组织形态发生过程中细胞行为的动态变化。他强调了了解基因表达网络和组织形成的机械方面的重要性。

Steventon 博士展示了斑马鱼胃形成研究的数据,重点介绍了使用多视角光片显微镜追踪细胞在进行规格化和形态发生过程中的命运。他解释了这些先进的成像技术如何使研究人员能够以单细胞分辨率绘制详细的命运图谱,揭示早期发育中的细胞如何形成不同的组织类型。

然后,Boni博士介绍了徕卡显微系统公司的 Viventis Deep 显微镜。这台先进的仪器采用双视角照明和检测,敞开式结构,便于样品放置和长期成像。他说明了这种装置如何促进各种生物过程的研究,包括肠道和大脑类器官的发育。双检测光路系统通过减少光散射和提高穿透深度来提高图像质量,从而可以捕捉大型多细胞系统的高分辨率图像。

Boni 博士进一步讨论了使用光片显微镜进行长期活体成像的实际问题。开放式样品架的优点是便于移液和介质交换,使研究人员能够进行多样品成像实验。该系统先进的软件可灵活运行复杂的成像流程,包括多位置成像和自动对齐光片。

会议最后是问&答环节,演讲者将回答听众提出的各种技术问题,如细胞体积的计算建模、使用比值探针进行实时成像、光片显微镜与不同样品制备方法的兼容性等。

通过详细观察细胞动态和基因表达变化,光片显微镜可以帮助科学家揭示支配发育的复杂调控网络。

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