We thank the Dictyostelium Stock Center for strains and reagents. This study was financed by grants from the Swiss National Science Foundation and the Canton of Basel.

<ol><li> Osservare la risposta di inedia precoce di Dictyostelium discoideum mediante microscopia time-lapse. <ol><li> Crescere le cellule DH1.10 o cellule Corà -carente in un flacone contenente Erlenmayer HL-5 di media (per 1 L: 5 g proteoso peptone, 5 g thiotone E peptone, 10 g di glucosio, 5 g di estratto di lievito, 0,35 g di Na 2 HPO 4 * 7H 2 O, 0,35 g KH 2 PO 4, 0,05 g diidrostreptomicina-solfato, pH 6,6) a 22 ° C in un incubatore agitazione con una rotazione di 160 rpm. Mantenere le cellule ad una densità tra 0,01 x 10 6 cellule / ml e 2 x 10 6 cellule / ml. </li><li> Esaminare l&#39;aggregazione delle cellule, per la raccolta di log-fase di crescita le cellule DH1.10 21 o cellule Cora -carente 10 generata in background DH1.10, coltivate in agitazione cultura con HL-5 di media a 22 ° C. Per fare ciò, adottare le opportune quantità di cellule (di solito tra 10 e 50 ml), centrifugare per 3 minuti a 400 xg e lavare le cellule due volte in BSS (10 mM NaCl, 10 mM KCl, 2.5 mM CaCl 2, pH 6,5). </li><li> Contare le cellule utilizzando un emocitometro. Successivamente, le cellule piastra ad una densità di (5, 10, 20, o 40) x 10 4 cellule / cm 2 in una piastra da 24 pozzetti. Consentire loro di aderire per 1 ora a 22 ° C in BSS. </li><li> Visualizza aggregazione mediante microscopia time-lapse come descritto in precedenza 10, prendendo immagini ogni 135 secondi. utilizzando un imaging cellulare dal vivo istituito dotata di obiettivo 5X e una fotocamera del dispositivo ad accoppiamento di carica elettrone-moltiplicando automatizzato dal software appropriato (vedi Materiali Tavolo). </li></ol></li><li> cAMP pulsare delle cellule discoideum Dictyostelium durante il digiuno. <ol><li> Esaminare l&#39;effetto degli impulsi di cAMP applicati esternamente sullo sviluppo delle cellule DH1.10 21 o cellule 10 DH1.10 CORA -carente, raccogliendo le cellule. Per fare ciò, adottare le opportune quantità di cellule (di solito tra 10 e 50 ml), centrifugare per 3 minuti a 400 xg e lavare due volte in BSS. </li><li> coucellule NT utilizzando un emocitometro e risospendere le cellule ad una densità di 1 x 10 7 cellule / ml in BSS. Agitare le culture (160 rpm) a 22 ° C per 2 ore prima di applicare impulsi. Aggiungere impulsi cAMP utilizzando una pompa peristaltica temporizzata. Programmare la pompa per erogare un impulso 5 sec ogni 6,5 min di 15 ml di 50 nM cAMP (concentrazione finale) in un periodo di 5 ore. </li><li> Contare le cellule utilizzando un emocitometro. Successivamente, le cellule piastra ad una densità di (5, 10, 20, o 40) x 10 4 cellule / cm 2 in una piastra da 24 pozzetti. Lasciare aderire per 1 ora a BSS. </li><li> Visualizza aggregazione dopo 16 ore a 22 ° C mediante microscopia in campo chiaro con obiettivo 5X. </li></ol></li><li> Induzione di Dictyostelium discoideum sviluppo attraverso l&#39;esposizione a mezzo condizionato. <ol><li> Preparare fresco mezzo condizionato come descritto 22. Raccogliere le cellule DH1.10 log-fase 21 o celle 10 DH1.10 Cora -carente, di tremare cultoUres con HL-5 di media a 22 ° C con una pipetta, centrifugare per 3 minuti a 400 xg e lavare le cellule tre volte in PBM (0,02 M di fosfato di potassio, 10 mM CaCl 2, e 1 mm MgCl 2, pH 6.1). </li><li> Contare le cellule utilizzando un emocitometro, risospendere questi in PBM ad una densità di 1 x 10 7 cellule / ml e agitare per 20 ore a 110 rpm / 22 ° C. </li><li> Raccogliere mezzo condizionato dopo centrifugazione a 400 g per 3 min e chiarire per centrifugazione a 8.000 xg per 15 min a 4 ° C. </li><li> Filtro condizionata mezzo attraverso un filtro da 0,45 micron (vedi Materiali Tavolo) e diluire in triplice PBM. </li><li> Contare le cellule utilizzando un emocitometro e la piastra ad una densità di (5, 10, 20, o 40) x 10 4 cellule / cm 2 in una piastra da 24 pozzetti. Consentire loro di aderire per 1 ora a 22 ° C. </li><li> Scambio supernatante delle cellule con il mezzo precedentemente preparato condizionata. </li><li> Visualizza l&#39;aggregazione di unopo 16 ore al microscopio in campo chiaro utilizzando un obiettivo 5X. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Weijer, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphogenetic+cell+movement+in+Dictyostelium.">Morphogenetic cell movement in Dictyostelium.</a> Semin Cell Dev Biol. 10, 609-619 (1999).</li><li>Devreotes, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dictyostelium+discoideum:+a+model+system+for+cell-cell+interactions+in+development.">Dictyostelium discoideum: a model system for cell-cell interactions in development.</a> Science. 245, 1054-1058 (1989).</li><li>Kimmel, A. R., Firtel, R. 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L., Bradtke, B., Lottspeich, F., Guggenheim, R., Gerisch, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coronin,+an+actin+binding+protein+of+Dictyostelium+discoideum+localized+to+cell+surface+projections,+has+sequence+similarities+to+G+protein+beta+subunits.">Coronin, an actin binding protein of Dictyostelium discoideum localized to cell surface projections, has sequence similarities to G protein beta subunits.</a> EMBO J. 10, 4097-4104 (1991).</li><li>Shina, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Redundant+and+unique+roles+of+coronin+proteins+in+Dictyostelium.">Redundant and unique roles of coronin proteins in Dictyostelium.</a> Cell Mol Life Sci. 68, 303-313 (2011).</li><li>Cornillon, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phg1p+is+a+nine-transmembrane+protein+superfamily+member+involved+in+dictyostelium+adhesion+and+phagocytosis.">Phg1p is a nine-transmembrane protein superfamily member involved in dictyostelium adhesion and phagocytosis.</a> J Biol Chem. 275, 34287-34292 (2000).</li><li>Gomer, R. H., Yuen, I. S., Firtel, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+secreted+80+x+10(3)+Mr+protein+mediates+sensing+of+cell+density+and+the+onset+of+development+in+Dictyostelium.">A secreted 80 x 10(3) Mr protein mediates sensing of cell density and the onset of development in Dictyostelium.</a> Development. (112), 269-278 (1991).</li><li>Iijima, N., Takagi, T., Maeda, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+proteinous+factor+mediating+intercellular+communication+during+the+transition+of+Dictyostelium+cells+from+growth+to+differentiation.">A proteinous factor mediating intercellular communication during the transition of Dictyostelium cells from growth to differentiation.</a> Zoological science. 12, 61-69 (1995).</li><li>Mehdy, M. C., Firtel, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+secreted+factor+and+cyclic+AMP+jointly+regulate+cell-type-specific+gene+expression+in+Dictyostelium+discoideum.">A secreted factor and cyclic AMP jointly regulate cell-type-specific gene expression in Dictyostelium discoideum.</a> Mol Cell Biol. 5, 705-713 (1985).</li><li>Jain, R., Yuen, I. S., Taphouse, C. R., Gomer, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+density-sensing+factor+controls+development+in+Dictyostelium.">A density-sensing factor controls development in Dictyostelium.</a> Genes Dev. 6, 390-400 (1992).</li><li>Loomis, W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+signaling+during+development+of+Dictyostelium.">Cell signaling during development of Dictyostelium.</a> Dev Biol. 391, 1-16 (2014).</li></ol>

No conflicts of interest declared.

Le proteine ​​Coronin si trovano nella maggior parte dei taxa del clade eucariotica. Dictyostelium discoideum Coronin A, l&#39;omologo di Coronin mammiferi 1, è coinvolto nella risposta di inedia in anticipo, dal momento che Coronin Un deficit di cellule non sono in grado di formare centri di aggregazione durante l&#39;inizio dello sviluppo ciclo 10. Per essere in grado di valutare quantitativamente e con precisione il ritardo di sviluppo tra i ceppi, un set-up microscopio imaging cellulare dal vivo con il controller palcoscenico automatizzato è uno strumento essenziale. D. discoideum utilizza campo come una molecola essenziale di segnalazione durante le diverse fasi del suo ciclo di vita 1-4. Uno dei punti di controllo in cui è richiesta cAMP è la transizione da una singola cella per la formazione di strutture multicellulari. L&#39;insorgenza di onde campo dopo ~ 6 ore di fame viene rilevata dalle cellule e fornisce il segnale chemiotattico di muoversi verso un centro di aggregazione 5. questi cAMPle onde possono essere imitate sperimentalmente dal pulsare di fame D. cellule discoideum con campo ogni 6,5 min per un periodo di 5 ore 8,9. Utilizzando questa procedura è importante fame le cellule fino a 2h prima di applicare gli impulsi cAMP, per ottenere risultati affidabili. Utilizzando questo set up sperimentale siamo stati in grado di dimostrare che Coronin Un agisce a monte della segnalazione cAMP, come questi impulsi applicati esternamente in salvo lo sviluppo di cellule Cora -carente (Figura 3 e 5). Questi risultati indicano inoltre che mentre Coronin A sembra avere un ruolo essenziale nel rilevare la risposta inedia precoce, è superflua per processi quali la chemiotassi e aggregazione cellulare per sé 10. Il saggio di aggregazione per sé è un metodo affidabile per studiare lo sviluppo precoce di Dictyostelium discoideum. Tuttavia, ci sono diverse insidie ​​che possono influenzare la riproducibilità di queste experiments, ed è quindi importante che diversi fattori sono presi in considerazione: l&#39;età delle cellule svolge un ruolo importante quando si analizzano le cellule cora -carente. Queste cellule tendono a compensare il fenotipo e ri-aggregato di circa dopo 2 settimane dal punto vengono scongelati. La densità delle cellule è un fattore fondamentale pure, come cellule che mostrano un difetto di segnalazione e non un difetto chemiotattico potrebbero tendere ad aggregare a densità più elevate a causa della maggiore concentrazione di fattori primi fame. L&#39;importanza del conteggio preciso e la diluizione di cellule in questi test non può essere esagerato. Per diversi ceppi, un adeguamento dei più variabili del test, come la densità delle cellule, il tempo di aderenza, il tempo di sviluppo, sarà richiesto. Il test di aggregazione, come descritto qui è una tecnica versatile che può essere modificato per soddisfare richieste diverse: le cellule possono essere affamati, o lo sviluppo possono essere stimolate o inibite utilizzando composti diversi, tuttigrazie per una specifica modulazione di aggregazione. Il qui descritto set-up permette anche approcci imparziali di identificare ceppi con i primi difetti di sviluppo, così come per l&#39;identificazione di geni o fattori che sono importanti per lo sviluppo iniziale. Questo è anche grave inconveniente del metodo: il saggio aggregazione è una versione ridotta del ciclo di sviluppo completo. Pertanto, non è adatto per l&#39;analisi dei fenotipi interessano fasi successive del ciclo di sviluppo. Il vantaggio principale è la possibilità di adottare il dosaggio aggregazione larga scala e formato automatizzato: in 48 pozzetti e 16 ore di sviluppo riscontrato durante l&#39;imaging automatizzato, il saggio aggregazione rivela più tempo e risorse efficiente di sviluppo su piastre di agar. Negli esperimenti in cui abbiamo scavalcato la risposta di inedia in anticipo, utilizzando impulsi di cAMP applicati esternamente, abbiamo dimostrato che Coronin A è coinvolta nella rilevazione dei fattori secreti dalle &lt;em&gt; cellule di Dictyostelium su fame. L&#39;esatto meccanismo di Coronin A-mediata segnalazione durante la risposta di inedia precoce rimane poco chiaro. Diversi fattori coinvolti in questa fase di sviluppo sono stati studiati, in particolare fattore di mezzo condizionato (CMF) 25,26. Tuttavia, se la CMF agisce da solo o con co-fattori rimane poco chiara e la sua cascata di segnalazione è solo parzialmente compreso. Utilizzando la capacità di aggregazione delle cellule di Dictyostelium in condizioni sommerse qui descritto come un read-out positivo per lo sviluppo permette di condurre esperimenti di screening su larga scala in maniera tempo-efficiente rispetto a metodiche di aggregazione su superfici agar. Tuttavia, i saggi di aggregazione in condizioni sommerse hanno lo svantaggio di non rispettare il ciclo di sviluppo completo come cellule saranno arrestati nella fase di aggregazione iniziale. Pertanto, la tecnica qui descritta non è adatta per l&#39;esame di seguito proce sviluppoSSES. In sintesi, l&#39;approccio sperimentale documentato qui può consentire un&#39;ulteriore caratterizzazione del potenziale fattore precoce fame (s) che inducono Coronin A-dipendente ingresso nella risposta di inedia in anticipo.

La famiglia Coronin delle proteine ​​è altamente conservata in tutta eucarioti. Queste proteine ​​sono caratterizzati dalla presenza di un triptofano-aspartato amino-terminale (WD) ripetere contenente regione seguita da una regione unica collegata a un dominio coiled-coil carbossi-terminale 13,14 (figura 1). Coronins sono stati implicati in una varietà di funzioni cellulari, tra cui la regolamentazione del citoscheletro e trasduzione del segnale 12. Nei mammiferi, fino a sei brevi molecole Coronin (Coronin 1-6) e un &#39;tandem&#39; Coronin 7, possono essere co-espressi 12,15. Coronin 1 è il membro della famiglia più ampiamente studiato, e ha dimostrato di essere coinvolto in distruzione degli agenti patogeni, la sopravvivenza delle cellule T e la segnalazione neuronale. Come, esattamente, Coronin 1 svolge tali attività rimane poco chiaro. Mentre Coronin 1 è stato mostrato per regolare Ca 2+ e cAMP-dipendente di segnalazione così come F-actina citoscheletro modulazione 16-18, il potenziale co-expression di un massimo di 7 membri della famiglia nei mammiferi ha reso difficile per studiare la funzione molecolare di coronins in questi sistemi, a causa di potenziali esuberi. A differenza di organismi dei mammiferi, il più basso eucariote Dictyostelium discoideum esprime solo due membri della famiglia Coronin (Coronin A, la ortologo di mammiferi Coronin 1 e Coronin B, la ortologo di Coronin mammiferi 7) con funzioni apparentemente non ridondanti 15,19,20. Questo fatto rende Dictyostelium discoideum un modello potente per studiare la funzione di coronins. Per studiare il ruolo di Coronin A in Dictyostelium discoideum, abbiamo indotto il ciclo di sviluppo per fame in piastre di coltura tissutale contenente tampone equilibrata soluzione salina (BSS) utilizzando sia le cellule di tipo selvatico o cellule prive Coronin A 10. Abbiamo scoperto che le cellule prive Coronin A erano in grado di formare aggregati multicellulari su fame. Per una valutazione quantitativa accurata di questa fenotipol&#39;imaging cellulare dal vivo automatizzato descritto in questo protocollo è uno strumento di vitale importanza. Il difetto nella inizio della risposta di inedia nelle prime cellule mancanti Coronin A può essere salvato fornendo impulsi di cAMP, suggerendo che Coronin A agisce a monte della cascata cAMP. L&#39;applicazione esogena di impulsi cAMP per simulare l&#39;apertura di sviluppo è stato utilizzato da diversi laboratori in passato 8,9. Tuttavia, questa procedura è anche noto per essere fortemente dipendente densità cellulari e temporizzazione. Pertanto, il protocollo qui descritto mira a ridurre questi variabilità per garantire un elevato grado di riproducibilità. Nel loro insieme, le tecniche utilizzate in questi studi forniscono strumenti robusti per indagare funzioni delle proteine ​​durante le prime fasi del ciclo di sviluppo di Dictyostelium discoideum e hanno il potenziale per identificare a monte così come effettori a valle di Coronin Una funzione.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>HL-5 media (for 1L: 5 g proteose peptone, 5 g thiotone E peptone, 10 g glucose, 5 g yeast extract, 0.35 g Na2HPO4&#8727;2H2O, 0.35 g KH2PO4, 0.05 g dihydrostreptomycin-sulfate, pH 6.6)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proteose peptone</td>
			<td>BD Bioscience</td>
			<td>211693</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thiotone E peptone</td>
			<td>BD Bioscience</td>
			<td>211684</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Yeast extract</td>
			<td>BD Bioscience</td>
			<td>212750</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose</td>
			<td>AppliChem</td>
			<td>A3666</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Na2HPO4&#8727;2H2O</td>
			<td>Fluka</td>
			<td>71643</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KH2PO4</td>
			<td>AppliChem</td>
			<td>A1043</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dihydrostreptomycin-sulfate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D1954000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBM (0.02 M potassium phosphate, 10 &#956;M CaCl2, and l mM MgCl2, pH 6.1)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>self made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BSS (10 mM NaCl, 10 mM KCl, 2.5 mM CaCl2, pH 6.5)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>self made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.45-&#956;m Filtropure S filter</td>
			<td>Sarstedt</td>
			<td>83.1826</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Falcon 24-well Tissue culture plate</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td><a href="https://www.fishersci.com/shop/products/falcon-tissue-culture-plates-23/087721h">08-772-1H</a></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cellobserver microscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td></td>
			<td>custom built</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AxioVision software</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IPC Microprocessor&#8211;controlled dispensing pump</td>
			<td>ISMATEC</td>
			<td>ISM 931</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Axiovert 135M microscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>491237-0001-000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incubation Shaker</td>
			<td>Inforst HT Minitron</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

investigating the function of coronin a in the early starvation response of dictyostelium discoideum by aggregation assays

Dictyostelium discoideum un&#39;ameba si trovano nel terreno, si nutrono di batteri. Quando fonti di cibo diventano scarse, secernono fattori di avviare un programma di sviluppo multicellulare, durante il quale le singole cellule chemiotassi verso i centri di aggregazione 1-4. Questo processo dipende dal rilascio di adenosina monofosfato ciclico (cAMP) 5. cAMP è prodotto in onde attraverso l&#39;azione concertata di ciclasi e fosfodiesterasi, e si lega al G recettori accoppiati alla proteina cAMP 6,7. Un test ampiamente utilizzato per analizzare i meccanismi coinvolti nel ciclo di sviluppo del eucariote Dictyostelium discoideum inferiore si basa sull&#39;osservazione di aggregazione delle cellule in condizioni sommerse 8,9. Questo protocollo descrive l&#39;analisi del ruolo di Coronin A nel ciclo di sviluppo per fame in piastre tessuto-coltura sommersa in soluzione salina bilanciata (BSS) 10. Coronin A è un membro del pr ampiamente conservatafamiglia otein di coronins che sono stati implicati in una vasta gamma di attività 11,12. Dictyostelium cellule prive Coronin A sono in grado di formare aggregati multicellulari, e questo difetto può essere salvato fornendo impulsi di cAMP, suggerendo che Coronin A agisce a monte della cAMP cascata 10. Le tecniche descritte in questi studi forniscono strumenti robusti per indagare funzioni delle proteine ​​durante le fasi iniziali del ciclo di sviluppo di Dictyostelium discoideum monte della cascata cAMP. Pertanto, utilizzando questo test aggregazione può consentire l&#39;ulteriore studio della Coronin Una funzione e far progredire la nostra comprensione della biologia Coronin.

Le cellule carenti di Coronin Uno spettacolo un difetto di sviluppo precoce (figura 2). In assenza di Coronin A cellule sono in grado di formare aggregati multicellulari, che è la fase iniziale durante il ciclo di sviluppo di Dictyostelium discoideum. Pertanto, Coronin A sembra giocare un ruolo durante la risposta di inedia precoce e / o segnalazione cAMP. Infatti, la mancanza di formazione degli aggregati multicellulare in assenza di Coronin A è accompagnato da segnalazione ridotta cAMP 10. Tuttavia, l&#39;applicazione di impulsi di cAMP esogeni ripristina completamente wild-type fenotipo (Figura 3). Questo implica che Coronin A, non sono direttamente coinvolti nella cAMP segnalazione, funzioni a monte della cascata cAMP (figura 5). Quando le cellule di Dictyostelium sono esposti a condizioni di affamati inducono la secrezione di fame primi fattori di 22,23. Uno dei migliori Charafattori cterized coinvolti nella risposta di inedia precoce è condizionato fattore medio (CMF) 22. Sulla base dei nostri risultati, abbiamo ipotizzato che Coronin Una regola sia la secrezione di questi fattori fame primi o è coinvolta nella trasduzione del segnale indotta da questi fattori. Al fine di essere in grado di distinguere tra questi due effetti abbiamo effettuato esperimenti condizionati medie. Wild-type o cellule Cora -carente sono state esposte a supernatanti da entrambi Starved wild-type o cellule Cora -carente 10 (figura 4). Questi surnatanti sono iniziatori potenti di formazione di aggregati multicellulare e quindi contengono fattori che avviano percorsi di segnalazione di sviluppo a valle, tra cui la segnalazione cAMP. I nostri risultati mostrano che il surnatante dalle cellule Cora -carente era ugualmente in grado di indurre lo sviluppo come è stato il caso per il surnatante dalle cellule wild-type (Figura 4). Questo implica che CORA -cellule carenti sono in grado di produrre e secernere fattori fame primi a livelli simili ai loro controlli wild-type. Tuttavia, le cellule CoRA -carente non sono né in grado di rispondere alla propria surnatante né di surnatante fornite dalle cellule wild-type (Figura 4). Pertanto, Coronin A sembra essere coinvolto in vie di segnalazione indotte da fattori fame primi, piuttosto che la loro espressione / secrezione 10 (Figura 5). In generale, per essere in grado di approfondire i segnali secrete dalle cellule di fame Dictyostelium che inducono il ciclo di sviluppo, il test di aggregazione in condizioni sommerse è un potente read-out. Cellule seminate a densità più elevate spontaneamente aggregato a causa di una grande varietà di tutti i segnali necessari. Tuttavia, a densità inferiori solo l&#39;aggiunta di mezzo condizionato indurrà l&#39;aggregazione cellulare (Figura 4) 22,24 </sup&gt;. Pertanto, questa procedura può essere utilizzata per frazionare mezzo condizionato e studiare componenti distinte per la loro attività durante la risposta inedia precoce. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/53972/53972fig1.jpg" /> Figura 1: proteine ​​Coronin presenti nei mammiferi e Dictyostelium discoideum La famiglia Coronin è caratterizzato dalla presenza di regioni WD-repeat N-terminale seguito da un dominio unico ed una regione coiled coil C-terminale.. Mentre i mammiferi Express 7 proteine ​​Coronin (A), Dictyostelium discoideum contiene solo due membri della famiglia (B), rendendo il rischio di licenziamento meno probabile quando si studia la loro funzione. Coronin A è il ortologo di Coronin mammiferi 1 e Coronin B mostra una struttura di dominio simile a Coronin 7. Abbreviazioni: CC, dominio coiled-coil; UD, unico dominio; WD ripete, triptofano<html> ripete -aspartate. Lunghezza è dato per sequenze di topo (A) in aminoacidi (aa). Modificato da Pieters et al., 2013 12. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53972/53972fig1large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="figura 2" src="/files/ftp_upload/53972/53972fig2.jpg" /> Figura 2:. CORA - discoideum Dictyostelium sono in grado di aggregare durante la risposta di inedia primi Wild-tipo (A) o (B), le cellule di Dictyostelium Cora -carente sono state seminate in piastre a pozzetti multipli ad una densità di 2 x 10 5 cellule / cm 2, fame nel BSS, e ripreso in un periodo di 20 ore. Barra di scala = 100 micron..jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/53972/53972fig3.jpg" /> Figura 3: esternamente applicata cAMP pulsa il salvataggio del primo difetto di sviluppo di Cora - discoideum Dictyostelium Vegetativo wild-type (A e B) e le cellule Cora -carente (C e D) sono stati lavati e fame per 2 ore prima di essere pulsato con (B. e D) o senza (a e C) 50 nM cAMP durante 5 ore ogni 6,5 min in sospensione. Le cellule sono state quindi lavate, risospese in BSS, e posti su un piatto Petri ad una densità di 10 x 10 4 cellule / cm 2. Le immagini sono state prese 20 ore dopo la semina delle cellule. Barra di scala = 100<html> micron. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53972/53972fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/53972/53972fig4.jpg" /> Figura 4: Cora -carente Dictyostelium discoideum sono in grado di produrre tutti i fattori necessari per l&#39;induzione di sviluppo, ma non sono in grado di rispondere alle loro crescita esponenziale wild-type e le cellule Corà -carente sono state lavate in PBM e seminati in piastre a pozzetti multipli ad una densità di (. 5, 10, 20, o 40) x 10 4 cellule / cm 2, incubati in mezzo condizionato ottenuto da wild-type (a) o le cellule che muoiono di fame Cora -carente (B). Le immagini sono state prese 16 ore dopo la semina delle cellule. Barra di scala = 100 micron.tp_upload / 53972 / 53972fig4large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura. <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/53972/53972fig5.jpg" /> Figura 5:. Il modello attuale di Coronin Una funzione in Dictyostelium discoideum Coronin A è coinvolta nella trasduzione del segnale del fattore (s) secreto durante la risposta di inedia presto porta alla induzione della cascata cAMP e la progressione attraverso il ciclo di sviluppo. Modificato da Vinet et al. 2014 10. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53972/53972fig5large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a>

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Investigating the Function of Coronin A in the Early Starvation Response of Dictyostelium discoideum by Aggregation Assays

The social amoeba Dictyostelium discoideum undergoes a developmental transition into a multicellular organism when starved. The evolutionary conserved protein coronin A plays a crucial role in the initiation of development. Using aggregation assays as our main method, we aim to elucidate the role of coronin A in early development.

Indagare la funzione di Coronin A nel precoce fame di risposta<em&gt; Discoideum Dictyostelium</em&gt; Per aggregazione Dosaggi

Dictyostelium discoideum amoeba are found in soil, feeding on bacteria. When food sources become scarce, they secrete factors to initiate a multicellular ...

investigating-function-coronin-early-starvation-response

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Biology

Investigating the Function of Coronin A in the Early Starvation Response of Dictyostelium discoideum by Aggregation Assays

7.2K Views.  University of Basel. The social amoeba Dictyostelium discoideum undergoes a developmental transition into a multicellular organism when starved. The evolutionary conserved protein coronin A plays a crucial role in the initiation of development. Using aggregation assays as our main method, we aim to elucidate the role of coronin A in early development.

Video: Investigating the Function of Coronin A in the Early Starvation Response of Dictyostelium discoideum by Aggregation Assays

Investigating the Microbial Community in the Termite Hindgut - Interview

Jared Leadbetter explains why the termite-gut microbial community is an excellent system for studying the complex interactions between microbes.     The symbiotic relationship existing between the host insect and lignocellulose-degrading gut microbes is explained, as well as the industrial uses of these microbes for degrading plant biomass and generating biofuels.

Jared Leadbetter explains why the termite-gut microbial community is an excellent system for studying the complex interactions between microbes. The symbiotic relationship existing between the host insect and lignocellulose-degrading gut microbes is explained, as well as the industrial uses of these microbes for degrading plant biomass and generating biofuels.

Indagare la comunità microbica nel hindgut Termite - Intervista

Jared Leadbetter explains why the termite-gut microbial community is an excellent system for studying the complex interactions between microbes.     The ...

Ricerca

Biologia

Using the optokinetic response to study visual function of zebrafish

Optokinetic response (OKR) is a behavior that an animal vibrates its eyes to follow a rotating grating around it. It has been widely used to assess the visual functions of larval zebrafish1-5. Nevertheless, the standard protocol for larval fish is not yet readily applicable in adult zabrafish. Here, we introduce how to measure the OKR of adult zebrafish with our simple custom-built apparatus using a new protocol which is established in our lab. Both our apparatus and step-by-step procedure of OKR in adult zebrafish are illustrated in this video. In addition, the measurements of the larval OKR, as well as the optomotor response (OMR) test of adult zebrafish, are also demonstrated in this video. This OKR assay of adult zebrafish in our experiment may last for up to 4 hours. Such OKR test applied in adult fish will benefit to visual function investigation more efficiently when the adult fish vision system is manipulated.
Su-Qi Zou and Wu Yin contributed equally to this paper.

Optokinetic response has been widely used to assess the visual functions of larval zebrafish. Nevertheless, the standard protocol for larval fish is not yet readily applicable in adults1-5. Here, we introduce how to measure the OKR of adult zebrafish using a new protocol which is established in our lab.

Utilizzando la risposta optocinetico per studiare la funzione visiva del pesce zebra

Optokinetic response (OKR) is a behavior that an animal vibrates its eyes to follow a rotating grating around it. It has been widely used to assess the ...

Quantification of &gamma;H2AX Foci in Response to Ionising Radiation

DNA double-strand breaks (DSBs), which are induced by either endogenous metabolic processes or by exogenous sources, are one of the most critical DNA lesions with respect to survival and preservation of genomic integrity. An early response to the induction of DSBs is phosphorylation of the H2A histone variant, H2AX, at the serine-139 residue, in the highly conserved C-terminal SQEY motif, forming &gamma;H2AX1. Following induction of DSBs, H2AX is rapidly phosphorylated by the phosphatidyl-inosito 3-kinase (PIKK) family of proteins, ataxia telangiectasia mutated (ATM), DNA-protein kinase catalytic subunit and ATM and RAD3-related (ATR)2. Typically, only a few base-pairs (bp) are implicated in a DSB, however, there is significant signal amplification, given the importance of chromatin modifications in DNA damage signalling and repair. Phosphorylation of H2AX mediated predominantly by ATM spreads to adjacent areas of chromatin, affecting approximately 0.03% of total cellular H2AX per DSB2,3. This corresponds to phosphorylation of approximately 2000 H2AX molecules spanning ~2 Mbp regions of chromatin surrounding the site of the DSB and results in the formation of discrete &gamma;H2AX foci which can be easily visualized and quantitated by immunofluorescence microscopy2. The loss of &gamma;H2AX at DSB reflects repair, however, there is some controversy as to what defines complete repair of DSBs; it has been proposed that rejoining of both strands of DNA is adequate however, it has also been suggested that re-instatement of the original chromatin state of compaction is necessary4-8. The disappearence of &gamma;H2AX involves at least in part, dephosphorylation by phosphatases, phosphatase 2A and phosphatase 4C5,6. Further, removal of &gamma;H2AX by redistribution involving histone exchange with H2A.Z has been implicated7,8. Importantly, the quantitative analysis of &gamma;H2AX foci has led to a wide range of applications in medical and nuclear research. Here, we demonstrate the most commonly used immunofluorescence method for evaluation of initial DNA damage by detection and quantitation of &gamma;H2AX foci in &gamma;-irradiated adherent human keratinocytes9.

Quantification of &#947;H2AX Foci in Response to Ionising Radiation

Quantification of DNA double-strand streaks using &gamma;H2AX formation as a molecular marker has become an invaluable tool in radiation biology. Here we demonstrate the use of an immunofluorescence assay for quantification of &gamma;H2AX foci after exposure of cells to radiation.

Quantificazione dei γH2AX Foci in risposta alle radiazioni ionizzanti

DNA double-strand breaks (DSBs), which are induced by either endogenous metabolic processes or by exogenous sources, are one of the most critical DNA ...

Imaging G-protein Coupled Receptor (GPCR)-mediated Signaling Events that Control Chemotaxis of Dictyostelium Discoideum

Many eukaryotic cells can detect gradients of chemical signals in their environments and migrate accordingly 1. This guided cell migration is referred as chemotaxis, which is essential for various cells to carry out their functions such as trafficking of immune cells and patterning of neuronal cells 2, 3. A large family of G-protein coupled receptors (GPCRs) detects variable small peptides, known as chemokines, to direct cell migration in vivo 4. The final goal of chemotaxis research is to understand how a GPCR machinery senses chemokine gradients and controls signaling events leading to chemotaxis. To this end, we use imaging techniques to monitor, in real time, spatiotemporal concentrations of chemoattractants, cell movement in a gradient of chemoattractant, GPCR mediated activation of heterotrimeric G-protein, and intracellular signaling events involved in chemotaxis of eukaryotic cells 5-8. The simple eukaryotic organism, Dictyostelium discoideum, displays chemotaxic behaviors that are similar to those of leukocytes, and D. discoideum is a key model system for studying eukaryotic chemotaxis. As free-living amoebae, D. discoideum cells divide in rich medium. Upon starvation, cells enter a developmental program in which they aggregate through cAMP-mediated chemotaxis to form multicullular structures. Many components involved in chemotaxis to cAMP have been identified in D. discoideum. The binding of cAMP to a GPCR (cAR1) induces dissociation of heterotrimeric G-proteins into G&gamma; and G&beta;&gamma; subunits 7, 9, 10. G&beta;&gamma; subunits activate Ras, which in turn activates PI3K, converting PIP2 into PIP3 on the cell membrane 11-13. PIP3 serve as binding sites for proteins with pleckstrin Homology (PH) domains, thus recruiting these proteins to the membrane 14, 15. Activation of cAR1 receptors also controls the membrane associations of PTEN, which dephosphorylates PIP3 to PIP2 16, 17. The molecular mechanisms are evolutionarily conserved in chemokine GPCR-mediated chemotaxis of human cells such as neutrophils 18. We present following methods for studying chemotaxis of D. discoideum cells. 1. Preparation of chemotactic component cells. 2. Imaging chemotaxis of cells in a cAMP gradient. 3. Monitoring a GPCR induced activation of heterotrimeric G-protein in single live cells. 4. Imaging chemoattractant-triggered dynamic PIP3 responses in single live cells in real time. Our developed imaging methods can be applied to study chemotaxis of human leukocytes.

Imaging G-protein Coupled Receptor GPCR-mediated Signaling Events that Control Chemotaxis of Dictyostelium Discoideum

Here, we describe detailed live cell imaging methods for investigating chemotaxis. We present fluorescence microscopic methods to monitor spatiotemporal dynamics of signaling events in migrating cells. Measurement of signaling events permits us to further understand how a GPCR-signaling network achieves gradient sensing of chemoattractants and controls directional migration of eukaryotic cells.

Receptor Imaging proteina G accoppiata (GPCR)-mediata eventi di segnalazione che chemiotassi di controllo di Dictyostelium discoideum</em

Many eukaryotic cells can detect gradients of chemical signals in their environments and migrate accordingly 1.  This guided cell migration is referred as ...

Tracking Morphogenetic Tissue Deformations in the Early Chick Embryo

Embryonic epithelia undergo complex deformations (e.g. bending, twisting, folding, and stretching) to form the primitive organs of the early embryo. Tracking fiducial markers on the surfaces of these cellular sheets is a well-established method for estimating morphogenetic quantities such as growth, contraction, and shear. However, not all surface labeling techniques are readily adaptable to conventional imaging modalities and possess different advantages and limitations. Here, we describe two labeling methods and illustrate the utility of each technique. In the first method, hundreds of fluorescent labels are applied simultaneously to the embryo using magnetic iron particles. These labels are then used to quantity 2-D tissue deformations during morphogenesis. In the second method, polystyrene microspheres are used as contrast agents in non-invasive optical coherence tomography (OCT) imaging to track 3-D tissue deformations. These techniques have been successfully implemented in our lab to studythe physical mechanisms of early head fold, heart, and brain development, and should be adaptable to a wide range morphogenetic processes.

This article describes surface labeling and ex ovo tissue culture in the early chick embryo. Techniques amenable to time-lapse bright field, fluorescence, and optical coherence tomography imaging are presented. Tracking surface labels with high spatiotemporal resolution enables kinematic quantities such as morphogenetic strains (deformations) to be calculated in both two and three dimensions.

Monitoraggio Deformazioni tessuto morfogenetica in embrione di pollo primi

Embryonic epithelia undergo complex deformations (e.g. bending, twisting, folding, and stretching) to form the primitive organs of the early embryo. ...

Measuring Cation Transport by Na,K- and H,K-ATPase in Xenopus Oocytes by Atomic Absorption Spectrophotometry: An Alternative to Radioisotope Assays

Whereas cation transport by the electrogenic membrane transporter Na+,K+-ATPase can be measured by electrophysiology, the electroneutrally operating gastric H+,K+-ATPase is more difficult to investigate. Many transport assays utilize radioisotopes to achieve a sufficient signal-to-noise ratio, however, the necessary security measures impose severe restrictions regarding human exposure or assay design. Furthermore, ion transport across cell membranes is critically influenced by the membrane potential, which is not straightforwardly controlled in cell culture or in proteoliposome preparations. Here, we make use of the outstanding sensitivity of atomic absorption spectrophotometry (AAS) towards trace amounts of chemical elements to measure Rb+ or Li+ transport by Na+,K+- or gastric H+,K+-ATPase in single cells. Using Xenopus oocytes as expression system, we determine the amount of Rb+ (Li+) transported into the cells by measuring samples of single-oocyte homogenates in an AAS device equipped with a transversely heated graphite atomizer (THGA) furnace, which is loaded from an autosampler. Since the background of unspecific Rb+ uptake into control oocytes or during application of ATPase-specific inhibitors is very small, it is possible to implement complex kinetic assay schemes involving a large number of experimental conditions simultaneously, or to compare the transport capacity and kinetics of site-specifically mutated transporters with high precision. Furthermore, since cation uptake is determined on single cells, the flux experiments can be carried out in combination with two-electrode voltage-clamping (TEVC) to achieve accurate control of the membrane potential and current. This allowed e.g. to quantitatively determine the 3Na+/2K+ transport stoichiometry of the Na+,K+-ATPase and enabled for the first time to investigate the voltage dependence of cation transport by the electroneutrally operating gastric H+,K+-ATPase. In principle, the assay is not limited to K+-transporting membrane proteins, but it may work equally well to address the activity of heavy or transition metal transporters, or uptake of chemical elements by endocytotic processes.

Measuring Cation Transport by Na,K- and H,K-ATPase in Xenopus Oocytes by Atomic Absorption Spectrophotometry: An Alternative to Radioisotope Assays

We describe a method to quantify the activity of K+-countertransporting P-type ATPases by heterologous expression of the enzymes in Xenopus oocytes and measuring Rb+ or Li+ uptake into individual cells by atomic absorption spectrophotometry. The method is a sensitive and safe alternative to radioisotope flux experiments facilitating complex kinetic studies.

Misurazione di trasporto cationico da Na, K e H, K-ATPasi<em&gt; Xenopus</em&gt; Gli oociti per spettrofotometria di assorbimento atomico: una alternativa a saggi radioisotopi

Whereas cation transport by the electrogenic membrane transporter Na+,K+-ATPase can be measured by electrophysiology, the electroneutrally operating ...

Live Cell Imaging of Early Autophagy Events: Omegasomes and Beyond

Autophagy is a cellular response triggered by the lack of nutrients, especially the absence of amino acids. Autophagy is defined by the formation of double membrane structures, called autophagosomes, that sequester cytoplasm, long-lived proteins and protein aggregates, defective organelles, and even viruses or bacteria. Autophagosomes eventually fuse with lysosomes leading to bulk degradation of their content, with the produced nutrients being recycled back to the cytoplasm. Therefore, autophagy is crucial for cell homeostasis, and dysregulation of autophagy can lead to disease, most notably neurodegeneration, ageing and cancer.	
	Autophagosome formation is a very elaborate process, for which cells have allocated a specific group of proteins, called the core autophagy machinery. The core autophagy machinery is functionally complemented by additional proteins involved in diverse cellular processes, e.g. in membrane trafficking, in mitochondrial and lysosomal biology. Coordination of these proteins for the formation and degradation of autophagosomes constitutes the highly dynamic and sophisticated response of autophagy. Live cell imaging allows one to follow the molecular contribution of each autophagy-related protein down to the level of a single autophagosome formation event and in real time, therefore this technique offers a high temporal and spatial resolution.	
	Here we use a cell line stably expressing GFP-DFCP1, to establish a spatial and temporal context for our analysis. DFCP1 marks omegasomes, which are precursor structures leading to autophagosomes formation. A protein of interest (POI) can be marked with either a red or cyan fluorescent tag. Different organelles, like the ER, mitochondria and lysosomes, are all involved in different steps of autophagosome formation, and can be marked using a specific tracker dye. Time-lapse microscopy of autophagy in this experimental set up, allows information to be extracted about the fourth dimension, i.e. time. Hence we can follow the contribution of the POI to autophagy in space and time.

Time-lapse microscopy of fluorescently labeled autophagy markers allows monitoring of the dynamic autophagy response with high temporal resolution. Using specific autophagy and organelle markers in a combination of 3 different colors, we can follow the contribution of a protein to autophagosome formation in a robust spatial and temporal context.

Imaging cellulare dal vivo dei primi autofagia Eventi: Omegasomes e oltre

Autophagy is a  cellular response triggered by the lack of nutrients, especially the absence of  amino acids. Autophagy is defined by the formation of ...

Analysis of Skeletal Muscle Defects in Larval Zebrafish by Birefringence and Touch-evoke Escape Response Assays

Zebrafish (Danio rerio) have become a particularly effective tool for modeling human diseases affecting skeletal muscle, including muscular dystrophies1-3, congenital myopathies4,5, and disruptions in sarcomeric assembly6,7, due to high genomic and structural conservation with mammals8. Muscular disorganization and locomotive impairment can be quickly assessed in the zebrafish over the first few days post-fertilization. Two assays to help characterize skeletal muscle defects in zebrafish are birefringence (structural) and touch-evoked escape response (behavioral).
Birefringence is a physical property in which light is rotated as it passes through ordered matter, such as the pseudo-crystalline array of muscle sarcomeres9. It is a simple, noninvasive approach to assess muscle integrity in translucent zebrafish larvae early in development. Wild-type zebrafish with highly organized skeletal muscle appear very bright amidst a dark background when visualized between two polarized light filters, whereas muscle mutants have birefringence patterns specific to the primary muscular disorder they model. Zebrafish modeling muscular dystrophies, diseases characterized by myofiber degeneration followed by repeated rounds of regeneration, exhibit degenerative dark patches in skeletal muscle under polarized light. Nondystrophic myopathies are not associated with necrosis or regenerative changes, but result in disorganized myofibers and skeletal muscle weakness. Myopathic zebrafish typically show an overall reduction in birefringence, reflecting the disorganization of sarcomeres.
The touch-evoked escape assay involves observing an embryo&#39;s swimming behavior in response to tactile stimulation10-12. In comparison to wild-type larvae, mutant larvae frequently display a weak escape contraction, followed by slow swimming or other type of impaired motion that fails to propel the larvae more than a short distance12. The advantage of these assays is that disease progression in the same fish type can be monitored in vivo for several days, and that large numbers of fish can be analyzed in a short time relative to higher vertebrates.

The zebrafish is now an established and powerful tool for modeling muscular dystrophies, congenital myopathies, and related neuromuscular diseases. Birefringence and touch-evoked escape behavior are two common noninvasive assays used to determine the degree of muscular disorganization and locomotive impairment of zebrafish embryos during early development.

Analisi dei difetti muscolo scheletrico larvale Zebrafish da Birifrangenza e Touch-evocare Fuga risposta Saggi

Zebrafish (Danio rerio) have become a particularly effective tool for modeling human diseases affecting skeletal muscle, including muscular ...

In Vitro Aggregation Assays Using Hyperphosphorylated Tau Protein

Alzheimer's disease is one of a large group of neurodegenerative disorders known as tauopathies that are manifested by the neuronal deposits of hyperphosphorylated tau protein in the form of neurofibrillary tangles (NFTs). The density of NFT correlates well with cognitive impairment and other neurodegenerative symptoms, thus prompting the endeavor of developing tau aggregation-based therapeutics. Thus far, however, tau aggregation assays use recombinant or synthetic tau that is devoid of the pathology-related phosphorylation marks. Here we describe two assays using recombinant, hyperphosphorylated tau as the subject. These assays can be scaled up for high-throughput screens for compounds that can modulate the kinetics or stability of hyperphosphorylated tau aggregates. Novel therapeutics for Alzheimer's disease and other tauopathies can potentially be discovered using hyperphosphorylated tau isoforms.

In Vitro Aggregation Assays Using Hyperphosphorylated Tau Protein

Unmodified and hyperphosphorylated tau proteins were used in two in vitro aggregation assays to reveal the hyperphosphorylation-dependent fast aggregation kinetics. These assays pave the way for future screens for compounds that can modulate the propensity of hyperphosphorylated tau to form fibrils that underlie the progression of Alzheimer&#8217;s disease.

In Vitro aggregazione Assays Utilizzando iperfosforilata Tau Protein

Alzheimer's disease is one of a large group of neurodegenerative disorders known as tauopathies that are manifested by the neuronal deposits of ...

Analysis of Nephron Composition and Function in the Adult Zebrafish Kidney

The zebrafish model has emerged as a relevant system to study kidney development, regeneration and disease. Both the embryonic and adult zebrafish kidneys are composed of functional units known as nephrons, which are highly conserved with other vertebrates, including mammals. Research in zebrafish has recently demonstrated that two distinctive phenomena transpire after adult nephrons incur damage: first, there is robust regeneration within existing nephrons that replaces the destroyed tubule epithelial cells; second, entirely new nephrons are produced from renal progenitors in a process known as neonephrogenesis. In contrast, humans and other mammals seem to have only a limited ability for nephron epithelial regeneration. To date, the mechanisms responsible for these kidney regeneration phenomena remain poorly understood. Since adult zebrafish kidneys undergo both nephron epithelial regeneration and neonephrogenesis, they provide an outstanding experimental paradigm to study these events. Further, there is a wide range of genetic and pharmacological tools available in the zebrafish model that can be used to delineate the cellular and molecular mechanisms that regulate renal regeneration. One essential aspect of such research is the evaluation of nephron structure and function. This protocol describes a set of labeling techniques that can be used to gauge renal composition and test nephron functionality in the adult zebrafish kidney. Thus, these methods are widely applicable to the future phenotypic characterization of adult zebrafish kidney injury paradigms, which include but are not limited to, nephrotoxicant exposure regimes or genetic methods of targeted cell death such as the nitroreductase mediated cell ablation technique. Further, these methods could be used to study genetic perturbations in adult kidney formation and could also be applied to assess renal status during chronic disease modeling.

The zebrafish adult kidney is an excellent system for renal regeneration and disease studies. An essential aspect of such research is the assessment of nephron structure and function. This protocol describes several methodologies that can be implemented to assess nephron tubule composition and to evaluate renal reabsorption.

Analisi di Nefrone Composizione e funzione del rene Zebrafish adulti

The zebrafish model has emerged as a relevant system to study kidney development, regeneration and disease. Both the embryonic and adult zebrafish kidneys ...