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Imaging Glycans in Zebrafish Embryos by Metabolic Labeling and Bioorthogonal Click Chemistry

Imaging glycans in vivo has recently been enabled using a bioorthogonal chemical reporter strategy by treating cells or organisms with azide- or ...

Zebrafisch-Rho-Kinase-2 wirkt hinter Wnt11 zu Zellpolarit&#xE4;t und effektive Konvergenz und Extension Bewegungen zu vermitteln.

During vertebrate gastrulation convergence and extension (CE), movements narrow and lengthen embryonic tissues. In Xenopus and zebrafish, a noncanonical Wnt signaling pathway constitutes the vertebrate counterpart to the Drosophila planar cell polarity pathway and regulates mediolateral cell polarization underlying CE. Despite the identification of several signaling molecules required for normal CE, the downstream transducers regulating individual cell behaviors driving CE are only beginning to be elucidated. Moreover, how defective mediolateral cell polarity impacts CE is not understood.

Zebrafish Rho kinase 2 acts downstream of Wnt11 to mediate cell polarity and effective convergence and extension movements.

Embryonic morphogenesis is driven by a suite of cell behaviours, including coordinated shape changes, cellular rearrangements and individual cell migrations, whose molecular determinants are largely unknown. In the zebrafish, Dani rerio, trilobite mutant embryos have defects in gastrulation movements and posterior migration of hindbrain neurons. Here, we have used positional cloning to demonstrate that trilobite mutations disrupt the transmembrane protein Strabismus (Stbm)/Van Gogh (Vang), previously associated with planar cell polarity (PCP) in Drosophila melanogaster, and PCP and canonical Wnt/beta-catenin signalling in vertebrates. Our genetic and molecular analyses argue that during gastrulation, trilobite interacts with the PCP pathway without affecting canonical Wnt signalling. Furthermore, trilobite may regulate neuronal migration independently of PCP molecules. We show that trilobite mediates polarization of distinct movement behaviours. During gastrulation convergence and extension movements, trilobite regulates mediolateral cell polarity underlying effective intercalation and directed dorsal migration at increasing velocities. In the hindbrain, trilobite controls effective migration of branchiomotor neurons towards posterior rhombomeres. Mosaic analyses show trilobite functions cell-autonomously and non-autonomously in gastrulae and the hindbrain. We propose Trilobite/Stbm mediates cellular interactions that confer directionality on distinct movements during vertebrate embryogenesis.

Zebrafish trilobite identifies new roles for Strabismus in gastrulation and neuronal movements.

Zebrafisch identifiziert Trilobit neue Rollen f&#xFC;r Schielen in der Gastrulation und neuronalen Bewegungen.

The vertebrate posterior body is formed by a combination of the gastrulation movements that shape the head and anterior trunk and posterior specific cell behaviors. Here, we investigated whether genes that regulate cell movements during gastrulation [no tail (ntl)/brachyury, knypek (kny) and pipetail (ppt)/wnt5] interact to regulate posterior body morphogenesis. Both kny;ntl and ppt;ntl double mutant embryos exhibit synergistic trunk and tail shortening by early segmentation. Gene expression analysis in the compound mutants indicates that anteroposterior germ-layer patterning is largely normal and that the tail elongation defects are not due to failure to specify or maintain posterior tissues. Moreover, ntl interacts with ppt and kny to synergistically regulate the posterior expression of the gene encoding bone morphogenetic protein 4 (bmp4) but not of other known T-box genes, fibroblast growth factor genes or caudal genes. Examination of mitotic and apoptotic cells indicates that impaired tail elongation is not simply due to decreased cell proliferation or increased cell death. Cell tracing in ppt;ntl and kny;ntl mutants demonstrates that the ventral derived posterior tailbud progenitors move into the tailbud. However, gastrulation-like convergence and extension movements and cell movements within the posterior tailbud are impaired. Furthermore, subduction movements of cells into the mesendoderm are reduced in kny;ntl and ppt;ntl mutants. We propose that Ntl and the non-canonical Wnt pathway components Ppt and Kny function in parallel, partially redundant pathways to regulate posterior body development. Our work initiates the genetic dissection of posterior body morphogenesis and links genes to specific tail-forming movements. Moreover, we provide genetic evidence for the notion that tail development entails a continuation of mechanisms regulating gastrulation together with mechanisms unique to the posterior body.

No tail co-operates with non-canonical Wnt signaling to regulate posterior body morphogenesis in zebrafish.

Kein Schwanz kooperiert mit nicht-kanonischen Wnt-Signalweg zur hinteren K&#xF6;rper Morphogenese im Zebrafisch zu regulieren.

Die molekularen und zellul&auml;ren Mechanismen, die f&uuml;r Zelle Motilit&auml;t und gesteuerte Migration als Reaktion auf das Chemokin sind SDF-1 weitgehend unbekannt. Hier zeigen wir, dass Zebrafisch primordiale Keimzellen, die deren Migration von SDF-1 gef&uuml;hrt wird Bleb-artigen Vorspr&uuml;ngen generieren, die durch zellplasmatisches Str&ouml;mung angetrieben werden. Vorspr&uuml;nge bilden sich an den Standorten der h&ouml;heren Ebenen des freien Kalziums Aktivierung der Myosin-Kontraktion auftritt. In der Umformung Bleb folgt eine Str&ouml;mung von Zytoplasma Trennung der Acto-Myosin Rinde von der Plasmamembran an diesen St&auml;tten. Wir schlagen polarisierten Aktivierung des Rezeptors CXCR4 zu einem Anstieg der freien Kalzium f&uuml;hrt, die wiederum Myosin-R&uuml;ckgang der Teil der Zelle reagiert auf h&ouml;here Ebenen des Liganden SDF-1 aktiviert. Die einseitige Bildung neue Vorspr&uuml;nge in einer bestimmten Region der Zelle als Reaktion auf SDF-1 definiert die Vorderkante und die Richtung der Zellmigration.

Migration von Zebrafish primordiale Keimzellen: eine Rolle f&uuml;r Myosin Kontraktion und zytoplasmatischen Flow.

The molecular and cellular mechanisms governing cell motility and directed migration in response to the chemokine SDF-1 are largely unknown. Here, we demonstrate that zebrafish primordial germ cells whose migration is guided by SDF-1 generate bleb-like protrusions that are powered by cytoplasmic flow. Protrusions are formed at sites of higher levels of free calcium where activation of myosin contraction occurs. Separation of the acto-myosin cortex from the plasma membrane at these sites is followed by a flow of cytoplasm into the forming bleb. We propose that polarized activation of the receptor CXCR4 leads to a rise in free calcium that in turn activates myosin contraction in the part of the cell responding to higher levels of the ligand SDF-1. The biased formation of new protrusions in a particular region of the cell in response to SDF-1 defines the leading edge and the direction of cell migration.

Migration of zebrafish primordial germ cells: a role for myosin contraction and cytoplasmic flow.

The Balbiani body is an evolutionarily conserved asymmetric aggregate of organelles that is present in early oocytes of all animals examined, including humans. Although first identified more than 150 years ago, genes acting in the assembly of the Balbiani body have not been identified in a vertebrate. Here we show that the bucky ball gene in the zebrafish is required to assemble this universal aggregate of organelles. In the absence of bucky ball the Balbiani body fails to form, and vegetal mRNAs are not localized in oocytes. In contrast, animal pole localized oocyte markers are expanded into vegetal regions in bucky ball mutants, but patterning within the expanded animal pole remains intact. Interestingly, in bucky ball mutants an excessive number of cells within the somatic follicle cell layer surrounding the oocyte develop as micropylar cells, an animal pole specific cell fate. The single micropyle permits sperm to fertilize the egg in zebrafish. In bucky ball mutants, excess micropyles cause polyspermy. Thus bucky ball provides the first genetic access to Balbiani body formation in a vertebrate. We demonstrate that bucky ball functions during early oogenesis to regulate polarity of the oocyte, future egg and embryo. Finally, the expansion of animal identity in oocytes and somatic follicle cells suggests that somatic cell fate and oocyte polarity are interdependent.

Bucky ball functions in Balbiani body assembly and animal-vegetal polarity in the oocyte and follicle cell layer in zebrafish.

Balbiani K&ouml;rper ist ein evolution&auml;r konservierte asymmetrischen Aggregat von Organellen, die in fr&uuml;hen Eizellen aller Tiere untersucht, einschlie&szlig;lich des Menschen ist. Obwohl zuerst vor mehr als 150 Jahren identifiziert, Gene, die in der Assembly des K&ouml;rpers Balbiani handeln nicht in ein Wirbeltier wurden. Hier zeigen wir, dass das bucky Ball-gen in der Zebrafisch erforderlich dieses universal Aggregat der Organellen zu montieren ist. In Ermangelung von bucky Ball der Balbiani Einrichtung nicht im Formular und pflanzliche mRNAs sind in Eizellen nicht lokalisiert. Im Gegensatz dazu Tier Pole lokalisiert Eizelle Marker sind in pflanzlichen Regionen in bucky Ball Mutanten erweitert, doch Musterung innerhalb der erweiterten Tier-Pole bleibt bestehen. Interessanterweise entwickeln eine &uuml;berm&auml;&szlig;ige Anzahl von Zellen innerhalb der somatischen Follikel Zellschicht umgeben die Eizelle in bucky Ball Mutanten als micropylar Zellen, ein Tier Pole bestimmte Zelle Schicksal. Die einzelnen Micropyle l&auml;sst Spermien das Ei im Zebrafisch d&uuml;ngen. Bucky Ball Mutanten f&uuml;hren &uuml;berm&auml;&szlig;ige Micropyles Polyspermie. Bucky Ball bietet somit den ersten genetischen Zugriff auf Balbiani K&ouml;rper-Formation in ein Wirbeltier. Wir zeigen diesen bucky Ball Funktionen w&auml;hrend des fr&uuml;hen Oogenese, Polarit&auml;t der Eizelle, zuk&uuml;nftige Ei und Embryo zu regulieren. Schlie&szlig;lich empfiehlt der Ausbau des tierischen Identit&auml;t in Oozyten und Follikel-somatische Zellen somatische Schicksal und Eizelle Polarit&auml;t sind voneinander abh&auml;ngig.

Bucky Ball Funktionen Balbiani K&ouml;rper Montage-und Tier-pflanzliche Polarit&auml;t in der Eizelle und Follikel Zellschicht im Zebrafisch.

The vertebrate rod and cone photoreceptors are highly specialized sensory neurons that transduce light into the chemical and electrical signals of the nervous system. Although the physiological properties of cones and rods are well known, only a handful of genes have been identified that regulate the specification of photoreceptor subtypes. Taking advantage of the mosaic organization of photoreceptors in zebrafish, we report the isolation of a mutation resulting in a unique change in photoreceptor cell fate. Mutation of the lots-of-rods (lor) locus results in a near one-for-one transformation of UV-cone precursors into rods. The transformed cells exhibit morphological characteristics and a gene-expression pattern typical of rods, but differentiate in a temporal and spatial pattern consistent with UV-cone development. In mutant larvae and adults, the highly ordered photoreceptor mosaic is maintained and degeneration is not observed, suggesting that lor functions after the specification of the other photoreceptor subtypes. In genetic chimeras, lor functions cell-autonomously in the specification of photoreceptor cell fate. Linkage analysis and genetic-complementation testing indicate that lor is an allele of tbx2b/fby (from beyond). fby was identified by a pineal complex phenotype, and carries a nonsense mutation in the T-box domain of the tbx2b transcription factor. Homozygous fby mutant larvae and lor/fby transheterozygotes also display the lots-of-rods phenotype. Based upon these data, we propose a previously undescribed function for tbx2b in photoreceptor cell precursors, to promote the UV cone fate by repressing the rod differentiation pathway.

Tbx2b is required for ultraviolet photoreceptor cell specification during zebrafish retinal development.

Die Wirbeltieren Stab und Kegel Photorezeptoren sind hoch spezialisierte sensorische Neuronen, die Licht in der chemischen und elektrischen Signale des Nervensystems zur&uuml;ckwirken. Obwohl die physiologischen Eigenschaften von Kegeln und Stangen gut bekannt sind, nur eine Handvoll Genen wurden identifiziert, die die Spezifikation der Photorezeptoren Subtypen zu regulieren. Unter Ausnutzung der Mosaik-Organisation von Lichtrezeptoren im Zebrafisch, teilen wir Ihnen die Isolation einer Mutation, die eine einzigartige Ver&auml;nderung in Photorezeptoren Zelle Schicksal. Mutation des Orts viele der St&auml;be (Lor) f&uuml;hrt eine nahe eins-zu-eins-Umwandlung von UV-Kegel-Vorstufen in Stangen. Die transformierten Zellen aufweisen, morphologische Merkmale und ein-Gen-Expression-Muster typisch f&uuml;r Stangen, aber in einem zeitlichen und r&auml;umlichen Muster mit UV-Kegel-Entwicklung in Einklang zu unterscheiden. Mutant Larven und Erwachsene, das sehr geordnete Photorezeptor-Mosaik ist gepflegt und Entartung nicht eingehalten wird, was darauf hindeutet, dass Lor Funktionen nach der Spezifikation der andere Photorezeptoren Subtypen. In genetischer Chim&auml;ren, Lor Funktionen Zelle-autonom in der Spezifikation der Photorezeptoren Zelle Schicksal. Linkage-Analyse und Pr&uuml;fung von genetischen Komplementation hindeuten, dass Lor ein Allel des tbx2b/Fby (aus dem Jenseits). Fby wurde durch einen Zirbeldr&uuml;se komplexe Ph&auml;notyp identifiziert und tr&auml;gt eine Mutation der Unsinn in die T-Box-Dom&auml;ne des Transkriptionsfaktors tbx2b. Homozygote Fby mutant Larven und Lor/Fby Transheterozygotes zeigen auch viele der St&auml;be-Ph&auml;notyp. Basierend auf diesen Daten, schlagen wir eine bisher unbeschriebene Funktion f&uuml;r tbx2b in Photorezeptoren Zelle Vorl&auml;ufer, das UV-Kegel-Schicksal F&ouml;rderung durch die Unterdr&uuml;ckung des Stab Differenzierung Weges.

Tbx2b ist f&uuml;r ultraviolette Photorezeptor Zelle Spezifikation w&auml;hrend der Zebrafisch retinalen Entwicklung erforderlich.

In many animals, gamete formation during embryogenesis is specified by maternal cytoplasmic determinants termed germ plasm. During oogenesis, germ plasm forms a distinct cellular structure such as pole plasm in Drosophila or the Balbiani body, an aggregate of organelles also found in mammals. However, in vertebrates, the key regulators of germ plasm assembly are largely unknown. Here, we show that, at the beginning of zebrafish oogenesis, the germ plasm defect in bucky ball (buc) mutants precedes the loss of polarity, indicating that Buc primarily controls Balbiani body formation. Moreover, we molecularly identify the buc gene, which is exclusively expressed in the ovary with a novel, dynamic mRNA localization pattern first detectable within the Balbiani body. We find that a Buc-GFP fusion localizes to the Balbiani body during oogenesis and with the germ plasm during early embryogenesis, consistent with a role in germ plasm formation. Interestingly, overexpression of buc seems to generate ectopic germ cells in the zebrafish embryo. Because we discovered buc homologs in many vertebrate genomes, including mammals, these results identify buc as the first gene necessary and sufficient for germ plasm organization in vertebrates.

Bucky ball organizes germ plasm assembly in zebrafish.

In vielen Tieren wird Gamet Bildung w&auml;hrend der Embryogenese durch m&uuml;tterliche zytoplasmatischen Determinanten genannt Keim Plasm angegeben. W&auml;hrend der Oogenese bildet Keim Plasm eine unterschiedliche Zellstruktur wie Pol Plasm in Drosophila oder Balbiani K&ouml;rper, ein Aggregat von Organellen, die auch bei S&auml;ugetieren. Bei Wirbeltieren sind die wichtigsten Regulatoren der Keim Plasm Assembly jedoch weitgehend unbekannt. Hier zeigen wir, dass zu Beginn des Zebrafish Oogenese, der Keim Plasm Mangel bucky Ball (Buc) Mutanten vorangestellt den Verlust der Polarit&auml;t, die darauf hinweist, dass Buc haupts&auml;chlich Balbiani K&ouml;rper Bildung steuert. Dar&uuml;ber hinaus identifizieren wir molekular das Buc-gen, das ausschlie&szlig;lich im Eierstock mit einem neuartigen, dynamische mRNA Lokalisierung Muster zuerst nachweisbar im K&ouml;rper Balbiani ausgedr&uuml;ckt wird. Wir finden, dass eine Buc-GFP-Fusion der Balbiani Stelle w&auml;hrend der Oogenese und mit der Germ Plasm w&auml;hrend der fr&uuml;hen Embryogenese, mit einer Rolle in der Bildung der Keim Plasm lokalisiert. Interessanterweise scheint eine &Uuml;berexpression von Buc ektopische Keimzellen im Zebrafish Embryos zu generieren. Da wir Buc UCP1 in vielen Wirbeltieren Genome entdeckten, einschlie&szlig;lich S&auml;ugetiere, identifizieren diese Ergebnisse Buc, als das erste Gen notwendig und ausreichend f&uuml;r Keim Plasm Organisation bei Wirbeltieren.

Bucky Ball organisiert Keim Plasm Assembly im Zebrafisch.

Egg activation is an important cellular event required to prevent polyspermy and initiate development of the zygote. Egg activation in all animals examined is elicited by a rise in free Ca(2+) in the egg cytosol at fertilization. This Ca(2+) rise is crucial for all subsequent egg activation steps, such as cortical granule exocytosis, which modifies the vitelline membrane to prevent polyspermy. The cytosolic Ca(2+) rise is primarily initiated by inositol 1,4,5-trisphosphate (IP(3))-mediated Ca(2+) release from the endoplasmic reticulum. The genes involved in regulating the IP(3)-mediated Ca(2+) release during egg activation remain largely unknown. Here we report on a zebrafish maternal-effect mutant, brom bones, which is defective in the cytosolic Ca(2+) rise and subsequent egg activation events, including cortical granule exocytosis and cytoplasmic segregation. We show that the egg activation defects in brom bones can be rescued by providing Ca(2+) or the Ca(2+)-release messenger IP(3), suggesting that brom bones is a regulator of IP(3)-mediated Ca(2+) release at fertilization. Interestingly, brom bones mutant embryos also display defects in dorsoventral axis formation accompanied by a disorganized cortical microtubule network, which is known to be crucial for dorsal axis formation. We provide evidence that the impaired microtubule organization is associated with non-exocytosed cortical granules from the earlier egg activation defect. Positional cloning of the brom bones gene reveals that a premature stop codon in the gene encoding hnRNP I (referred to here as hnrnp I) underlies the abnormalities. Our studies therefore reveal an important new role of hnrnp I in regulating the fundamental process of IP(3)-mediated Ca(2+) release at egg activation.

hnRNP I is required to generate the Ca2+ signal that causes egg activation in zebrafish.

Ei-Aktivierung ist ein wichtiges zellul&auml;re Ereignis, erforderlich um Polyspermie und initiieren Entwicklung der Zygote zu verhindern. Ei-Aktivierung bei allen untersuchten Tieren ist durch einen Anstieg der freien Ca(2+) in der Ei-Zytosol bei Befruchtung l&ouml;ste. Dieser Anstieg des Ca(2+) ist entscheidend f&uuml;r alle nachfolgenden Ei Aktivierungsschritte, wie kortikale Untermodul Exozytose, wodurch die Dotter Membrane um zu verhindern, dass Polyspermie ge&auml;ndert. Der Zytosolische Ca(2+) Aufstieg wird in erster Linie durch Inosit 1,4,5-Trisphosphate (IP(3)) initiiert-vermittelte Ca(2+) Entlassung aus dem Endoplasmatischen Retikulum. Den Genen, die bei der Regulierung der IP (3)-vermittelte Ca(2+) Freigabe w&auml;hrend Ei Aktivierung bleiben weitgehend unbekannt. Hier berichten wir &uuml;ber ein Zebrafisch-m&uuml;tterliche-Effekt-Mutant, Ei Brom Knochen, die Defekte in der zellul&auml;ren Ca(2+) steigen und nachfolgende Aktivierung Veranstaltungen, einschlie&szlig;lich der kortikalen Untermodul Exozytose und zytoplasmatischen Segregation. Wir zeigen, dass die Ei-Aktivierung-Defekte in Brom Knochen gerettet werden k&ouml;nnen, durch die Bereitstellung von Ca(2+) oder die Ca(2+)-Version Messenger IP(3), was darauf hindeutet, dass Brom Knochen ist ein Regulator der IP (3)-vermittelte Ca(2+) Release auf Befruchtung. Interessanterweise zeigen Brom Knochen mutant Embryonen auch M&auml;ngel in dorsoventral Achse-Formation, begleitet von einer desorganisierten kortikale Microtubule-Netzwerk, das entscheidend f&uuml;r dorsale Achse Bildung bekannt ist. Wir belegen, dass die gest&ouml;rte Microtubule-Organisation nicht exocytosed kortikale Granulat aus der fr&uuml;heren Ei Aktivierung Fehler zugeordnet ist. Positionsklonen Brom Knochen gen ergibt, dass ein vorzeitiges Stopp-Codon im Gen f&uuml;r HnRNP ich (genannt hier Hnrnp I) zugrunde liegt die Anomalien. Unsere Studien zeigen daher eine wichtige neue Rolle der Hnrnp ich bei der Regulierung des grundlegenden Prozess der IP (3)-vermittelte Ca(2+) Release auf Ei-Aktivierung.

HnRNP ich erforderlich ist, um das Ca2 +-Signal zu erzeugen, dass Ursachen Aktivierung im Zebrafisch Ei.

In amphibian and teleost embryos, the dorsal determinants (DDs) are believed to be initially localized to the vegetal pole and then transported to the prospective dorsal side of the embryo along a microtubule array. The DDs are known to activate the canonical Wnt pathway and thereby promote the expression of genes that induce the dorsal organizer. Here, by identifying the locus of the maternal-effect ventralized mutant tokkaebi, we show that Syntabulin, a linker of the kinesin I motor protein, is essential for dorsal determination in zebrafish. We found that syntabulin mRNA is transported to the vegetal pole during oogenesis through the Bucky ball (Buc)-mediated Balbiani body-dependent pathway, which is necessary for establishment of animal-vegetal (AV) oocyte polarity. We demonstrate that Syntabulin is translocated from the vegetal pole in a microtubule-dependent manner. Our findings suggest that Syntabulin regulates the microtubule-dependent transport of the DDs, and provide evidence for the link between AV and dorsoventral axis formation.

Syntabulin, a motor protein linker, controls dorsal determination.

Amphibien und teleost Embryonen sind die dorsalen Determinanten (DDs) glaubte zun&auml;chst dem Vegetal-Pol lokalisiert werden und dann transportiert die prospektive R&uuml;ckenseite des Embryos entlang einer Microtubule-Array. Die DDs sind bekannterma&szlig;en die kanonische Wnt-Signalweg aktivieren und f&ouml;rdern dadurch die Expression von Genen, die den dorsalen Veranstalter zu veranlassen. Hier die Gleichsetzung der Locus von der m&uuml;tterlichen-Effekt ventralized mutant Tokkaebi, zeigen wir, die Syntabulin, einen Linker, der die Muskelkontraktion I-motor Protein ist essentiell f&uuml;r dorsalen Bestimmung im Zebrafisch. Wir fanden, dass Syntabulin mRNA zu den Vegetal-Pol, w&auml;hrend der Oogenese durch den Bucky Ball (Buc transportiert wird)-vermittelten Balbiani K&ouml;rper-abh&auml;ngigen Weg, die Schaffung der Tier-pflanzliche (AV) Eizelle Polarit&auml;t notwendig ist. Wir zeigen, dass Syntabulin in gewissem Sinne Microtubule-abh&auml;ngig von der Pole-Position Vegetal systemisch wirkt. Unsere Ergebnisse weisen Syntabulin regelt den Microtubule-abh&auml;ngige Transport &uuml;ber die DDs und Beweise f&uuml;r den Zusammenhang zwischen AV und dorsoventral Achse Bildung.

Syntabulin, ein Linker motor Protein steuert dorsalen Bestimmung.

Although of fundamental importance in developmental biology, the genetic basis for the symmetry breaking events that polarize the vertebrate oocyte and egg are largely unknown. In vertebrates, the first morphological asymmetry in the oocyte is the Balbiani body, a highly conserved, transient structure found in vertebrates and invertebrates including Drosophila, Xenopus, human, and mouse. We report the identification of the zebrafish magellan (mgn) mutant, which exhibits a novel enlarged Balbiani body phenotype and a disruption of oocyte polarity. To determine the molecular identity of the mgn gene, we positionally cloned the gene, employing a novel DNA capture method to target region-specific genomic DNA of 600 kb for massively parallel sequencing. Using this technique, we were able to enrich for the genomic region linked to our mutation within one week and then identify the mutation in mgn using massively parallel sequencing. This is one of the first successful uses of genomic DNA enrichment combined with massively parallel sequencing to determine the molecular identity of a gene associated with a mutant phenotype. We anticipate that the combination of these technologies will have wide applicability for the efficient identification of mutant genes in all organisms. We identified the mutation in mgn as a deletion in the coding sequence of the zebrafish microtubule actin crosslinking factor 1 (macf1) gene. macf1 is a member of the highly conserved spectraplakin family of cytoskeletal linker proteins, which play diverse roles in polarized cells such as neurons, muscle cells, and epithelial cells. In mgn mutants, the oocyte nucleus is mislocalized; and the Balbiani body, localized mRNAs, and organelles are absent from the periphery of the oocyte, consistent with a function for macf1 in nuclear anchoring and cortical localization. These data provide the first evidence for a role for spectraplakins in polarization of the vertebrate oocyte and egg.

Microtubule actin crosslinking factor 1 regulates the Balbiani body and animal-vegetal polarity of the zebrafish oocyte.

Obwohl von grundlegender Bedeutung in der Entwicklungsbiologie, die genetische Grundlage f&uuml;r die Symmetrie brechen Ereignissen, die die vertebrate Eizelle und Ei polarisieren sind weitgehend unbekannt. Bei Wirbeltieren die erste morphologische Asymmetrie in der Eizelle ist Balbiani K&ouml;rper, eine stark konservierte, vor&uuml;bergehende Struktur gefunden in Wirbeltiere und Wirbellose einschlie&szlig;lich Drosophila, Xenopus, Mensch und Maus. Wir berichten &uuml;ber die Identifizierung von der Zebrafisch Magellan (Mgn) Mutant, der Roman zwar vergr&ouml;&szlig;erte Balbiani K&ouml;rper Ph&auml;notyp und eine Unterbrechung der Eizelle Polarit&auml;t. Um zu bestimmen, die molekulare Identit&auml;t des Gens Mgn, geklont wir positionsbezogen gen, besch&auml;ftigt eine neuartige DNA-Capture-Methode regionsspezifische genomischen DNA von 600 kb f&uuml;r massiv parallele Sequenzierung als Ziel. Mit diesem Verfahren konnten wir dann die Mutation in Mgn mit massiv parallelen Sequenzierung zu identifizieren und f&uuml;r die genomische Region verkn&uuml;pft zu unseren Mutation innerhalb einer Woche bereichern. Dies ist einer der ersten erfolgreichen Verwendungen der genomischen DNA-Anreicherung kombiniert mit massiv parallelen Sequenzierung die molekulare Identit&auml;t ein Gen mit einem mutierten Ph&auml;notyp bestimmen. Wir erwarten, dass die Kombination dieser Technologien breite Anwendbarkeit f&uuml;r eine effiziente Ermittlung der mutierten Gene in allen Organismen haben wird. Wir haben die Mutation in Mgn identifiziert, wie L&ouml;schung in der kodierende Sequenz die Zebrafish Microtubule Aktin Vernetzung Faktor 1 (macf1)-Gen. macf1 ist ein Mitglied der Familie stark konservierten Spectraplakin Zytoskelett Linker Proteine, die unterschiedliche Rollen in polarisierten Zellen wie Neuronen, Muskelzellen und Epithelzellen zu spielen. In Mgn Mutanten ist der Kern der Eizelle mislocalized; und K&ouml;rper Balbiani, lokalisierte mRNAs und Organellen Fehlen von der Peripherie der Eizelle, konsistent mit einer Funktion f&uuml;r macf1 in nuklearen verankern und kortikale Lokalisierung. Diese Daten liefern die erste Beweise f&uuml;r eine Rolle f&uuml;r Spectraplakins in der Polarisation des vertebrate Eizelle und Ei.

Microtubule-Aktin-Vernetzung-Faktor 1 regelt die Balbiani K&ouml;rper und Tier-pflanzliche Polarit&auml;t der Zebrafisch-Eizelle.

Die Cu (I)-katalysierten azid-Alkin-Cycloaddition (CuAAC) ist die Standardmethode f&uuml;r Bioorthogonal Konjugation. Aktuelle Cu(I) Katalysator Formulierungen sind jedoch giftig, behindern ihre Verwendung in lebenden Systemen. Hier berichten wir, dass BTTES, Tris (Triazolylmethyl) auf der Grundlage von Amin Ligand f&uuml;r Cu(I), die Cycloaddition Reaktionen rasch in lebenden Systemen ohne offensichtliche Toxizit&auml;t f&ouml;rdert. Dieser Katalysator erm&ouml;glicht erstmals, nichtinvasiven imaging des Fucosylated Glykane w&auml;hrend der fr&uuml;hen Embryogenese Zebrab&auml;rbling. Wir microinjected Embryonen mit Alkin-Lager BIP-Fucose im Stadium eins-Zelle und erkannt, dass die metabolisch eingemeindeten unnat&uuml;rlich Zucker mit der biokompatiblen Chemie anklicken. Beschriftete Glykane konnte in der umh&uuml;llenden Schicht Zebrafish Embryos zwischen Blastula und fr&uuml;hen Larvenstadien abgebildet werden. Diese neue Methode ebnet den Weg f&uuml;r die schnelle, nicht-invasive Bildgebung von Biomolek&uuml;len in lebenden Organismen.

Biokompatible copper(I) Katalysatoren f&uuml;r in-vivo Bildgebung der Glykane.

The Cu(I)-catalyzed azide-alkyne cycloaddition (CuAAC) is the standard method for bioorthogonal conjugation. However, current Cu(I) catalyst formulations are toxic, hindering their use in living systems. Here we report that BTTES, a tris(triazolylmethyl)amine-based ligand for Cu(I), promotes the cycloaddition reaction rapidly in living systems without apparent toxicity. This catalyst allows, for the first time, noninvasive imaging of fucosylated glycans during zebrafish early embryogenesis. We microinjected embryos with alkyne-bearing GDP-fucose at the one-cell stage and detected the metabolically incorporated unnatural sugars using the biocompatible click chemistry. Labeled glycans could be imaged in the enveloping layer of zebrafish embryos between blastula and early larval stages. This new method paves the way for rapid, noninvasive imaging of biomolecules in living organisms.

Article	Year
Zebrafish Rho kinase 2 acts downstream of Wnt11 to mediate cell polarity and effective convergence and extension movements. Current biology : CB\| PubMed ID: 12062050	2002
Zebrafish trilobite identifies new roles for Strabismus in gastrulation and neuronal movements. Nature cell biology\| PubMed ID: 12105418	2002
No tail co-operates with non-canonical Wnt signaling to regulate posterior body morphogenesis in zebrafish. Development (Cambridge, England)\| PubMed ID: 14660439	2004
Migration of zebrafish primordial germ cells: a role for myosin contraction and cytoplasmic flow. Developmental cell\| PubMed ID: 17084355	2006
Bucky ball functions in Balbiani body assembly and animal-vegetal polarity in the oocyte and follicle cell layer in zebrafish. Developmental biology\| PubMed ID: 18582455	2008
Tbx2b is required for ultraviolet photoreceptor cell specification during zebrafish retinal development. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America\| PubMed ID: 19179291	2009
Bucky ball organizes germ plasm assembly in zebrafish. Current biology : CB\| PubMed ID: 19249209	2009
hnRNP I is required to generate the Ca2+ signal that causes egg activation in zebrafish. Development (Cambridge, England)\| PubMed ID: 19666827	2009
Syntabulin, a motor protein linker, controls dorsal determination. Development (Cambridge, England)\| PubMed ID: 20150281	2010
Microtubule actin crosslinking factor 1 regulates the Balbiani body and animal-vegetal polarity of the zebrafish oocyte. PLoS genetics\| PubMed ID: 20808893	2010
Biocompatible copper(I) catalysts for in vivo imaging of glycans. Journal of the American Chemical Society\| PubMed ID: 21062072	2010
Tracking N-acetyllactosamine on cell-surface glycans in vivo. Angewandte Chemie (International ed. in English)\| PubMed ID: 21472942	2011
Increasing the Efficacy of Bioorthogonal Click Reactions for Bioconjugation: A Comparative Study. Angewandte Chemie (International ed. in English)\| PubMed ID: 21761519	2011

Florence Marlow

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