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Division of Biology, California Institute of Technology
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Lee, H. (., Wright, A. P., Zinn, K. Live Dissection of Drosophila Embryos: Streamlined Methods for Screening Mutant Collections by Antibody Staining. J. Vis. Exp. (34), e1647, doi:10.3791/1647 (2009).
소개
배아 발달의 단계 14 17 사이의 Drosophila의 배아는 쉽게 "등심"준비를 생성하기 위해 해부를하실 수 있습니다. 이러한 준비에는 중추 신경계 (CNS)는 중앙을 실행하고, 신체 벽 둘러싸인 있습니다. 창자가 제거됩니다. 준비와 사이에 개입에는 조직이 없기 때문에 항체 물들일 때, 필레는 전체 마운트 배아보다 CNS 및 신체 벽 구조 (예 : 모터 axons, 근육, 말초 감각 (PNS) 뉴런, tracheae)의 훨씬 더 시각화를 허용 coverslip, 그리고 생선 토막 시체 벽에 걸쳐 확장 구조는 하나의 초점 평면에 시각 수 있도록, 평면이기 때문에. 여러 phenotypes는 그러한 준비를 사용하여 검사하고 있습니다. 대부분의 경우, 필레은 고정, 항체 - 스테인드 전체 마운트 배아의 절개로 생성됩니다. 이러한 고정 준비는 다음 단계에 의해 생성됩니다 : 글리세롤의 클리어링 5),, 메탄올 3) vitelline 막 제거,, immunohistochemistry 또는 immunofluorescence를 사용하여 4) 항체 염색법, paraformaldehyde / 헵탄 2) 고정 1) 표백제와 chorion 제거 6) 텅스텐 바늘로 해부. 이러한 "고정 해부"을 얼룩에 대한 자세한 프로토콜은 심판에 제공됩니다. [1].
고정 해부 그러나, 몇 가지 단점이 있습니다. 첫째, 안티 GFP가 검색에 사용되는 고정도, 스테인드 돌연변이 (GFP - 음수) 주식 또는 돌연변이 GFP balancers을 통해 균형있는 십자가에서 배아를 정렬하는 것이 어렵습니다. 이것은 GFP의 모성 표현을 포함하여 다양한 요인에 의한 것입니다. 예를 들어, 우리는 굴지 - GFP 또는 아르마 딜로 (팔) 중 - GFP balancers를 사용하여 균형 셋째 염색체 주식에서 고정, 스테인드 homozygous 돌연변이 배아를 정렬하려면 거의 불가능 것으로 나타났습니다. 둘째, 그것은 높은 품질의 고정 해부를 생성하는 것은 매우 시간이 소모됩니다. 대부분의 사람들이 할 수처럼 시속 10-15 정도로 빠릅니다. 항체가 얼룩이 모두 내부 및 외부 구조 외부 구조에 의해 "흡수"이고 내부 구조에 침투하지 않기 때문에 항체 epitopes가 수정에 민감한, 또는 때문에 셋째, 어떤 항체가 (역시 고정 해부에 잘 착색하지 fasciclin III (Fas3))에 대한 항체 예. 리간드 표현을 감지하는 수용체 융합 단백질과 넷째, 라이브 얼룩은 고정 준비를 할 수 없습니다.
2002 년부터, 우리 그룹은 RPTP 리간드를 식별하는 결핍증 (DF) 및 이소성 표현 화면을 실시하고 있습니다. 이 작업을 수행하기 위해, 우리는 균형 잡힌 라인의 수백을 포함하는 컬렉션의 라이브 배아 해부와 얼룩에 대한 간소화된 프로토콜을 개발했습니다. 수용체 융합 단백질과 함께 고아 수용체 리간드에 대한 얼룩하면 여러 그룹에 의해 고용되지 않는 전문적인 응용 프로그램입니다. 그러나 많은 그룹은 배아 phenotypes을 시각화하기 위해 필레의 항체 염색법을 사용합니다. 이러한 방법의 개발을 통해, 우리는 그것이 고정 절개로보다 라이브 절개로 주식의 대규모 컬렉션에 phenotypes을 검토하기 위해 상당히 더 효율적이라고 결론을 내렸다있다. 우리는 600 개 이상의 DFS에 모터 축삭, CNS, 그리고 근육 phenotypes를 특징 사는 절개를 사용한, 또한 400 개 이상 다른 세포 표면의 이소성 표현과 분비 단백질 (AW 외 준비에 의해 만들어진 신경 시스템 phenotypes를 묘사했습니다.; HK. L. 외., 준비).
우리가 사용한 라이브 해부 프로토콜은 년 동안 진화했습니다. 저자 중 하나 (KZ)은 처음엔 코리 굿맨의 실험실에있는 대학원 학생 시절 Nipam 파텔에 의해 20 년 이상 전에 절개를 살 도입되었습니다. 더 최근에는, 우리는 다른 모든 실험에 대한 안티 Fas3 [2]하지만, 고용 고정 해부와 CNS를 얼룩이 메서드를 사용합니다. 1999 년, 다음 Aloisia 슈미트, 우리 그룹의 postdoc, 우리는 그녀가 두 번 좌초 RNA - 주입된 배아 [3, 4]에서 phenotypes을 검사하는 데 사용되는 유리 바늘과 절개를 사는 발표했다. 우리가 몇 년 후 RPTP의 리간드 화면을 시작하는 때, 우리는 GFP balancers 이상 유지 주식의 대규모 컬렉션의 빠른 분석을 허용하는 그녀의 프로토콜을 수정했습니다. 우리는 배아가 GFP 발현에 살고 미묘한 차이를 쉽게 감지할 수 정렬되어 있기 때문에 실질적인 모성 GFP 표현식이 (TM3armGFP 균형 조정 예 :),이 경우에도 GFP - 부정 배아 쉽게 GFP 균형 주식에서 정렬할 수 있습니다 것으로 나타났습니다. 라르 리간드에 대한 우리의 성공 DF 화면 [5]에 설명되어 있습니다.
현재 프로토콜을 사용하여 하나의 훈련 개인은 복합 현미경으로 각 라인 4-7 돌연변이 배아를 조사 phenotypes에 대해 하루에 5-10 라인을, 스크린 수 있습니다. 배아를 선택하고 arraying 후 50 배아를 해부하다하는 약 1 시간 걸립니다. 이 방법은 우리가 미묘한, 낮은 penetra를 부여 변이를 확인하실 수 있습니다제정신의 phenotypes는 한 줄에 최대 70 hemisegments 이후 40X 물 침지 렌즈 높은 배율의 점수입니다. 이러한 phenotypes는 해부 현미경 스테인드 전체 마운트 배아의 화면에서 감지 어렵거나 불가능하다.
우리는 약 250 라인을 포함하고 게놈의 약 절반 (AW 외., 준비)를 나타냅니다 phenotypic 검사 DF 키트를 정의했습니다. 그것이 RPTP의 리간드 합성 [5]에 필요한 유전자를 위해 2002-2003에 존재 본 키트의 개발은 블루밍턴 DF 키트 우리의 스크린의 일환으로 시작되었다. 이 화면의 과정에서, 우리는 DF / DF homozygotes 더 발전했다 낫게 molecularly 매핑 작은 DFS와 CNS를 (그리고 따라서 CNS의 리간드 발현에 대한 검사 수 없습니다), 개발 안되는 블루밍턴 키트 DFS를 교체했다.
우리 phenotypic 검사 키트의 라인에서 DF / DF homozygotes은 CNS, PNS, 근육 섬유, tracheal 네트워크 및 다른 많은 조직의 개발에 영향을 미치는 유전자에 대한 체계적 화면에 수사관을 허용, 단계 16 일반 전체 morphologies 있습니다. 모든 구조, 표현 패턴, 또는 단계 14-16에서 특정 항체 또는 GFP 표시와 함께 visualizable 있습니다 subcellular 지방화 패턴이 키트를 사용 phenotypes에 대한 검사를하실 수 있습니다. 이것은 프로토콜을 사용하면 여기에 설명된 내용, 의미, 그 중 절반 /이 프로젝트에 그녀의 시간에 대한 한 사람의 지출은 체계적으로 1 년 6 개월 이내에 원하는 배아 표현형 모든 Drosophila의 유전자의 절반을 스크린 수 있습니다.
A. Drosophila의 배아 컬렉션
1. "다섯 배럴"달걀 수집 회의소 준비
플라이 라인의 큰 숫자를 조사하면 이러한 챔버 스는 시간과 노력을 저장합니다.
2. 달걀 수집 번호판을 준비
3. 파리 준비
4. 전송이 5 통 계란 수집 방으로 날아.
5. 배아를 수집
6. 연령 배아
서부 유럽 표준시 90mm 서클 필터 종이 덮여 페트리 접시에 거꾸로 계란 컬렉션 플레이트를 삽입하고 원하는 온도에 유지. 단계 균형 돌연변이 라인에서 16 태아의 해부 들어, 우리가 일반적으로 늦은 아침에 컬렉션을 다음에 대한 배아를 품어19 R> 22 HR ° UAS/GAL4 시스템을 사용하여 이득의 기능 연구에 대한 C., 우리는 19 16 시간을위한 오후 및 부화에 RT에서 배아를 수집 ° C.를 다음날 우리는 1 개 또는 2 시간에 대한 UAS/GAL4 시스템을 활성화하기 위해 29 ° C 배양기에 배아를 전송합니다. 시간이 금액 후, 절개가 완료되면 그들은 단계 16에있을 수 있도록, 배아는 대부분 무대 15아르, 이것은 GFP 발현을위한 배아를 정렬하고이를 줄을 충분한 시간을 허용합니다.
7. 배아를 준비하고 GFP 발현을위한 정렬.
배아의 genotypes을 차별하기 위해, 우리는 GFP balancers을 사용합니다. 우리는 범위를 해부 올림푸스 GFP 아래에서 더블 스틱 테이프에 dechorionated 배아 (다음 섹션 참조) 조사하고, 우리는 같은 시간에 나이와 GFP 발현 그들을 선택합니다.
A) GFP가 정렬 :
B) 스테이징
세인트 주위 배아를 준비를위한 기본 도구입니다. 14-16은 굿 형태입니다. GFP 범위에 따라 autofluorescence있는 굿 반짝 거 려요. 이전 단계의 배아를 시도하기 위해, 하나는 하나는 그들의 모습을해야하는지 이해하도록, 참고 서적이나 (Hartenstein 및 캄포스 - 오르테가 녹색 책을 예) 그림과 배아의 다이어그램을 가지고 사이트를 참조해야합니다. 해부를위한 이상적인 단계는 직감 세 밴드로 나누어했을 때입니다. 그 전에, 직감은 단일 BLOB으로 나타납니다. 사람들은 종종 정렬 BLOB 단계에서 배아 그리고 그들이 해부를위한 최고의 무대를 도달할 때까지 그들을 세. 세 밴드 무대 후, 용기를 대각선 꼬리 근처 밴드, 그리고 코일을 개발하기 시작하고, 난자는 명확됩니다. 그것은 유리 슬라이드에 남아 있지 않으므로이 기간 내에 배아는 해부하다 어려운됩니다. 하나 16/early 단계 17 배아를 늦게 무대를 해부하다하고자하는 경우, 그것은 많은 배아를 해부하다하고 굿 morphologies가 스틱이나 스틱하지 배아과 관련된 어떤 평가가 필요합니다. 이것은뿐만 아니라 genotypes 사이에 약간 다릅니다.
B. Drosophila의 배아 라이브 해부
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우리는이 비디오 데모들은 지금 즉시 Drosophila 유전 발생학의 경험을 가진 사람에 의해 실행될 수있는 자료에 대해 충분하고 자세하게 사는 배아 해부와 얼룩을위한 방법을 표시했다 바랍니다. 물론, 상당한 연습은 여전히 주로 해부 자신을 위해 필요합니다. 우리의 경험에서 라이브 절개 방법을 배우는 모든 사람이 그 / 그녀가 가장 빠르게 고품질의 못하였 느니라 해부를 생성할 수 있도록 갑자기 ... 다른 해부 프로토콜을 생성합니다. 이 과정은 전체 개발에 대한 개월이 필요합니다. 그러나, 대부분의 사람들은 연습을 몇 주 후에 고품질의 해부를 생성할 수 있습니다.
우리가 검사를 위해 살고 해부의 사용을 선호하지만 고정 해부 프로토콜은 배아 단계의 넓은 범위에 적용할 수 있기 때문에, 그들은 고정 해부를 대체할 수 없습니다. 예를 들어, 모터 축삭지도 phenotypes위한 DF 키트의 분석, 우리는 filopodia를 포함한 모터 축삭 지점,의 세부 사항은 기존 양고추냉이 퍼옥시데이즈 (HRP) immunohistochemical 시각화하여보다 라이브 필레의 immunofluorescent 얼룩에 의해 더 나은 시각 수있는 것으로 나타났다 고정 필레의 (고품질 HRP의 얼룩의 예를 들어, 실험실 웹 페이지에 모터 축삭지도의 뇌관 참조). 그러나, 단계 17 시작보다 오래된 태아는 SuperFrost에 충실 플러스 표피 그들의 발전에 따라 슬라이드를하지 않습니다. 따라서, 같은 SNA와 같은 늦은 개발 모터 축삭 지점에 대한 phenotypes의 정량 분석을 위해, 우리는 여전히 고정 해부 (AW 외., 준비)에 의존하고 있습니다.
현재 이러한 방법은 우리 그룹이 몇 가지 문제에 적용되었습니다. 이것은 신분증과 phenotypic 분석 CNS와 모터 축삭지도, 고아 수용체 리간드의 식별에 관련된 새로운 유전자와 특정 mAbs 인정 epitopes의 합성에 필요한 유전자의 식별을 포함합니다. 그러나, 다른 많은 응용 프로그램은 이러한 방법이 우리 DF 키트 및 이소성 표현 모음의 분석과 결합되어 특히, 구상, 또는 기타 조사에 의해 생성된 컬렉션이 될 수 있습니다. 예를 들어, 합성, 세포 표현 패턴, 또는 고품질의 항체 또는 GFP 기자에 의해 감지 될 수있는 단백질의 subcellular 지방화에 필요한 유전자에 대한 체계적 화면으로 수 있어야한다.
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우리는이 프로토콜을 개발하기 위해 공헌 니키 폭스 Aloisia 슈미트 감사드립니다. 이 작품은 KZ, NS28182하는 NIH RO1 부여에 의해 지원되었다.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Borosilicate Tubing With Filament | Sutter Instrument Co. | BF120-60-10 | |
| Narishige model PC-10 needle puller | Narishige International | Tubes pulled using a heater level of 58.9 |