The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
This translation into Hebrew was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages
Division of Biology, California Institute of Technology
This article is a part of JoVE General. If you think this article would be useful for your research, please recommend JoVE to your institution's librarian.
Recommend JoVE to Your LibrarianCurrent Access Through Your IP Address
Current Access Through Your Registered Email Address
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).
הקדמה
עוברים תסיסנית בין השלבים 14 ו 17 של ההתפתחות העוברית יכולים להיות גזור ברצון ליצור "פילה" ההכנות. בכל הכנות אלה, מערכת העצבים המרכזית (CNS) רץ באמצע, והיא מוקפת קירות הגוף. הבטן היא הוסרה. כאשר מוכתם נוגדנים, פילה לאפשר ויזואליזציה טובה יותר של מערכת העצבים המרכזית ועל הקיר גוף מבנים (אקסונים המנוע למשל, השרירים, היקפי חושית (PNS) נוירונים, tracheae) מאשר לעשות הר שלם עוברים, כי אין להתערב רקמות בין הכנה לבין coverslip, ובגלל פילטים הם שטוחים, המאפשר המבנים משתרעים הקיר הגוף להיות דמיינו במטוס מוקד יחיד. פנוטיפים שונים רבים נבדקו באמצעות תכשירים אלה. ברוב המקרים, פילה מופקים על ידי דיסקציה של קבועים, נוגדן מוכתמת כולה הר עוברים. הכנות אלה קבוע נוצרות על ידי הפעולות הבאות: 1) הסרת סיסית עם אקונומיקה, 2) קיבוע עם paraformaldehyde / heptane; מכתים נוגדן 4) או באמצעות אימונוהיסטוכימיה immunofluorescence;; 3) הסרת vitelline קרום עם מתנול 5) קרחת גליצרול; 6) דיסקציה עם מחטים טונגסטן. פרוטוקולים מפורטות מכתים אלה "והניתוחים קבוע" ניתנים נ"צ. [1].
והניתוחים קבוע יש כמה חסרונות, עם זאת. ראשית, לעיתים קרובות קשה למיין קבוע, מוטציה צבעונית (GFP שלילי) עוברים מן המניות או חוצה שבו מוטציות מאוזנים על GFP balancers, גם כאשר אנטי GFP משמש לצורך זיהוי. זאת בשל מגוון גורמים, כולל ביטוי אימהי של ה-GFP. לדוגמה, מצאנו כי זה כמעט בלתי אפשרי למיין קבוע, עוברים מוטציה צבעונית הומוזיגוטים מן מאוזנת מניות כרומוזום third שימוש או אקטין-GFP או ארמדיל (זרוע)-GFP balancers. שנית, זה די זמן רב כדי לייצר באיכות גבוהה והניתוחים קבוע. 10-15 לשעה הוא כ מהר כמו רוב האנשים יכולים לעשות את זה. שלישית, נוגדנים מסוימים אינם כתם היטב והניתוחים קבוע, אם משום epitopes נוגדנים רגישים כדי לתקן, או בגלל נוגדן כתמים שני מבנים פנימיים וחיצוניים הוא "ספג" על ידי מבנים חיצוני ואינו לחדור למבנים הפנימיים ( למשל נוגדנים נגד fasciclin III (Fas3)). מכתים הרביעית, לחיות עם חלבונים היתוך קולטן לזהות ביטוי ליגנד לא ניתן לעשות זאת על ההכנות קבוע.
מאז 2002, הקבוצה שלנו כבר מנהלת חסר (DF) מסכי ביטוי אקטופי לזהות ligands RPTP. כדי לעשות זאת, פיתחנו פרוטוקולים יעילה עבור העובר לנתיחה מכתים לחיות האוספים המכיל מאות קווי מאוזנת. מכתים עבור ligands קולטן יתום עם חלבונים היתוך קולטן הוא יישום מיוחד שאינו מועסק על ידי קבוצות רבות. עם זאת, קבוצות רבות משתמשות מכתים נוגדן של פילה לדמיין פנוטיפים עובריים. באמצעות הפיתוח שלנו של שיטות אלה, אנו מגיעים למסקנה כי זה הרבה יותר יעיל לבחון פנוטיפים של אוספים גדולים של מניות על ידי לנתיחה לחיות מאשר דיסקציה קבוע. השתמשנו לנתיחה לחיות לאפיין מנוע האקסון, מערכת העצבים המרכזית פנוטיפים שריר יותר מ -600 DFS, ויש להם גם מאופיין פנוטיפים מערכת העצבים המיוצר על ידי ביטוי אקטופי של פני יותר מ -400 תאים שונים וחלבונים מופרשים (AW ואח' בהכנה. HK. L. et al., בהכנה).
הפרוטוקולים לנתיחה לחיות השתמשנו התפתחו לאורך השנים. אחד המחברים (KZ) הוצג לראשונה לחיות לנתיחה יותר מאשר לפני 20 שנה על ידי Nipam פאטל, שהיה אז סטודנט לתואר שני במעבדה קורי גודמן. בשנים האחרונות יותר, השתמשנו בשיטה זו כדי להכתים את מערכת העצבים המרכזית עם אנטי Fas3 [2], אבל חתכים קבועים המועסקים עבור כל הניסויים האחרים. בשנת 1999, הציג Aloisia שמיד, שהיה אז דוקטורנט בקבוצה שלנו, לנו לחיות דיסקציה עם מחטים זכוכית, אשר נהגה לבחון פנוטיפים של גדילי RNA-כפול הזריק עוברים [3, 4]. כשהתחלנו לעשות את ליגנד RPTP מסכי כמה שנים מאוחר יותר, אנחנו שונה הפרוטוקולים שלה, כדי לאפשר ניתוח מהיר של אוספים גדולים של מניות שמרו על ה-GFP balancers. מצאנו כי ה-GFP שלילי עוברי ניתן למיין בקלות מ-GFP מאוזנת מניות גם כאשר אין GFP משמעותי ביטוי אימהי (למשל עבור איזון TM3armGFP), כי עוברים ממוינות הבדלים חיים עדין בביטוי GFP ניתן לאתר בקלות. מסך DF מוצלח שלנו ליגנד Lar מתואר [5].
שימוש בפרוטוקולים הנוכחי שלנו, אדם מאומן יחיד יכול המסך קווי 5-10 ליום פנוטיפים, בחינת 4-7 עוברים מוטציה מכל קו תחת מיקרוסקופ המתחם. לאחר בחירת ו עריכה העוברים, זה לוקח כשעה לנתח 50 עוברים. שיטה זו מאפשרת לנו לזהות מוטציות המקנות עדין, נמוך penetraפנוטיפים nce, שכן עד 70 hemisegments בכל שורה הם הבקיע בהגדלה גבוהה עם עדשת מים טבילה 40X. פנוטיפים כזה יהיה קשה או בלתי אפשרי לזהות על המסכים של כל הר עוברים מוכתמת תחת מיקרוסקופ לנתח.
הגדרנו ערכת DF להקרנה פנוטיפי המכיל כ - 250 קווים מייצג כמחצית הגנום (AW et al., בהכנה). הפיתוח של הערכה זו החלה במסגרת המסך שלנו של DF Bloomington ערכת כפי שהיה קיים בשנים 2002-2003 עבור גנים הדרושים לסינתזה ליגנד RPTP [5]. במהלך המסך הזה, החלפנו Bloomington ערכת DFS עבורו DF / DF הומוזיגוטים לא לפתח מערכת העצבים המרכזית (ולכן לא יכול היה להיות מוקרן לביטוי ליגנד CNS) עם DFS קטנים, רצוי ממופה מולקולרי, שהיה פיתוח טוב יותר.
DF / DF הומוזיגוטים מקווי ערכת ההקרנה פנוטיפי שלנו מורפולוגיות הכוללת נורמלי בשלב 16, המאפשר חוקר מסך באופן שיטתי עבור גנים המשפיעים על התפתחות מערכת העצבים המרכזית, PNS, סיבי השריר, רשת קנה הנשימה, ורקמות רבות אחרות. כל מבנה, דפוס הביטוי, או תבנית לוקליזציה subcellular כי הוא visualizable עם נוגדן ספציפי או סמן GFP בשלבים 14-16 ניתן לגילוי באמצעות ערכת פנוטיפים. פירוש הדבר, באמצעות פרוטוקול המתואר כאן, אחת ההוצאות אדם כמחצית שלו / שלה זמן על פרוייקט זה יכול שיטתי מסך מחצית מכלל הגנים תסיסנית עבור כל פנוטיפ עובריים הרצוי בתוך חצי שנה עד שנה אחת.
א תסיסנית אוסף העובר
1. הכן "חמש חבית" אוסף לתאי ביצה
לתאי אלו לחסוך זמן ומאמץ כאשר בוחנים מספר רב של קווי לעוף.
2. הכן אוסף צלחות ביצה
3. הכן זבובים
4. העברת טס חמש חבית לתאי איסוף ביצים.
5. איסוף עוברים
6. גיל העוברים
מניחים את הצלחת האוסף ביצה הפוכה על צלחת פטרי מכוסה נייר רטוב 90 מ"מ מעגל לסנן ולשמור בטמפרטורה הרצויה. עבור חתכים של שלב 16 עוברים מקווי מוטציה מאוזנת, אנחנו בדרך כלל לעשות אוסף בשעות הבוקר המאוחרות, אז דגירה עובריםr> 22 שעות ב 19 ° C. לרווח-of-פונקציה מחקרים באמצעות מערכת UAS/GAL4, אנו אוספים עוברים על RT אחר הצהריים דגירה של 16 שעות ב 19 ° C. למחרת אנו העברת עוברים ל 29 ° C חממה כדי להפעיל את מערכת UAS/GAL4 עבור שעה 1 או 2. אחרי פרק זמן זה, הם ברובם עוברים שלב 15, וזה מאפשר מספיק זמן כדי למיין עוברים לביטוי GFP ולסדר אותן, כך הם יהיו בשלב 16 כאשר לנתיחה נעשה.
7. Staging עוברים מיון ביטוי של GFP.
כדי להפלות גנוטיפים של עוברים, אנו משתמשים GFP balancers. אנו בוחנים עוברים dechorionated בקלטת פעמיים מקל (ראה סעיף הבא) תחת ה-GFP אולימפוס לנתח היקף, ואנו לבחור אותם לגיל ביטוי של GFP באותו זמן.
א) ה-GFP מיון:
ב) קביעת
הכלי העיקרי הזמני עוברים סביב רחוב. 14-16 הוא מורפולוגיה במעיים. בטן זוהר עם autofluorescence תחת היקף GFP. לפני ניסיון עוברים שלב, יש להתייעץ ספרי עיון או אתרים שיש להם תמונות ותרשימים של עוברים (למשל Hartenstein קמפוס, אורטגה ספר ירוק), כך שאף אחד מבין מה הם צריכים להיראות. השלב האידיאלי הוא כאשר הבטן לנתיחה יש לחלק לשלוש להקות. לפני כן, במעיים מופיע כתם יחיד. לעתים קרובות אחת מיני עוברי בשלב כתם ואחר כך הגילאים בהם עד שהם מגיעים לשלב הכי טוב לניתוח. לאחר שלב שלוש הלהקה, הבטן מתחילה לפתח להקות אלכסוני ליד הזנב ולאחר מכן סלילים, ועל העובר מתבהרת. במהלך תקופה זו, העובר הופך להיות קשה לנתח כי זה לא ידבק לשקופית זכוכית. אם רוצים לנתח בשלב מאוחר 16/early שלב 17 עוברים, יש צורך לנתח ולהעריך עוברים רבים אשר מורפולוגיות המעיים קשורים עוברי כי מקל או לא מקל. זה משתנה במקצת בין גנוטיפים גם כן.
ב תסיסנית לנתיחה העובר חי
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
אנו מקווים כי זה הפגנה וידאו מוצגת השיטות שלנו לנתיחה העובר מכתים לחיות בפירוט מספיק שהם יכולים כעת להתבצע בקלות על ידי כל אדם שיש לו קצת ניסיון תסיסנית גנטיקה האמבריולוגיה. כמובן, בפועל ניכר עדיין יהיה נדרש, בעיקר עבור והניתוחים עצמם. מניסיוננו, כל אדם לומד את שיטות לנתיחה לחיות תיצור פרוטוקול לנתיחה קצת שונה המאפשר לו / לה ביותר במהירות לייצר באיכות גבוהה והניתוחים ערוכים. תהליך זה דורש חודשים לפיתוח מלא. עם זאת, רוב האנשים יכולים לייצר באיכות גבוהה והניתוחים אחרי כמה שבועות של תרגול.
למרות שאנחנו בעד השימוש והניתוחים לחיות להקרנה, הם לא יכולים להחליף והניתוחים קבוע, כי פרוטוקולים לנתיחה קבוע יכול להיות מיושם על מגוון רחב יותר של בשלבים עובריים. למשל, בניתוח של הערכה שלנו DF עבור פנוטיפים מנוע האקסון הדרכה, מצאנו כי את הפרטים של הסניפים מנוע האקסון, כולל filopodia, יכול להיות הרבה יותר טוב דמיינו ידי מכתים immunofluorescent של פילה לחיות מאשר peroxidase חזרת קונבנציונאלי (HRP) ויזואליזציה immunohistochemical של פילה קבועה (דוגמאות של צביעת HRP באיכות גבוהה, לראות את פריימר של הדרכה האקסון המוטורי בעמוד שלנו במעבדה אינטרנט). עם זאת, עוברים מעל גיל תחילת שלב 17 לא ידבק SuperFrost פלוס שקופיות עקב התפתחותם של לציפורן. כך, ניתוח כמותי של פנוטיפים עבור מאוחרת בפיתוח ענפי האקסון המוטורי כגון SNA, אנחנו עדיין מסתמכים על חתכים קבועים (AW et al., בהכנה).
נכון לעכשיו, שיטות אלה יש רק הוחל על כמה בעיות על ידי הקבוצה שלנו. אלה כוללים זיהוי וניתוח פנוטיפי של גנים חדשים הקשורים למערכת העצבים המרכזית ואת המנוע הדרכה האקסון, זיהוי ligands קולטן יתום, וזיהוי הגנים הדרושים לסינתזה של epitopes מוכר על ידי מבז ספציפיים. עם זאת, ויישומים רבים אחרים ניתן חזה, במיוחד כאשר השימוש בשיטות אלה, בשילוב עם ניתוח של הערכה שלנו DF ואיסוף ביטוי חוץ רחמי, או אוספים שנוצר על ידי חוקרים אחרים. כך, למשל, צריך להיות אפשרי עבור מסך שיטתי גנים הדרושים לסינתזה, דפוס הביטוי התאי, או לוקליזציה subcellular של חלבון כלשהו שיכול להיות מזוהה על ידי נוגדן באיכות גבוהה או עיתונאי ה-GFP.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
אנו מודים ניקי פוקס Aloisia שמיד על תרומתם לפיתוח של פרוטוקולים אלה. עבודה זו נתמכה על ידי RO1 NIH להעניק KZ, NS28182.
| 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 |