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1Program in Cell & Molecular Biology, Baylor College of Medicine (BCM), 2Verna & Marrs McLean Department of Biochemistry & Molecular Biology, Baylor College of Medicine (BCM)
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Figard, L., Sokac, A. M. Imaging Cell Shape Change in Living Drosophila Embryos. J. Vis. Exp. (49), e2503, doi:10.3791/2503 (2011).
El desarrollo de Drosophila melanogaster embrión sufre una serie de cambios en la forma de células que son muy susceptibles de imagen confocal en vivo. Cambios en las células de la mosca de la forma son análogos a los de organismos superiores, y conducen la morfogénesis de tejidos. Por lo tanto, en muchos casos, su estudio tiene implicaciones directas para la comprensión de enfermedades humanas (Tabla 1) 1-5. En la escala sub-celular, cambios en la forma celular son el producto de actividades que van desde la expresión de genes de transducción de señales, la polaridad celular, la remodelación del citoesqueleto y el tráfico de la membrana. Por lo tanto, el embrión de Drosophila no sólo proporciona el contexto para evaluar cambios en las células la forma como se relacionan con la morfogénesis de tejidos, sino que también ofrece un entorno totalmente fisiológica para estudiar las actividades sub-celular que las células de forma.
El protocolo aquà descrito está destinado a la imagen de un cambio de células forma especÃfica llamada cellularization. Cellularization es un proceso de crecimiento espectacular membrana plasmática, y en última instancia, convierte el embrión sincitial en el blastodermo celular. Es decir, en la interfase del ciclo mitótico 14, la membrana plasmática al mismo tiempo se invagina alrededor de cada uno de los núcleos de ~ 6000 cortical anclado para generar una hoja de primaria células epiteliales. En contra de las sugerencias anteriores, cellularization no está impulsado por la miosina-2 contractilidad 6, sino que está impulsada en gran parte por la exocitosis de la membrana interna de las tiendas 7. Por lo tanto, cellularization es un excelente sistema para estudiar el tráfico de membrana durante los cambios de forma de la célula que requieren invaginación de la membrana plasmática o de expansión, como la citocinesis o transversal de túbulos (T-túbulo) morfogénesis en el músculo.
Tenga en cuenta que este protocolo se aplica fácilmente a las imágenes de otros cambios en las células forma en el embrión de la mosca, y sólo requiere de pequeñas adaptaciones como el cambio de la etapa de recolección de embriones, o el uso de "pegamento embrión" para montar el embrión de una orientación especÃfica (Tabla 1) 19.8. En todos los casos, el flujo de trabajo es básicamente el mismo (Figura 1). Los métodos estándar para la clonación y la transgénesis Drosophila se utilizan para preparar acciones mosca de establo que expresan una proteÃna de interés, fusionado a la proteÃna verde fluorescente (GFP) o sus variantes, y las moscas son una fuente renovable de los embriones. Por otra parte, las proteÃnas fluorescentes / sondas se introducen directamente en embriones de la mosca a través de técnicas sencillas de micro-inyección de 9-10. Entonces, dependiendo del evento de desarrollo y cambio en las células de forma para obtener imágenes, los embriones y puesta en escena por la morfologÃa de un microscopio de disección, y finalmente colocado y montado para time-lapse en un microscopio confocal.
1. Ensamble Copas de recogida de embriones
2. Que Apple Placas de Agar Jugo
Notas:
3. Añadir moscas GFP a las Copas de recogida de embriones
4. Preparar una cámara de montaje
Notas:
5. Los embriones Dechorionate
Notas:
6. Etapa y el Monte embriones
Notas:
7. Los embriones de la imagen
Nota:
8. Método alternativo: Montar con embriones "embrión-cola"
9. Los resultados representativos:
Si los embriones son saludables y la imagen es óptima, entonces cellularization debe tomar 50-60 minutos, y la membrana plasmática invaginaciones que la entrada de cerca de 40 micrones. Sin embargo, si los embriones son más de blanqueada, el oxÃgeno privados o dañados por fototoxicidad, a continuación, invaginación o se retrasará, particularmente en el área observada. Este deterioro de la salud del embrión a menudo resulta en alteraciones del desarrollo, y la falta de eclosión de larvas. AsÃ, por una rigurosa prueba de ensayo para la salud del embrión después de la filmación, mantener las diapositivas en una cámara húmeda y mirar para incubar al dÃa siguiente.

Figura 1. Flujo de trabajo de recogida de embriones a las imágenes. El flujo de trabajo del protocolo se pueden dividir en cuatro fases principales. En la primera fase, todos los materiales y componentes están preparados, y luego vuela la taza de recolección de embriones, jugo de manzana placa de agar y las buenas prácticas agrarias se unen para crear el ambiente de embriones de huevos. En la segunda fase, los huevos y los embriones que se colocan en las placas de agar de jugo de manzana se recogen. En la tercera fase, los embriones se retira de la placa, puesta en escena y trasladado a la sala de montaje. En la cuarta fase, los embriones son expuestas en un montaje de un microscopio confocal.

Figura 2. Datos representativos de time-lapse de cellularization. Embriones se montan con dorsal (D) y ventral (V) partes claramente visible, y se crean imágenes de cerca de su centro para seguir la membrana plasmática invaginaciones en la sección transversal. El embrión se muestra aquà expresa GFP-miosina-2 sonda de 6, que se concentra en las puntas de las invaginaciones membrana plasmática. Por lo tanto, el seguimiento el ingreso de este frente con el tiempo da la velocidad a la que la membrana plasmática se invagina. El punto en el tiempo 0:00 minutos corresponde a la aparición de cellularization. Poco después de que el punto de minutos de tiempo de 56:00, la gastrulación comienza en la parte ventral del embrión. Bar es de 40 micras.
Movie 1. PelÃcula representante de time-lapse de cellularization. Esta pelÃcula corresponde a la Figura 2. Para grabar todo el proceso de cellularization, imágenes comenzó en el ciclo mitótico antes de 13, la captura de regresión pseudocleavage surco, y continuó hasta los movimientos de gastrulación se ve en la cara ventral del embrión. Las imágenes se recogieron a intervalos de un minuto. Las intensidades se incrementaron después de la adquisición para que sea más fácil ver los movimientos de gastrulación.
Haga clic aquà para pelÃcula
| Evento de desarrollo y tiempo * | Cambios en las células relacionadas con la forma | Un enlace a la enfermedad o la salud humana | Referencias recientes con imágenes en vivo |
| Pseudo-división surco formación (4, 90 minutos pf) | Citocinesis | PoliploidÃa y la progresión del cáncer 1 | Mavrakis et al., 2009 8 Cao et al., 2010 9 |
| Cellularization (5, 130 pf minutos) | Citocinesis | PoliploidÃa y la progresión del cáncer 1 | Cao et al., 2008 10 Sokac y Wieschaus, 2008 11 |
| La formación de surcos ventrales; invaginación del mesodermo (6, 180 minutos pf) | Apical constricción; transición epitelio-mesenquimal | Metástasis del cáncer 2 | Fox y Peifer, 2007 12 Martin et al., 2009 13 |
| Germband extensión (7, 195 pf minutos) | Extensión convergente | Defectos del tubo neural 3 | Bertet et al., 2004 14 Blankenship et al., 2006 15 |
| Tracheogenesis (11, 320 pf minutos) | La formación del tubo epitelial y la ramificación | Angiogénesis 4 | Caussinus et al., 2008 16 Gervais y Casanova, 2010 17 |
| Cierre dorsal (14, 620 minutos pf) | Constricción apical | Cicatrización de la herida 5 | Gorfinkiel et al., 2009 18 Solon et al., 2009 19 |
Ejemplos de la Tabla 1. Cambios de forma de la célula imágenes en embriones de la mosca de vida
* El número de la etapa Bownes y el tiempo de post-fertilización (pf), cuando cada evento de inicio, se muestran de acuerdo con Campos-Ortega, 1985.
| Mosca de valores | Las etiquetas | Referencia original |
| Spider-GFP (95-1) | La membrana plasmática | Morin et al., 2001 22 |
| Resille-GFP (117-2) | La membrana plasmática | Morin et al., 2001 22 |
| GAP43-Venus | La membrana plasmática | Mavrakis et al., 2009 8 |
| Spaghetti Squash-GFP (sqh-GFP) | Miosina-2 | Royou et al., 2002 6 |
| E-cadherina-GFP (ECAD-GFP) | Célula-célula cruces | Oda et al., 2001 23 |
| GFP-Moesin | F-actina | Kiehart et al., 2000 24 |
| Utrofina-Venus (Utro-Venus) | F-actina | Sokac et al., Resultados no publicados |
Tabla 2. Útiles acciones para el cambio de imagen la forma celular en embriones de mosca
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El protocolo se describe en este documento permitirá a la imagen en vivo, confocal de una serie de cambios en la forma de células en el embrión de la mosca en desarrollo. Las poblaciones de las buenas prácticas agrarias para la imagen puede ser preparado por un laboratorio individual (Tabla 2), pero muchas de esas poblaciones también están a disposición del público de los centros, tales como Bloomington Drosophila Stock Center en la Universidad de Indiana ( http://flystocks.bio.indiana.edu ) y atrapamoscas Stock Center en la Universidad de Yale ( http://flytrap.med.yale.edu ). Una vez adquiridos estos datos de imágenes en vivo se puede combinar con el análisis cuantitativo para definir bien las funciones de las proteÃnas, las actividades sub-celulares, y los parámetros biofÃsicos que la celda unidad de cambiar de forma y tejido morfogénesis.
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No hay conflictos de interés declarado.
Queremos agradecer a Eric Wieschaus, que proporcionó el fundamento sobre el cual se desarrolló este protocolo. Nuestro trabajo es apoyado por un Departamento de Verna y Marrs McLean de BioquÃmica y BiologÃa Molecular de la puesta en marcha Premio, Baylor College of Medicine.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Slides | Fisher Scientific | 12-550-343 | |
| Cover slips 25x25 | Fisher Scientific | 1 2-524C | |
| Squirt bottles (H2O) | Fisher Scientific | 02-897-11 | |
| 50 ml Falcon tubes | Fisher Scientific | 14-432-22 | |
| Bulbs for small pipets, 1 mL | Fisher Scientific | 03-448-21 | |
| Scintillation vials with caps | VWR international | 66021-533 | |
| Tri-Corn Beakers, 100 mL | Electron Microscopy Sciences | 60970 | |
| BD Falcon Petri dish 60x15mm | Fisher Scientific | 08757 100B | |
| BD Falcon Cell strainer | Fisher Scientific | 08-771-2 | |
| Yellow pipet tips | Rainin | L200 | |
| Stainless steel mesh, 304, 12x24 | Small Parts, Inc. | CX-0150-F-01 | |
| Glass 5¾ inch Pasteur Pipets | Fisher Scientific | 13-678-20B | |
| P4 Filter paper | Fisher Scientific | 09-803-6F | |
| Rubber bands | Office Max | A620645 | |
| Scotch double-sided tape, ½ inch | Office Max | A8137DM-2 | |
| Robert Simmons Expression paint brushes E85 round #2 | Jerry’s Artarama | 56460 | |
| Dumont #5 Forceps High Precision Inox | Electron Microscopy Sciences | 72701-DZ | |
| Razor blades | VWR international | 55411-050 | |
| Halocarbon Oil 27 | Sigma-Aldrich | H 8773 | |
| Heptane | Fisher Scientific | H360-1 | |
| BD Bacto Agar | VWR international | 90000-760 | |
| Sucrose | Sigma-Aldrich | S7903 | |
| p-Hydroxybenzoic acid | Sigma-Aldrich | H5501 | |
| Red Star Active Dry Yeast | LeSaffre | 15700 | |
| Paper towels, C-fold | Kleenex | ||
| Heavy duty aluminum foil | Reynolds Wrap | ||
| Bleach | Austin’s A-1 Commercial | ||
| 100% Apple juice | Ocean Spray or Tree Top |