RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ar
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
إدخال جزيئات صغيرة إلى تطوير ذبابة الفاكهة الجنين تقدم إمكانية كبيرة للتميز النشاط البيولوجي لمركبات جديدة، والمخدرات، والسموم، وكذلك لبحث مسارات التنموية الأساسية. الطرق الموضحة في هذه الوثيقة الخطوط العريضة الخطوات التي تغلب على الحواجز الطبيعية لهذا النهج، وتوسيع المنفعة من طراز الجنين ذبابة الفاكهة.
كان الجنين ذبابة الفاكهة طويلة نموذجا مختبر قوية لتوضيح الآليات الجزيئية والجينية التي تتحكم في التنمية. سهولة التلاعب الجيني مع هذا النموذج قد حل محل النهج الدوائية التي هي شائعة في النماذج الحيوانية الأخرى والمقايسات خلية مقرها. نحن هنا تصف التطورات الحديثة في البروتوكول الذي يتيح تطبيق الجزيئات الصغيرة إلى تطوير ذبابة الفاكهة الجنين. تفاصيل طريقة الخطوات للتغلب على الكتامة من قشر البيض مع الحفاظ على سلامة الجنين. ويتحقق قشر البيض permeabilization عبر مجموعة واسعة من مراحل النمو عن طريق تطبيق الموصوفة سابقا د الليمونين الجنين permeabilization المذيبات (EPS 1) والشيخوخة الأجنة في انخفاض درجة الحرارة (18 درجة مئوية) قبل العلاج. بالإضافة إلى ذلك، يتم وصف استخدام صبغة حمراء بعيدة (CY5) كمؤشر permeabilization، وهو متوافق مع تطبيقات المصب التي تشمل انفلونزا الحمراء والخضراء القياسيةالأصباغ orescent في الأعمال التحضيرية الحية والثابتة. هذا البروتوكول تنطبق على الدراسات التي تستخدم المركبات النشطة بيولوجيا لبحث آليات التنموية فضلا عن الدراسات التي تهدف إلى تقييم النشاط ماسخة أو دوائية من جزيئات صغيرة uncharacterized.
يستمر الجنين ذبابة الفاكهة ليكون نموذجا رئيس الوزراء للتحقيق في الآليات الأساسية للتنمية 2. يتم اعتماد هذا النموذج قوية من قبل مجموعة واسعة من الأدوات الجينية الجزيئية التي تسمح التلاعب من الأساس أي الجينات في أي نقطة زمنية وضمن أي جهاز النامية. حجم صغير، والتطور السريع، وتوصيف واسعة من التشكل الجنين ذبابة الفاكهة جعله نموذجا للاختيار للشاشات الوراثية، وكثير منها قد كشفت مسارات التنموية الأساسية 3،4. وقد اتسمت العديد من الظواهر في الجنين ذبابة الفاكهة والتأويل هي بسهولة، وغالبا ما توفر وسيلة لتحديد الآليات الوراثية الجزيئية الكامنة وراء مسؤولة عن سمة غير طبيعية.
تاريخيا، كان أحد أوجه القصور في نموذج جنين ذبابة صعوبة إدخال جزيئات صغيرة إلى الأنسجة الجنينية. لقد طرحت هذه العقبة القيود على: 1) لناجي النشطة بيولوجيا الجزيئات الصغيرة المعروفة باسم تحقيقات لاستجواب الآليات التنموية و2) باستخدام هذا النموذج الذي أنشئ لتقييم النشاط ماسخة أو دوائية من جزيئات صغيرة uncharacterized. نتيجة لذلك، لم تستغل استغلالا كافيا إمكانية فحص الجنين ذبابة في توصيف النشاط جزيء صغير.
تسليم الجزيئات الصغيرة إلى الجنين ذبابة يمكن أن يتحقق مع طريقتين: 1) permeabilization من قشر البيض و2) حقن مكروي. تقدم هذه المقالة التقدم لطريقة permeabilization التي هي سهلة لتنفيذ في إعداد مختبر ذبابة الفاكهة التقليدية. تجدر الإشارة إلى أن التطورات الحديثة في طرق حقن مكروي مع التكنولوجيا على microfluidics تساهم أيضا إلى أساليب إدخال المركبات إلى 5،6 الجنين. إدخال جزيئات إلى الجنين والوقاية منها عن طريق طبقة شمعية من قشر البيض 7. يتكون قشر البيض ذبابة الفاكهة من خمس طبقات. منالداخل الى الخارج وهم: الغشاء المحي، وطبقة شمعية، وطبقة المشيمية الداخلية، وباطنة المشيماء ومشيماء أديمية ظاهرة 8. يمكن إزالة طبقات المشيمي الخارجي الثلاثة الطلوع وجيزة من الجنين في تمييع التبييض، ويشار إليها باسم خطوة dechorionation. ويمكن بعد ذلك للخطر طبقة شمعية كشفها بواسطة التعرض للمذيبات العضوية، مثل هيبتان واوكتان 7،9، مما يجعل الجنين dechorionated قابلة للاختراق، في حين لا يزال المغطى في الغشاء المحي الأساسية. ومع ذلك، واستخدام هذه المذيبات يدخل المضاعفات الناجمة عن سميتها وصعوبة في تنظيم عملها permeabilizing قوية، وكلاهما له آثار سلبية على سلامة الجنين صارخ 9،10.
وثمة طريقة permeabilization باستخدام تكوين الجنين يطلق permeabilization المذيبات (EPS) التي سبق وصفها 1. يتكون هذا المذيب من د الليمونين والمشتقة من النباتات، التي تمكن السطحي المذيب لتكون misciblالبريد مع مخازن مائي. سمية منخفضة من د الليمونين والقدرة على تمييع المذيبات لتركيزات المطلوب قد حقق وسيلة فعالة لتوليد أجنة قابلة للاختراق مع قابلية عالية 1. ومع ذلك، فقد استمرت اثنين من العوامل الذاتية لتحقيق القيود على التطبيق. الأولى، إثبات عدم التجانس الأجنة في نفاذية بعد العلاج EPS، حتى عندما يتم الحرص على الحفاظ على التدريج التنموية وثيق. الثانية والأجنة أثبتت مضى عليها أكثر من ثماني ساعات تقريبا الصعب permeabilize، بما يتفق مع تصلب قشر البيض الذي يحدث بعد وضع البيض 11.
الموصوفة هنا هي التقدم في طريقة EPS ما يلي: 1) المساعدة في تحديد وتحليل الأجنة permeabilized شبه مماثل، حتى بعد تنفيذ الخطوات التثبيت والمناعية و2) تمكين permeabilization الأجنة في وقت متأخر من النقاط الزمنية التنموية (> 8 ساعة، المرحلة 12 وما فوق). على وجه التحديد، وتطبيق صبغة الحمراء بعيدة،حمض الكربوكسيلية CY5، يوصف يخدم كمؤشر النفاذية، والتي استمرت في الجنين خلال تطوير والفورمالديهايد بعد التثبيت. بالإضافة إلى ذلك، وتبين أن تربية الأجنة عند 18 درجة مئوية يحافظ على قشر البيض في حالة حساسة EPS، وتمكين permeabilization الأجنة في المراحل المتأخرة (12-16 المراحل).
هذه التطورات التغلب على القيود التي سبق ذكرها للمنهجية EPS. وبالتالي فإن هذا التطبيق توفير المحققين مع وسيلة لإدخال جزيئات صغيرة من الفائدة إلى الجنين في نقاط متميزة الوقت التنموية مع الحفاظ على قدرتها على البقاء.
1. التحضير للثقافات يطير، حلول وأجهزة المناولة الأجنة
2. السقالات وDechorionation، والعلاج EPS من الأجنة
3. صبغ والدواء علاج Permeabilized الأجنة
4. Identification من Permeabilized الأجنة قابلة للحياة
يتم التعامل مع الأجهزة في الصورة الجنين في الشكل رقم 1 للمساعدة في تصور الأجهزة "محلية الصنع" للتلاعب في البروتوكولين أعلاه. النتائج رأينا في الشكل 2 يوضح تأثير قوي من تربية الأجنة عند 18 درجة مئوية على قدرتها على أن permeabilized بواسطة EPS في مراحل متأخرة من التنمية. يتم تطبيق هذا الشرط في الخطوة بروتوكول 2.1. وينظر فعالية حمض صبغ CY5 الكربوكسيلية للكشف عن مستويات مختلفة من نفاذية ينظر عادة في EPS الأجنة المعالجة في الشكل 3. وينظر إلى ديناميات التنموية للتوزيع الصبغة في صفار أيضا في الشكل 3، وكشف عن المعيار المستخدم لتقييم الجدوى ، كما هو موضح في البروتوكول الخطوة 4.2. ويتضح فائدة الصبغة CY5 في تحديد الجنين permeabilization اللاحقة للعلاج السم، والفورمالديهايد التثبيت والمناعية عن طريق النتيجة في الشكل 4.
: together.within المحافظة على صفحة = "دائما"> 
الشكل 1. التعامل مع الأجنة الأجهزة للأسلوب EPS. يتم استخدام سلة مسطحة القاع في dechorination وربحية السهم الخطوات التعرض (A، A '). يتم استخدام سلة لتطوير التعرض التنموية أطول من الجنين permeabilized (B، B '). يتم استخدام غرفة شريحة لحالات التعرض التنموية أقصر ودقة أعلى تصوير الأجنة الحية (C، C '. انظر النص لمزيد من الوصف).

الشكل 2. تأثير الشيخوخة عند 18 درجة مئوية على كفاءة العائد على السهم في الأجنة مرحلة متأخرة. تم جمع الأجنة لمدة ساعتين تليها الشيخوخة عند 18 درجة مئوية لمدة 20 ساعة (ألواح AA "، (لوحة CC"). الأجنة عند 18 درجة مئوية ثم تم dechorionated وتنقسم الى مجموعتين العينات. تم التعامل مع العينة الأولى مباشرة مع 1 ملي رودامين B الصبغة في MBIM-T لمدة 5 دقائق، وغسلها وتصور تحت brightfield ومضان الأزرق والأحمر القنوات (لوحة AA "). كان يعالج العينة الثانية مع EPS (1:10 في MBIM لمدة 1 دقيقة)، وغسلها ثم تعامل مع 1 ملي رودامين B لمدة 5 دقائق قبل غسلها والتصور (لوحة BB "). تم dechorionated الأجنة التي أثيرت في 25 درجة مئوية، وتعامل مباشرة مع EPS (1:10 في MBIM لمدة 1 دقيقة)، وغسلها ثم تعامل مع 1 ملي رودامين B لمدة 5 دقائق قبل التصور (لوحة CC "). تم تحديد الأجنة أن تكون في المرحلة 14 من طيات في القناة الهضمية التي كشفت عنها صفار تألق ذاتي في القناة الزرقاء (لوحة A '، B'، C '). الأجنة التي أثيرت في 18 ° C هي كتيمة قبل المعامله EPSر كما يراها غياب رودامين B امتصاص (لوحة A "). العلاج EPS من 18 ° C الأجنة تعطي درجة عالية من النفاذية كما يراها رودامين B امتصاص (لوحة B "). الأجنة التي أثيرت في 25 ° C تبقى غير منفذة حتى مع العلاج EPS كما يراها استبعاد رودامين B (لوحة C ").

الرقم 3. إدراج CY5 في أجنة قابلة للاختراق وقابلة للحياة. تم جمع الأجنة عند 25 درجة مئوية لمدة 2 ساعة والعمر لمدة 14 ساعة عند 18 درجة مئوية (أي ما يعادل 7-9 أجنة ساعة عند 25 درجة مئوية، ومرحلة 12). بعد dechorination، EPS تم علاج (1:40 في MBIM لمدة 1 دقيقة)، يليه الحضانة في CY5 صبغ (50 ميكرومتر في MBIM-T لمدة 15 دقيقة). تم غسلها ثلاث مرات في الأجنة MBIM-T ونقلها إلى سلة التنمية مع MBIM في الخزان. سمح التنمية عroceed لمدة 8 ساعة في درجة حرارة الغرفة. يتم تصوير امتصاص CY5 (الأحمر) في القناة الحمراء بعيدة فورا بعد العلاج صبغ والغسل (لوحة A) وبعد 8 تنمية الموارد البشرية (لوحة B). ويعتبر توزيع صفار تألق ذاتي من قبل في القناة الزرقاء. امتصاص الصبغة، وبالتالي النفاذية، وينظر إلى تختلف من جنين إلى الجنين. وينظر صبغ CY5 (الحمراء) في توطين للصفار (الأزرق)، والتي تصبح مركزة إلى تجويف الأمعاء في المرحلة 16 (البنفسجية، لوحة B).

الشكل 4. تحديد permeabilization وميثيل الزئبق الآثار في الأجنة الثابتة وimmunostained. تم جمع الأجنة عند 25 درجة مئوية لمدة 2 ساعة والذين تتراوح أعمارهم بين 14 ساعة عند 18 درجة مئوية (أي ما يعادل 7-9 أجنة ساعة عند 25 درجة مئوية، ومرحلة 12). بعد dechorination، وقد تم علاج EPS (1:40 في MBIM لمدة 1 دقيقة)، يليه الحضانة فيصبغ CY5 (50 ميكرومتر في MBIM-T لمدة 15 دقيقة) جنبا إلى جنب مع ميثيل الزئبق (50 ميكرومتر ميثيل الزئبق، لوحة B) أو DMSO التحكم المذيبات (تركيز النهائي 0.1٪، لوحة A). تم غسلها الأجنة مع MBIM-T، ووضعها في سلة التنمية مع MBIM: M3 المتوسطة في الخزان والذين تتراوح أعمارهم بين 8 لساعة إضافية في درجة حرارة الغرفة. تم الأجنة ثم ثابتة في مرحلتين 4٪ بارافورمالدهيد هيبتان بإعداد بروتوكول قياسي 14. تم تنفيذ تلطيخ مع المضادة للFasciclin الثاني (الأخضر في A، B والأبيض في A '، B') لتسمية الخلايا العصبية الحركية والأجسام المضادة للelav (الحمراء في A، B) لتسمية كل أجسام الخلايا العصبية. وكشفت CY5 الصبغة بواسطة مضان المباشر، الأمر الذي يتطلب التعرض طويلة بسبب كثافة مضان تقلص بسبب التثبيت (CY5 هو شبه زرقاء اللون في جميع لوحات). وينظر إلى آثار ميثيل الزئبق في الزخرفة غير النظامية وclusteحلقة من أجسام الخلايا العصبية chordotonal الجانبي (elav إيجابية، وصفت باللون الأحمر ويرمز مع السهام البيضاء في مقابل B A). بالإضافة إلى ذلك، ينظر إلى المتفرعة من سمات قطعي (SN) (الأسهم الخضراء الصلبة في A ') لتكون متغيرة بصورة كبيرة مع ميثيل الزئبق التعرض (الأسهم الخضراء الصلبة في B ") بما يتفق مع آثار ذكرت سابقا لميثيل الزئبق على الجنين 15. وينظر الإسقاط من بين القطع والأعصاب قطعي في جذورها إلى أن النازحين الخلف مع ميثيل الزئبق التعرض (السهم الأخضر مفتوحة في B '). ملاحظة: ميثيل الزئبق هو عصبي قوي. ينبغي الحرص على ارتداء القفازات وحماية العين عند التعامل مع. وينبغي أن يتم التخلص منها من خلال منشأة سلامة البيئة المؤسسية والخدمات.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
إدخال جزيئات صغيرة إلى تطوير ذبابة الفاكهة الجنين تقدم إمكانية كبيرة للتميز النشاط البيولوجي لمركبات جديدة، والمخدرات، والسموم، وكذلك لبحث مسارات التنموية الأساسية. الطرق الموضحة في هذه الوثيقة الخطوط العريضة الخطوات التي تغلب على الحواجز الطبيعية لهذا النهج، وتوسيع المنفعة من طراز الجنين ذبابة الفاكهة.
تم دعم هذا العمل من قبل NIH / NIEHS R03ES021581 (الممنوحة لدكتوراه في الطب والطب الداخلي) ومركز الصحة البيئية بجامعة روتشستر (NIH / NIEHS P30 ES001247).
| قفص الذبابة | Flystuff.com | 59-101 | http://flystuff.com/general.php |
| Cocamide DEA [Ninol 11-CM] | تدعوشركة Stepan Chemical | لطلب خاص | http://www.stepan.com/ |
| كحول إيثوكسيليتد [Bio-soft 1-7] | تدعوشركة Stepan Chemical | للحصول على طلب خاص | http://www.stepan.com/ |
| d-limonene (درجة نقاء عالية جدا) شركة | Florida Chemical Co. | دعوة للحصول على طلب خاص | http://www.floridachemical.com/ |
| هيبوكلوريت الصوديوم | فيشر | SS290-4 | http://www.fishersci.com/ |
| Tween-20 | مسحوقفيشر | BP337 | http://www.fishersci.com/ |
| PBS | سيجما | 56064C | http://www.sigmaaldrich.com/ |
| الرودامين ب | سيجما | R6626 | http://www.sigmaaldrich.com/ |
| CY5 حمض الكربوكسيل | Lumiprobe | # 23090 | http://www.lumiprobe.com/p/cy5-carboxylic-acid |
| DMSO | Sigma | 472310-100 | http://www.sigmaaldrich.com/ |
| Shields and Sang M3 متوسط | Sigma | S8398 | http://www.sigmaaldrich.com/ |
| Nitex Nylon mesh | Flystuff.com | 57-102 | http://flystuff.com/misc.php |
| غشاء الأكسجين المذاب (DO) ؛ | YSI | #5793 | http://www.ysireagents.com/search.php |
| 25 مم تعميم رقم 1 غطاء زلة | VWR | 48380-080 | https://us.vwr.com/ |
| مزيج ألواح العنب والأجار | Flystuff.com | 47-102 | http://flystuff.com/media.php |
| Nutator | VWR | 82007-202 | https://us.vwr.com/ |