تسمح طريقة التصوير المستقيم الموضحة في هذا البروتوكول بالتصور التفصيلي لأقطاب ذبابة الفاكهة السوداء النامية. يوفر هذا العرض النهائي منظورا جديدا لترتيبات وأشكال أنواع الخلايا المتعددة في الظهارة المسامية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
تسمح طريقة التصوير المستقيم الموضحة في هذا البروتوكول بالتصور التفصيلي لأقطاب ذبابة الفاكهة السوداء النامية. يوفر هذا العرض النهائي منظورا جديدا لترتيبات وأشكال أنواع الخلايا المتعددة في الظهارة المسامية.
ذبابة الفاكهة يعطي تكوين البويضات السياق المثالي لدراسة العمليات التنموية المتنوعة نظرا لأن المبيض بسيط نسبيا في الهندسة المعمارية ، ويتميز جيدا ، وقابل للتحليل الجيني. تتكون كل غرفة بويضة من خلايا الخط الجرثومي محاطة بطبقة ظهارية واحدة من خلايا البصيلات الجسدية. تخضع مجموعات فرعية من خلايا البصيلات للتمايز خلال مراحل محددة لتصبح عدة أنواع مختلفة من الخلايا. تسمح التقنيات القياسية في المقام الأول برؤية جانبية لغرف البويضات ، وبالتالي رؤية محدودة لتنظيم خلايا البصيلات وهويتها. يصف بروتوكول التصوير العمودي تقنية تركيب تتيح رؤية رأسية جديدة لغرف البويضات باستخدام مجهر متحد البؤر القياسي. يتم تركيب العينات أولا بين طبقتين من هلام الجلسرين في وضع جانبي (أفقي) على شريحة مجهر زجاجي. ثم يتم تقطيع الهلام مع غرف البيض المغلفة إلى كتل ، ونقله إلى غطاء ، وقلببه لوضع غرف البيض في وضع مستقيم. يمكن تصوير غرف البيض المثبتة إما على مجهر متحد البؤر المستقيم أو المقلوب. تتيح هذه التقنية دراسة مواصفات خلايا الجريب ، والتنظيم ، والعلامات الجزيئية ، وتطور البويضات بتفاصيل جديدة ومن منظور جديد.
وقد وفرت دراسة ذبابة الفاكهة البطن رؤى كبيرة في التنظيم الجيني للمجموعة واسعة من الظواهر. على وجه الخصوص، لم يكن هناك بحوث واسعة النطاق على التنمية البيض، لأن مراحل تكوين البويضات يوفر طريقة الانقياد للتحقيق في العديد من العمليات التنموية المختلفة، بما في ذلك الزخرفة الأنسجة، والتغيرات قطبية الخلية، دورة الخلية التبديل، وتنظيم متعدية 1،2،3،4. حدث واحد morphogenic المهم خلال مراحل تكوين البويضات هي مواصفات، اكتساب القدرة على الحركة، والهجرة من مجموعة من الخلايا تسمى خلايا الحدود (استعراضها في 5). منذ الهجرة الخلية هو سمة أساسية من سمات التشكل الحيوان، ولأن التنظيم الجيني لهذه العملية يتم حفظها جيدا، وآليات تحدد في الذباب من المحتمل أن تكون مهمة في سياقات أخرى. وبالتالي، نحن نحقق في السيطرة الجزيئية للهجرة الخلايا الحدود. لدراساتنا، قمنا بتطوير طريقة جديدة لمراقبة القطبين الأمامية تطوير البيض،حيث تنشأ خلايا الحدود، لدراسة كيفية تطوير بالتفصيل.
داخل المبيض، وتوجد غرف البيض في مراحل النمو المختلفة على امتداد سلاسل دعا ovarioles، والتي المغطى في غمد رقيقة (الشكل 1A). وسيكون لكل غرفة البيض على المضي قدما لتشكيل بيضة واحدة. خلال مراحل تكوين البويضات، يجب عدة أنواع مختلفة من الخلايا تتطور بطريقة منسقة. وD. وتتكون غرفة البطن البيض من 16 خلايا خط الجرثومية، بما في ذلك بويضة واحدة، وتحيط بها طبقة واحدة ظهارة مسامي 6. تنشأ هناك عدد صغير من الخلايا المتخصصة، تسمى خلايا القطبية، في الأمامي والخلفي أقطاب ظهارة. الخلايا الحدود 6-8 تنشأ في الظهارة الأمامية للغرفة البيض، والناجمة عن الخلايا القطبية 5،7. في منتصف مراحل تكوين البويضات (المرحلة 9)، والخلايا الحدود فصل من جيرانهم وتهاجر بين الخلايا الممرضة للوصول إلى البويضة في الخلفي من الغرفة البيض 5،7. يجب إنجاز هذه الحركةبينما تبقى الخلايا الحدود في كتلة المحيطة خليتين القطبية غير متحركة، مما يجعل هذا النوع من الهجرة الخلية الجماعية. الهجرة الناجحة من الكتلة خلية الحدود يضمن التنمية السليمة للبويب من قشرة البيضة، وهو أمر ضروري للإخصاب.
الخلايا القطبية الأمامية إرشاد مصير خلية الحدود من خلال تفعيل شلال نقل الإشارة. الخلية القطبية تفرز السيتوكينات، المفردة (UPD)، التي تربط لمستقبلات عبر الغشاء، Domeless (القبة)، وعلى خلايا بصيلات المجاورة خلال المرحلة 8 من تطوير بويضة 8،9. ربط UPD يسبب يانوس التيروزين كيناز (JAK) إلى الفوسفات ومحول الإشارات والمنشط من النسخ (STAT) 8،10،11. STAT ثم ينتقل إلى النواة لتفعيل النسخ. خلايا الحدود بطيئة (SLBO) هو عامل النسخ هذا هو الهدف النسخي المباشر للSTAT ومطلوب أيضا للهجرة الخلايا الحدود 12. إطلالة جانبية على غرف بيضة تشير روينظم قبعة النشاط STAT في التدرج عبر الظهارة الأمامية 8،11،13. خلايا بصيلات الأقرب إلى الخلايا القطبية وتحتوي على أعلى مستويات تنشيط STAT، وبالتالي فإنها تصبح خلايا الحدود وتغزو الأنسجة خط الجرثومية المجاورة.
أن نفهم كيف يتم تحديد الخلايا الحدود داخل وفصل من ظهارة، نحن بحاجة لمراقبة كيفية تنظيم الأنسجة. وإذا نظرنا إلى غرف البيض من منظور الأمامي على ذلك، فإننا نتوقع التماثل شعاعي من النشاط STAT في خلايا بصيلات المحيطة الخلايا القطبية. ومن شأن نهاية على وجهة نظر أيضا تظهر بشكل أكثر دقة الاختلافات في بروتينات الغشاء واجهات خلية خلية قبل وأثناء مفرزة من مقارنة الخلايا في طائرات التنسيق المختلفة. لأن غرف البيض هي مستطيل وتعلق على بعضها البعض من خلال خلايا ساق، يحلون على الشرائح أفقيا، مما يجعل من الصعب مراقبة العمارة الأمامية. وبالتالي، الكثير من المعلومات عن الخلايا في القطبين من الغرفة بيضة لهاتم استنتاجها من وجهات نظر الاطراف. ورغم أن بعض المعلومات التي يمكن الحصول عليها من خلال حسابي اعادة البناء 3-D من المقاطع البصرية، تشتت الضوء، photobleaching من، وحدود الفقيرة القرار في محور Z جعل هذه المعلومات أقل تفصيلا ويمكن الاعتماد عليها في غياب تقنيات باهظة الثمن مثل فائقة قرار المجهري 14 . أنواع أخرى من التصوير القائم على القسم (على سبيل المثال، المجهر الإلكتروني أو مشراح باجتزاء) تتطلب التلاعب واسعة من الأنسجة، بما في ذلك الجفاف، مما يزيد من احتمال عن القطع الأثرية. وهكذا، قمنا بتطوير طريقة جديدة لصورة D. غرف البطن البيض في حين تستقيم. هذه الطريقة أثبتت بالفعل مفيدة في توضيح كيفية الحظ خلايا متحركة (انظر ممثل النتائج ومانينغ وآخرون، قيد الاستعراض)، ومن المرجح أن يكون أكثر قيمة على نطاق واسع في الدراسات لجوانب أخرى من مراحل تكوين البويضات.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. تشريح Ovarioles
2. مناعي (IF) تلون Ovarioles
3. إعداد المسبق من الغليسرين جيلي الشرائح
4. تصاعد غرف البيض
5. إعداد غرف البيض للتصوير
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يسمح طريقة التصوير تستقيم لنا أن نرى بشكل مباشر على تنظيم الخلايا في ظهارة مسامي الأمامية في مرحلة 8. علامة العامة للمصير الخلايا المسام، وغابت عيون (EYA) بروتين، وكذلك DNA علامة النووية دابي، وأظهر حتى التعبير عبر هذا المجال من الخلايا، وأثبتت أن جميع الخلايا يمكن أن ينظر إليه مع شدة تلطيخ مماثلة (الشكل 2B "). البروتينات تنظم ردا على UPD خلوى، ومع ذلك، أظهر أنماط المتغيرة ومستويات التعبير. الخلية القطبية تطلق UPD apically قبل هذه المرحلة من تطور البويضة
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
نحن هنا تصف طريقة لتركيب وصورة صغيرة، وتطوير غرف البيض من منظور نهاية جرا. يتم تحسين أساليب مشتركة لغرف البيض التصوير وجهات النظر الجانبية وتسمح في المقام الأول التصور الدقيق للخلايا بصيلات ميديو الاطراف عندما ملطخة الأجسام المضادة الفلورسنت. استخدام Z-مداخن أو 3-D إعادة البناء يساعد في عرض طائرات التنسيق متعددة، ولكن لا يزال غير كاف لقرار الفرعية الخلوي للأقطاب الدوائر البيض بيضاوي الشكل (الشكل 2D). في حين أن هذا يمكن التغلب عليها جزئيا مع أحدث تقنيات الفحص المجه...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس للمؤلفين مصالح مالية متنافسة.
نحن نقدر المساعدة المقدمة من أعضاء مجتمع الذباب ، ولا سيما الدكتورة دينيس مونتيل ، والدكتورة لين كولي ، والدكتور بيرنيل رورث ، للكواشف. نشكر Flybase ، ومركز Bloomington Tذبابة الفاكهة ، وبنك الدراسات التنموية Hybridoma على المعلومات وتوفير مخزون الذباب والأجسام المضادة ، على التوالي. يتم دعم LM من قبل منحة وزارة التعليم ، وزمالة تدريب مساعدة الخريجين في مجالات الاحتياجات الوطنية (GAANN) (P200A120017) ومن خلال مبادرة NIGMS لتعظيم منحة تنمية الطلاب (2 R25-GM55036). تم دعم جزء من أعمال الفحص المجهري من خلال منحة التصوير بالرنين المغناطيسي NSF DBI-0722569 ومرفق Keith R. Porter Core Imaging Facility. تم دعم البحث جزئيا من خلال جائزة NSF CAREER (1054422) وجائزة Basil O'Connor Starter Scholar من March of Dimes ، وكلاهما منح ل MSG.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 0.1 M عازلة فوسفات البوتاسيوم (KPO4 Buffer) | أضف 3.1 جم من NaH2PO4• H2O و 10.9 جم من Na2HPO4 (اللامائية) إلى H2O المقطر لتكوين حجم 1 لتر. سيكون الرقم الهيدروجيني للمحلول النهائي 7.4. يمكن تخزين هذا المخزن المؤقت لمدة تصل إلى شهر واحد عند 4 درجات مئوية. | ||
| محلول مائي 16٪ بارافورمالدهايد ، | علوم المجهر الإلكتروني | EM 15710 | خالية من الميثانول للحفاظ على مضان GFP |
| 30G × 1/2 بوصة إبرة ؛ | VWR | BD305106 | شطبة منتظمة |
| الخميرة الجافة النشطة | جينيسي العلمية | 62-103 | لتسمين إناث الذباب |
| الأبقار مصل الألبومين | PAA-cell استزراع شركة | A15-701 | المستخدمة في NP40 Wash Buffer |
| Dumont # 5 Fulps | Fine Science | Tools 11295-10 | سبيكة Dumostar ، طرف بيولوجي ؛ نصائح حادة ضرورية لتشريح |
| المبيضDAPI (4 & prime ؛ ، 6-Diamidino-2-phenylindole dihydrochloride) | Sigma Aldrich | D9542 | 5 مجم / مل محلول مخزون ؛ |
| مصل الأبقار الجنيني (FBS) | Life Technologies | 16140-071 | يضاف إلى وسيط تشريح المكملات الغذائية (10٪) |
| أنبوب ثقافة الزجاج | VWR | 47729-576 | 14 مل |
| الاكتئاب الزجاجي VWR | 470019-020 | 1.2 مم سميكة ، جيلي الجلسرين مزدوج التجويف | |
| ؛ | علوم المجهري الإلكترون | 17998-10 | تصاعد وسائل الإعلام |
| الجلسرين | IBI العلمية | IB15760 70٪ في PBS | |
| IGEPAL CA-630 | Sigma Aldrich | I3021-500ML | (قابل للتبديل ل Nonidet P-40) تستخدم في NP40 Wash Buffer ؛ |
| Leica مجسم الفلورسنت | Leica Microsystems | ||
| Leica SP5 مجهر متحد البؤر | Leica Microsystems | 40x / 0.55NA هدف جاف | |
| صغيرة | VWR | 82027-518 | من الفولاذ المقاوم |
| VWR | 16004-368 | 75x25x1 مم | |
| NP40 Wash Buffer | 50 mM TRIS-HCl ، 150 ملي كلوريد الصوديوم ، 0.5٪ إيبيجال ، 1 مجم / مل BSA ، و 0.02٪ أزيد الصوديوم | ||
| بنسلين - ستربتومايسين - جلوتامين | لايف تكنولوجيز | 10378-016 | يضاف إلى وسط تشريح المكملات الغذائية (0.6X) |
| Petridish- البوليسترين ، معقم | VWR | 82050-548 | 60 واط × 15 ارتفاع مم |
| عازلة الفوسفات الملحية | Sigma Aldrich | P3813-10PAK | 10 عبوات من مسحوق |
| فوسفات البوتاسيوم ثنائي القاعدة | Sigma Aldrich | P3786-500G | المستخدمة في 0.1 M KPO4< / sub> Buffer |
| فوسفات البوتاسيوم أحادي القاعدة | Sigma Aldrich | P9791-500G | المستخدمة في 0.1 M KPO4< / sub> Buffer |
| [header] | |||
| Schneider' s تقنيات الحشرات متوسطة | العمر | 11720018 | مع L-الجلوتامين وبيكربونات الصوديوم |
| أزيد الصوديوم | Sigma Aldrich | S2002-25G | المستخدمة في تلطيخ الأجسام المضادة الفلورية |
| كلوريد الصوديوم | Sigma Aldrich | S3014-500G | المستخدمة في NP40 Wash Buffer |
| TRIS-HCl | IBI Scientific | IB70144 | 1 M TRIS-HCl ، درجة الحموضة 7.4 |
| Volocity 3D Image برنامج التحليل | PerkinElmer | لمعالجة مكدسات Z متحدة البؤر |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.