لعدة سنوات، ظهرت البويضات دروسوفيلا كنظام نموذجي لدراسة الهجرة النووية. تتطور البويضات الدروسوفيليا في بنية متعددة الخلايا تسمى غرفة البيض. تشمل غرف البيض 16 خلية جرثومية (15 خلية ممرضة والبويضات) محاطة بطبقة ظهارية من الخلايا الجسدية الجريبية. تم تقسيم تطوير غرفة البيض إلى 14 مرحلة(الشكل 1A)، والتي خلالها تنمو البويضات وتتراكم الاحتياطيات اللازمة للتطور المبكر للجنين. أثناء التطوير ، عند إعادة تنظيم microtubule والنقل غير المتماثل للمحددات الأمومية ، تستقطب البويضات على طول المحاور الأمامية الظهرية والبطينية الظهرية. تحدد هذه المحاور محاور القطبية اللاحقة للجنين والبالغ الناشئة عن تخصيب هذه البويضة1. خلال تكوين الخلايا، تعتمد النواة وضعا غير متماثل في البويضات. في المرحلة 6، يتمركز النواة في الخلية. عند إشارة لم يتم تحديدها بعد المنبعثة من الخلايا الجريبية الخلفية التي تتلقاها البويضات ، تهاجر النواة نحو التقاطع بين أغشية البلازما الأمامية والظرية في المرحلة 7 (الشكل 1B)2،3. هذا الموقف غير المتماثل مطلوب للحث على تحديد المحور الظهري البطني.

الشكل 1: Drosophila melanogaster غرف البيض. (أ) ovariole الثابتة من الذباب المعدلة وراثيا التعبير عن FS(2) كيت-GFP أن التسميات المغلفات النووية وubi-PH-RFP التي تسمي أغشية البلازما. ويتكون ovariole من تطوير غرف البيض في مراحل مختلفة. يزداد النضج على طول المحور الأمامي الخلفي مع الجرثومة في الطرف الأمامي (يسار) حيث تتواجد الخلية الجذعية الجرثومية والمرحلة القديمة في الطرف الخلفي (يمين). (ب) Z-إسقاط غرفة البيض الحية عن طريق الغزل القرص المجهري confocal في المرحلة 6 من oogenesis (يسار)، والتي تركزت النواة في البويضات. سوف تهاجر النواة لاعتماد وضع غير متماثل في المرحلة 7 (يمين) ملامسة غشاء البلازما الأمامي (بين البويضات وخلية الممرضة) وغشاء البلازما الجانبي (بين البويضات والخلايا الجريبية). هذا الموقف سوف تحفز على تحديد الجانب الظهري، وبالتالي، محور الظهر البطني من غرفة البيض. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
وقد درست هذه الهجرة النووية على مدى عقود عديدة على الأنسجة الثابتة عن طريق التثابت المناعي. وقد جعل هذا النهج بشكل ملحوظ من الممكن إثبات أن هذه العملية تعتمد على شبكة كثيفة من microtubules4،5. في الآونة الأخيرة ، وضعنا بروتوكولا يقدم شروطا متوافقة مع التصوير الحي للبويضات خلال عدة ساعات مما يجعل من الممكن دراسة هذه العملية ديناميكيا6.
ومن ثم، لأول مرة، تمكنا من وصف أن النواة لها مسارات تفضيلية ومميزة أثناء هجرتها، واحدة على طول غشاء البلازما الأمامي (APM) وأخرى على طول غشاء البلازما الجانبي (LPM) للبويضة (الشكل 2). وتؤكد هذه النتائج الأخيرة أهمية بروتوكولات التصوير الحي عند دراسة العمليات الدينامية مثل الهجرة النووية.

الشكل 2:تمثيل تخطيطي لمسارات الترحيل المختلفة للنواة. في المرحلة 6 من تكوين البويضات هي خلية كبيرة مع نواة مركزية. في هذه المرحلة ، يتم تعيين محور القطبية الأمامي الخلفي مع غشاء البلازما الخلفي / الجانبي للبويضة في اتصال مع الخلايا الجريبية وغشاء البلازما الأمامي (باللون الأصفر) على اتصال مع الخلايا الممرضة2. وقد سبق أن ذكرت أن النواة يمكن أن تهاجر إما على طول غشاء البلازما الأمامي (APM)، على طول غشاء البلازما الجانبي (LPM)، أو من خلال السيتوبلازم (STAD، مباشرة إلى القشرة الأمامية الظهرية)6. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
هجرة نواة البويضات هي ظاهرة تبلغ حوالي 3 ح6، وحتى الآن ، فإن الحدث الذي يؤدي إلى بدء الهجرة الفعلية غير معروف. كما يمكن تأخير بدء الهجرة بسبب طفرات البروتين المستخدمة لدراسة هذه الآلية. هذه المتغيرات غير معروفة حفزتنا على الحصول على الصور على مدى فترات زمنية طويلة (10-12 ساعة). لذلك ، من المهم ضمان بقاء البويضات على قيد الحياة. كما تتطور غرفة البيض، فإنه elongates على طول المحور الأمامي الخلفي من كروية إلى شكل بيضاوي الشكل. هذا الاستطالة مدفوع بتدوير الخلايا الجريبية ، والذي يحدث من المرحلة 1 إلى المرحلة 8 ، عموديا على المحور الأمامي الخلفي7. بالإضافة إلى ذلك ، يحيط غمد أنبوبي من العضلات مع خاصية pulsatile بغرف البيض. وظيفتها الفسيولوجية هي دفع بصيلات النامية نحو oviduct باستمرار8. من أجل الحد من الحركات التي تحفز التذبذبات من غرف البيض بعد تشريحها، قمنا بتصميم غرفة صغيرة مراقبة قياس 150 ميكرومتر في الارتفاع(الشكل 3A). هذا الارتفاع أعلى بشكل هامشي من حجم الجريب في المرحلتين 10 و 11. يحد بشكل كبير من الحركات الرأسية للعينة مع الحفاظ على دوران غرفة البيض ، مما يؤدي إلى عيوب محدودة في تطور الجريبات. ثم نقوم بإجراء التصوير الحي لمدة 12 ساعة على غرف البيض تشريحها عن طريق عمليات الاستحواذ متعددة المواقع الفاصل الزمني باستخدام المجهر confocal الغزل القرص. هنا نصف بروتوكولنا لدراسة الهجرة النووية البويضات بين المرحلتين 6 و 7.

الشكل 3:التمثيل التخطيطي لغرفة المراقبة. (A) (العرض العلوي) الأبعاد الدقيقة لشريحة الألومنيوم مع الارتفاعات (A') والمحيط (A') من البئر المحفور في منتصف الشريحة. (ب)(عرض أسفل) يتم إغلاق غطاء حجب البئر إلى الشريحة مع الشحوم السيليكون. (ج) (أعلى عرض) تشريح ovarioles تطوير في وسيلة التصوير التي تغطيها غشاء نفاذية الغاز. يستخدم زيت الهالوكربون لتثبيت الغشاء. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
من أجل متابعة الهجرة النووية وتقييم المسارات بدقة في البويضات ، هناك حاجة إلى علامات لكل من المغلف النووي وغشاء البلازما. ولهذا الغرض، تم اختيار اثنين من المتحولين جنسيا التي لديها نسبة إشارة عالية / الضوضاء ولا تتلاشى على مدار التصوير الحي. لتسمية غشاء البلازما، ينصح باستخدام P [ubi-PH-RFP] الذي يشفر مجال Pleckstrin Homology (PH) من فوسفوليباز C الإنسان ∂1 (PLC∂1) تنصهر في RFP. هذا المجال PH يربط إلى PH الفوسفوينوسيتيد PI(4,5)P2 موزعة على طول غشاء البلازما من البويضات9. للمغلف النووي، P [PPT-un1]Fs(2) كيت-GFP البروتين فخ سلالة حيث يتم إدراج GFP داخل ترميز الجين وDrosophila ß-importin يعرض إشارة متجانسة ومكثفة10. يتم وضع الذباب الصغير (1-2 أيام من العمر) في قوارير طازجة تحتوي على الخميرة الجافة 24-48 ساعة قبل تشريح المبيض.
لهذا الفحص التصوير الحي، قطعة سميكة 1 ملم من الألومنيوم، وهو غير تفاعلي للعينة، وقد قطعت في أبعاد شريحة المجهر. لديها ثقب قطره 16 ملم في وسط الشريحة التي تم counterbored إلى 0.85 ملم. هذا كونتربور لديه ثقب قطره 6 مم إضافية مع عمق 150 ميكرومتر (الشكل 3A). يتم لصقها على غطاء مع الشحوم السيليكون (خامل للعينة) في الجزء السفلي من غرفة الألومنيوم (الشكل 3B). بعد وضع العينات في البئر المتوسطة الملء ، يتم وضع غشاء نفاذية إلى O2/ CO2 تبادل على المتوسط وتحيط بها زيت الهالوكربون(الشكل 3C).
لتشريح، فمن المستحسن استخدام ملقط الفولاذ المقاوم للصدأ مع البعد تلميح من 0.05 × 0.02 ملم، والإبر قطرها 0.20 ملم لفصل ovarioles (الشكل 4B،C). يتم تصوير النوى المهاجرة على المجهر المقلوب الغزل القرص CSU-X1 مجهزة بكاميرا. تم الحصول على صور متعددة المواقع عن طريق الفاصل الزمني كل 15 دقيقة عند 24 درجة مئوية. يسمح الفاصل الزمني لمدة 15 دقيقة بإجراء عمليات الاستحواذ متعددة المواقع مع bleaching محدودة من البروتينات الفلورية والسمية الضوئية للعينات. وعلاوة على ذلك، فإن قصر الفترة لن يوفر بيانات أكثر إفادة بكثير لاتباع المسارات النووية. تتم معالجة الأفلام وتحليلها عبر برنامج فيجي11.