يصف هذا البروتوكول تحريض الالتهام الذاتي في الجسم الدهني ليرقات ذبابة الفاكهة عن طريق استنفاد المغذيات ويحلل التغيرات في الالتهام الذاتي باستخدام سلالات الذباب المعدلة وراثيا.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
يصف هذا البروتوكول تحريض الالتهام الذاتي في الجسم الدهني ليرقات ذبابة الفاكهة عن طريق استنفاد المغذيات ويحلل التغيرات في الالتهام الذاتي باستخدام سلالات الذباب المعدلة وراثيا.
الالتهام الذاتي هو عملية الهضم الذاتي الخلوية. يسلم البضائع إلى الجسيمات الحالة للتحلل استجابة للضغوط المختلفة ، بما في ذلك الجوع. يرتبط خلل الالتهام الذاتي بالشيخوخة والأمراض البشرية المتعددة. يتم الحفاظ على آلية الالتهام الذاتي بشكل كبير - من الخميرة إلى البشر. يوفر الجسم الدهني اليرقي لذبابة الفاكهة ، وهو نظير للكبد الفقاري والأنسجة الدهنية ، نموذجا فريدا لمراقبة الالتهام الذاتي في الجسم الحي. يمكن أن يحدث الالتهام الذاتي بسهولة عن طريق تجويع المغذيات في جسم الدهون اليرقية. يتم حفظ معظم الجينات المرتبطة بالالتهام الذاتي في ذبابة الفاكهة. تم تطوير العديد من سلالات الذباب المعدلة وراثيا التي تعبر عن علامات الالتهام الذاتي الموسومة ، مما يسهل مراقبة الخطوات المختلفة في عملية الالتهام الذاتي. يتيح التحليل النسيلي مقارنة وثيقة لعلامات الالتهام الذاتي في الخلايا ذات الأنماط الجينية المختلفة في نفس قطعة الأنسجة. يفصل البروتوكول الحالي إجراءات (1) توليد استنساخ جسدي في جسم الدهون اليرقية ، (2) تحفيز الالتهام الذاتي عن طريق تجويع الأحماض الأمينية ، و (3) تشريح جسم الدهون اليرقية ، بهدف إنشاء نموذج لتحليل الاختلافات في الالتهام الذاتي باستخدام علامة البلعمة الذاتية (GFP-Atg8a) والتحليل النسيلي.
الالتهام الذاتي هو عملية "الأكل الذاتي" التي تسببها ضغوط مختلفة ، بما في ذلك تجويع الأحماض الأمينية1. الالتهام الذاتي الكبير (المشار إليه فيما يلي باسم الالتهام الذاتي) هو أكثر أنواع الالتهام الذاتي المدروسة جيدا ويلعب دورا لا غنى عنه في الحفاظ على التوازن الخلوي2. يرتبط خلل الالتهام الذاتي بالعديد من الأمراض البشرية3. بالإضافة إلى ذلك ، فإن بعض الجينات المرتبطة بالالتهام الذاتي هي أهداف محتملة لعلاج الأمراض المختلفة4.
يتم تنظيم الالتهام الذاتي بطريقة متطورة للغاية5. عند الجوع ، تقوم أغشية العزل بعزل المواد السيتوبلازمية لتشكيل البلعمة الذاتية مزدوجة الغشاء6. ثم تندمج البلعمة الذاتية مع الإندوسومات والليزوزومات لتكوين البرمائيات والليزوزومات. بمساعدة الإنزيمات المائية الليزوزومية ، تتحلل محتويات السيتوبلازم المبتلع ، ويتم إعادة تدوير العناصر الغذائية7.
الالتهام الذاتي هو عملية محفوظة تطوريا8. ذبابة الفاكهة الميلانية هي نموذج رائع لدراسة عملية الالتهام الذاتي في الجسم الحي. يؤدي تجويع الأحماض الأمينية بسهولة إلى الالتهام الذاتي في أنسجة الجسم الدهنية الذبابة ، وهو نظير للكبد البشري والأنسجة الدهنية9. تؤدي العيوب في الالتهام الذاتي إلى تعطيل أنماط النقاط المميزة للعديد من البروتينات المرتبطة بالالتهام الذاتي ، مثل Atg8 و Atg9 و Atg18 و Syx17 و Rab7 و LAMP1 و p62 ، من بين أمور أخرى10. لذلك ، فإن تحليل أنماط علامات الالتهام الذاتي هذه سيساعد في تمييز حدوث عيوب الالتهام الذاتي وخطوة الالتهام الذاتي المعيبة. على سبيل المثال ، البروتين الشبيه باليوبيكويتين Atg8 هو علامة الالتهام الذاتي الأكثر استخداما11. في ذبابة الفاكهة الميلانوجاستر ، تم تطوير سلالات معدلة وراثيا مع بروتين الفلورسنت الأخضر (GFP) الموسوم Atg8a بنجاح12. ينتشر GFP-Atg8a في السيتوسول والنوى في الخلايا المغذية. عند الجوع ، تتم معالجة GFP-Atg8a وتعديلها بواسطة فوسفاتيديل إيثانولامين (PE) وتشكل نقطة ، والتي تسمي أغشية العزل والبلعمة الذاتية المطورةبالكامل 13,14. من خلال الفحص المجهري الفلوري المباشر ، يمكن ملاحظة تحريض الالتهام الذاتي بسهولة كزيادة في تكوين النقاط GFP-Atg815. لن تتشكل Atg8a puncta استجابة للمجاعة في وجود عيب في بدء الالتهام الذاتي. نظرا لأنه يمكن إخماد GFP-Atg8a وهضمه بواسطة انخفاض درجة الحموضة في الجسيمات الذاتية ، فقد تزداد أرقام GFP-Atg8a puncta إذا تم حظر الالتهام الذاتي في المراحلالمتأخرة 16.
نظرا لأن الالتهام الذاتي حساس للغاية لتوافر التغذية17 ، فإن الاختلافات الطفيفة في ظروف الثقافة غالبا ما تؤدي إلى اختلافات في الأنماط الظاهرية. لذلك ، فإن التحليل النسيلي ، وهو طريقة تحلل الخلايا الطافرة مقابل خلايا التحكم من النوع البري في نفس النسيج ، له ميزة كبيرة في تشريح عيوب الالتهام الذاتي18. من خلال الاستفادة من هدف التعرف على flippase / flippase (FLP / FRT) بوساطة إعادة التركيب الخاصة بالموقع بين الكروموسومات المتماثلة ، يتم تصنيع الذباب الذي يحمل أنسجة الفسيفساء بسهولة19,20. تشكل الخلايا البرية المحيطة بالخلايا الطافرة تحكما داخليا مثاليا لتجنب الاختلافات الفردية21.
تصف الدراسة الحالية كيفية تحفيز الالتهام الذاتي عن طريق تجويع الأحماض الأمينية وتوليد أنسجة الجسم الدهنية الفسيفسائية التي تعبر عن GFP-Atg8a. يمكن استخدام هذه البروتوكولات لتحليل الاختلافات في الالتهام الذاتي بين الحيوانات المستنسخة الطافرة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. عبور ذبابة الفاكهة ووضع البيض
2. تجويع الأحماض الأمينية يحفز الالتهام الذاتي
3. تشريح اليرقات الداخلية الثالثة ومعالجة عينات الأنسجة
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في ظل ظروف التغذية ، ينتشر البروتين الشبيه باليوبيكويتين الموسوم ب GFP ، GFP-Atg8a ، داخل الخلايا. عند الجوع ، فإنه يشكل puncta الأخضر وتسمية البلعمة الذاتية. بمجرد اندماج البلعمة الذاتية مع الليزوزومات ، يتم إخماد GFP في الليزوزومات الذاتية الحمضية ، وتختفي النقط الخضراء. إذا لم يتم تحفيز الالتهام الذاتي أو تسريع نضوج البلعمة الذاتية ، فمن المتوقع أن يكون عدد نقاط GFP منخفضا. ومع ذلك ، إذا تم حظر الاندماج بين البلعمة الذاتية والليزوزومات أو أصبح الرقم الهيدروجيني للجسيم الذاتي أساسيا ، فمن المتوقع أن يكون عدد و / أو حجم...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يصف هذا البروتوكول طرق (1) توليد الذباب الذي يحمل مستنسخات متحولة في أجسام الدهون اليرقية ، (2) تحفيز الالتهام الذاتي من خلال تجويع الأحماض الأمينية ، و (3) تشريح أجسام الدهون اليرقية. من أجل توليد الحيوانات المستنسخة بنجاح في أجسام الدهون اليرقات ، يجب تنفيذ الخطوات الحاسمة التالية بجد. (1) يعد توقيت الصدمة الحرارية بدقة أمرا بالغ الأهمية لأن إعادة التركيب الانقسامي تحدث فقط عندما يخضع النسيج للانقسام ، و (2) كل من درجة حرارة الصدمة الحرارية ومدتها ضرورية لإحداث تعبير FLP. يوصى باستخدام حمام مائي قياسي 37 درجة مئوية لصد...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن أصحاب البلاغ عدم وجود تضارب في المصالح.
نحن ممتنون ل THFC و BDSC لتوفير سلالات الذباب. يتم دعم الدكتور تونغ تشاو من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (32030027 ، 91754103 ، 92157201) وصناديق البحوث الأساسية للجامعات المركزية. نشكر المرفق الأساسي في معهد علوم الحياة (LSI) على تقديم الخدمات.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 1.5 مل أنبوب الطرد المركزي | الدقيق Axygen | MCT-150-C | |
| # 5 ملقط | Dumont | RS-5015 | |
| 9 ضمادات لوحة بقعة | PYREX | 7220-85 | |
| مجهر مضان | نيكون | SMZ1500 | |
| الجلسرين | سانجون للتكنولوجيا الحيوية | A100854-0100 | |
| KCl | سانجون للتكنولوجيا | الحيويةA610440-0500 | تكوين حل 1x PBS |
| KH2< / sub>PO4< / sub | A600445 | 1x محلول PBS | |
| ملعقة مختبر | فيشر | 14-375-10 | |
| ملقط طويل | R 'DEER | RST-14 | |
| غطاء مجهر زجاجي | CITOTEST | 80340-1130 | |
| شرائح المجهر | CITOTEST 80302-2104 | ||
| Na2< / sub>HPO4< / sub> | Sangon Biotech | A501727-0500 | تكوين حل 1x PBS |
| NaCl | Sangon Biotech | A610476-0005 | تكوين محلول 1x PBS |
| بارافورمالدهيد | سيجما ألدريتش | 158127 | |
| طبق بتري | كورنينج | 430166 | |
| معيار دقيق الذرة / دبس السكر / أجار يطير الغذاء | تونغ مختبر | ||
| الصنع مجهر ستيريو | نيكون | SMZ745 | |
| السكروز | سينوفارم الكاشف الكيميائي المحدودة | 10021418 | |
| وسيط تركيب Vectashield المضاد للبهتان مع DAPI | Vectorlabratory | H-1200-10 | موصى به متوسط |
| التركيب المتوسط < قوي > الأسهم الطيبة < / قوي > | |||
| < م > ذو * Iso FRT19A < / em > | ذبابة Tong | ||
| Lab < م > ذو * Mu1FRT19A / FM7 ، Kr GFP< / em> | ذبابة الأسهم | ||
| < > y'w * Mu2 FRT19A / FM7 ، Kr GFP < / em> | Tong Lab ذبابة الأسهم | ||
| < م > hsFLP ubiRFP FRT19A ؛ cgGal4 UAS-GFP-Atg8a < / em > | أسهم الذبابة Tong Lab |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.