Name: قياس التصبغ البطن في ذبابة الفاكهة ميلانوغاستر (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-06-01T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 41 s
Description: اكتشف طريقة تحليل الصور الرقمية لقياس التصبغ البطني في ذبابة الفاكهة ميلانوغاستر. هذه التقنية غير المدمرة تساعد الباحثين على دراسة التطور الوراثي والاختلافات المظهرية بدقة.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

وقد تم تمويل هذا العمل من قبل مؤسسة العلوم الوطنية المنح يوس-1256565 و يوس-1557638 إلى أوس. نشكر باتريشيا ويتكوب وثلاثة مراجعين مجهولين لتعليقاتهم المفيدة على نسخة سابقة من هذه الورقة.

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

وتسمح هذه المنهجية بالاكتساب الدقيق والسريع والمتكرر لبيانات التصبغ في شكل كمي مناسب للتحليلات المتعددة للمصب. وقد استخدمت هذه الطريقة للحصول على بيانات عن تأثير درجة الحرارة على تصبغ البطن في خط إيزوجينيك من الذباب. ومع ذلك، يمكن استخدام المنهجية في الدراسات الوراثة إلى الأمام لتحديد الجينات التي تكمن وراء الاختلافات التصبغ بين الأفراد، والسكان، أو الأنواع، أو الدراسات الوراثية العكسية لاستكشاف آثار جينات محددة على أنماط تصبغ. على الرغم من أن، كما نوقش أعلاه، كانت هناك عدد لا يحص...

ويظهر التصبغ تباين ظاهري هائل بين الأنواع، والسكان، والأفراد، وحتى داخل الأفراد خلال أونتوجيني 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 5 ، 6 . على الرغم من أن هناك دراسات لا تعد ولا تحصى من تصبغ في مجموعة واسعة من الحيوانات، وربما كان أفضل تصبغ في ذبابة الفاكهة ميلانوغاستر ، حيث تم استخدام القوة الكاملة للعلم الوراثي الجزيئي لتوضيح الآليات التنموية والفسيولوجية التي تنظم تصبغ وكيف تتطور هذه الآليات 1 ، 6 . ومن المعروف الكثير عن الجينات التي تنظم التركيب الكيميائي الحيوي للأصباغ في D. ميلانوغاستر 7 ، 8 والجينات التي تتحكم في الزمانية والمكانية ديستريبوتيون أوف ذي بيوسينثيسيس 9 ، 10 ، 11 ، 12 ، 13 . وعلاوة على ذلك، وقد رسم الخرائط الجينية تحديد الموقع الجيني الكامنة وراء الاختلافات داخل والتداخل في تصبغ في D. ميلانوغاستر 14 ، 15 ، 16 ، 17 . وقد تم أيضا استكشاف العلاقات بين تصبغ و سمات متعددة المظاهر، مثل السلوك 18 و 19 والحصانة 19 و 20 ، وكذلك أهمية التكيف من أنماط تصبغ 15 ، 21 ، 22 . على هذا النحو، وقد ظهرت تصبغ في D. ميلانوغاستر باعتبارها قوية لكنها بسيطة مأوديل لتطوير وتطور الظواهر المعقدة. التصبغ في البالغين D. ميلانوغاستر يتميز أنماط متميزة من ميلانيزاتيون في جميع أنحاء الجسم، وخاصة على الأجنحة والصدر الظهرية والبطن. هذا هو تصبغ كل لوحة جراحية (تيرجيت) على البطن الظهرية، ومع ذلك، التي تلقت معظم الاهتمام البحثي. هناك تباين كبير في هذا التصبغ ( الشكل 1A -F )، وذلك بسبب كل من 17 و 23 وراثية 24 و 25 العوامل الوراثية. يتكون بشرة ترجيت البطن تتكون من المقصورات التنموية الأمامية والخلفية ( الشكل 1G )، كل منها يمكن تقسيمها أكثر اعتمادا اعتمادا على تصبغ والزخرفة 26 . يتضمن المقصورة الأمامية ستة بشرةأنواع (a1-a6)، وتشمل المقصورة الخلفية ثلاثة (p1-p3) ( الشكل 1G ). من هذه، p1، p2، ​​a1 بشرة وعادة ما تطوى تحت تيرجيت في الامم المتحدة-- امتدت البطن بحيث تكون مخفية. وتتميز بشرة مرئية موثوق بها من قبل مجموعة من التصبغ الثقيل، ويشار إليها هنا باسم &quot;الفرقة الصباغ&quot;، تتألف من أنواع بشرة a4 (شعر مع شعيرات معتدلة) و a5 (شعر مع شعيرات كبيرة)، مع الحافة الخلفية من الفرقة أكثر مصطبغة بشكل مكثف من الحافة الأمامية ( الشكل 1G ). الأمامي إلى هذا النطاق هو منطقة من بشرة مصطبغة بخفة، والتي لديها شعيرات الخلفي (a3) ​​ولكن ليس الأمامي (a2). ويلاحظ التباين في تصبغ بين الذباب في كل من كثافة التصبغ وفي عرض الفرقة الصباغ. بشكل عام، والتباين هو الأكبر في الجزء الخلفي الخلفي (شرائح البطن 5 و 6 و 7)، وأقل في الأجزاء الأمامية أكثر (البطن البطنالبندان 3 و 4) 24 . وعلاوة على ذلك، هناك ديمورفيسم الجنسي في D. ميلانوغاستر تصبغ، مع الذكور عموما مصطبغة كليا الخامس والسادس تيرجيتس البطن ( الشكل 4C ). في معظم دراسات تصبغ البطن في D. ميلانوغاستر ، تم التعامل مع التصبغ كصفية أو سمة ترتيبية، مع نمط قياس نوعيا 27 ، 28 ، 29 أو شبه كميا على مقياس 14 ، 15 ، 16 ، 17 ، 24 ، 30 ، 31 ، 32 ، 33 ، 34 ، 35، 36 ، 37 . هذه الطرق لا محالة تعاني من نقص في الدقة، ولأنها تعتمد على التقييم الذاتي للتصبغ، فمن الصعب مقارنة البيانات عبر الدراسات. وقد قيم العديد من المؤلفين الأبعاد المكانية لتصبغ 38 ، 39 ، وشدة تصبغ نوع بشرة معينة 23 ، 25 ، 39 ، 40 ، أو متوسط ​​شدة تصبغ عبر تيرجيت البطن ككل 41 ، 42 ، 43 . ومع ذلك، فإن هذه الطرق الكمية لا تقيس كل من كثافة والتوزيع المكاني لتصبغ البطن في وقت واحد، وبالتالي لا التقاط الفروق الدقيقة في كيفية تصبغ يختلف عبر عبدالترجيت الأميني. وعلاوة على ذلك، العديد من هذه الطرق الكمية 38 ، 41 ، 42 ، 43 تتطلب تشريح وتركيب بشرة في البطن. هذا على حد سواء مضيعة للوقت ويدمر العينة، مما يجعلها غير متوفرة للتحليلات المورفولوجية إضافية. كما أن فهم تطور وتطور تصبغ البطن يعمق، وسوف تكون هناك حاجة إلى أدوات أكثر تطورا لقياس بسرعة وبدقة كل من التوزيع المكاني وكثافة التصبغ. الهدف العام من هذه الطريقة هو الاستفادة من تحليل الصور الرقمية للحصول على مقياس قابل للتكرار وأكثر دقة لتصبغ البطن في D. ميلانوغاستر . وتشمل المنهجية ثلاث مراحل. أولا، ذبابة الكبار هو غير مدمرة شنت، ويتم أخذ صورة رقمية للبطن الظهرية. ثانيا، باستخدام ماكرو إيماجيج، المستخدمويحدد الشريط الأمامي الخلفي من بكسل يمتد من الأمامي من بشرة a2 إلى الخلفي من بشرة a5 (المربع الأخضر، الشكل 1G ) على كل من شرائح البطن الثالث والرابع. ثم يتم استخراج متوسط ​​قيمة بكسل عبر عرض هذا الشريط على طول محورها الطويل، وتوليد ملف تعريف الذي يلتقط التوزيع المكاني وكثافة التصبغ لأنها تتغير من الأمامي إلى الخلفي من الترجيت. ثالثا، يستخدم النص البرمجي R لوصف التشكيل الجانبي رياضيا باستخدام خط مكعب. ثم يستخدم النصي R الخيط ومشتقاته الأولى والثانية لاستخراج عرض بشرة a2-a5، وعرض الفرقة الصباغ، والحد الأقصى ومستويات الحد الأدنى من تصبغ. وبالتالي فإن الطريقة تحدد كل من الخصائص المكانية وعمق تصبغ البطن. هذه المنهجية كميا تصبغ من تيرجيتس البطن الثالث والرابع،والتي كانت محور العديد من الدراسات السابقة 1 ، 15 ، 23 ، 24 ، 25 ، 28 ، 33 ، 39 ، 42 ، إما حصريا أو بالاقتران مع تارجيتس الخلفي أكثر. على الرغم من أن أقل تغيرا من تارجيتس الخامس والسادس في البطن، و تيرجيتس الثالث والرابع ليست مصطبغة تماما في الذكور، لذلك هذا البروتوكول يمكن تطبيقها على كل من الذكور والإناث. ومع ذلك، كما هو مبين هنا، يمكن استخدام بروتوكول لقياس التصبغ في تارجيتس البطن الخامس والسادس في الإناث. وعلاوة على ذلك، فإن التعديلات الطفيفة للنصوص المستخدمة لاستخلاص خصائص المظهر الجانبي للصبغ ينبغي أن تسمح باستخدام الطريقة لتحديد التغير في التصبغ في مجموعة واسعة من الأنواع الأخرىالكائنات الحية.

<table><tbody><tr><td>Dumont # 5 ملقط علم الأحياء</td><td>FST</td><td>11252-30</td><td></td></tr><tr><td>Agar</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>5040</td><td></td></tr><tr><td>نطاق تشريح</td><td>Leica</td><td>MZ16FA</td><td></td></tr><tr><td>Base</td><td>Leica</td><td>MDG41</td><td></td></tr><tr><td>Camera</td><td>Leica</td><td>DFC280</td><td></td></tr><tr><td>Gooseneck مصدر الضوء البارد</td><td>Schott</td><td>ACE 1</td><td></td></tr><tr><td>Image برنامج التحكم في الاستحواذ</td><td>Micro-Manager v1.3.20</td><td></td><td>https://micro-manager.org/</td></tr> <tr><td>برنامج تحليل الصور</td><td>ImageJ</td><td></td><td>https://imagej.nih.gov/ij/</td></tr> <tr><td>برنامج تحليل البيانات</td><td>R 3.3.2</td><td></td><td>https://www.r-project.org/</td></tr> <tr><td>LED</td><td>Thor Labs</td><td>LEDWE-15</td><td></td></tr><tr><td>Multimeter</td><td>Fluke</td><td>Fluke 75 Series II</td><td></td></tr><tr><td>60 مم × 15 مم طبق بتري</td><td>Celltreat المنتجات العلمية</td><td>229663</td><td></td></tr><tr><td>المرحلة ميكرومتر</td><td>Klarman Rulings، Inc.</td><td>كير-867</td><td></td></tr></tbody></table>

قياس التصبغ البطن في<em&gt; ذبابة الفاكهة ميلانوغاستر</em

Quantifying Abdominal Pigmentation in Drosophila melanogaster

التصبغ هو سمة مورفولوجيا بسيطة ولكنها متغيرة للغاية والتي غالبا ما يكون لها أهمية تكيفية. وقد خدم على نطاق واسع كنموذج لفهم تطور وتطور المظاهر المورفولوجية. كان تصبغ البطن في ذبابة الفاكهة ميلانوغاستر مفيدة بشكل خاص، مما يسمح للباحثين لتحديد موقع التي تكمن وراء الاختلافات بين وداخل الاختلافات في التشكل. حتى الآن، ومع ذلك، D. ميلانوغاستر تصبغ البطن قد تم تقييمه إلى حد كبير نوعيا، من خلال التهديف، وليس كميا، مما يحد من أشكال التحليل الإحصائي التي يمكن تطبيقها على بيانات التصبغ. يصف هذا العمل منهجية جديدة تسمح لكمية من جوانب مختلفة من نمط تصبغ البطن من الكبار D. ميلانوغاستر . ويتضمن البروتوكول تصاعد العينة، التقاط الصور، استخراج البيانات، والتحليل. جميع البرامج المستخدمة لالتقاط الصور وتحليلها وحدات الماكرومكتوبة لتحليل الصور مفتوحة المصدر. ميزة هذا النهج هو القدرة على قياس بدقة الصباغ تصبغ باستخدام منهجية التي يمكن استنساخه للغاية عبر أنظمة التصوير المختلفة. في حين تم استخدام هذه التقنية لقياس الاختلاف في أنماط تصبغ تيرغال للكبار D. ميلانوغاستر ، منهجية مرنة وقابلة للتطبيق على نطاق واسع في أنماط تصبغ في عدد لا يحصى من الكائنات الحية المختلفة.

تم استخدام البروتوكول لاستكشاف تأثير تربية درجات الحرارة على تصبغ البطن. وقد أظهرت الدراسات السابقة أن زيادة في درجة الحرارة التنموية النتائج في انخفاض في انتشار تصبغ البطن في عدة أنواع من ذبابة الفاكهة ، بما في ذلك D. ميلانوغاستر 30 ، 32 . على وجه التحديد، في ترجيتس البطن 3 و 4، ومدى التصبغ (عرض الفرقة الصباغ) ينخفض ​​من 17 درجة مئوية إلى 25 درجة مئوية ويبقى نفسه من 25 در...

يقدم هذا العمل طريقة لقياس بسرعة وبدقة تحديد تصبغ البطن من ميلانوغاستر ذبابة الفاكهة باستخدام تحليل الصورة الرقمية. هذا الأسلوب يبسط الإجراءات بين اكتساب النمط الظاهري وتحليل البيانات ويشمل عينة تصاعد، والحصول على الصور، واستخراج قيمة بكسل، وقياس سمة.

Pigmentation is a morphologically simple but highly variable trait that often has adaptive significance. It has served extensively as a model for ...

الهدف العام من هذه المنهجية هو التحديد الكمي السريع للتصبغ البطني في ذبابة الفاكهة Drosophila melanogaster. يمكن لهذه الطريقة أن تساعد في الإجابة على أسئلة رئيسية في مجال البيولوجيا التطورية، مثل تحديد المواقع الجينية التي تكمن وراء التباين المورفولوجي الخاص بالسلالات، وفهم تطور ونشوء الأنماط الظاهرية المورفولوجية. تكمن الميزة الرئيسية لهذه التقنية في أنها تسمح للمستخدمين بقياس جوانب مختلفة من التصبغ البطني بشكل غير إتلافي، بما في ذلك مدى وعمق التصبغ.على الرغم من أن هذه الطريقة يمكن أن توفر رؤية متعمقة لصبغ البطن في ذبابة Drosophila melanogaster، إلا أنه يمكن تطبيقها أيضاً على أنواع أخرى من Drosophila وتكييفها بسهولة لقياس أنماط التصبغ في حشرات ومجموعات حيوانية أخرى. وقبل التصوير، يمكن تخزين الذباب في ethanol بتركيز 70% للحفاظ على تصبغها. تتطلب عملية التصوير استخدام لوحة تثبيت.املأ طبق بتري بقطر 60 مليمتر بنحو 10 مليلتر من الآجار بتركيز 1.25% في الماء. وباستخدام المجهر، استخدم ملقطاً دقيقاً لحفر خندق في الهلام بطول 20 مليمتر وعرض 2 مليمتر وعمق 1 مليمتر. ويمكن عمل عدة خنادق في الطبق الواحد.بعد ذلك، قم بتثبيت الذباب في الخندق بحيث يكون السطح المراد تحليله فوق سطح الهلام مباشرةً. في هذه الحالة، يكون الجانب الظهري هو محل الاهتمام. الآن، املأ الطبق بـ 70% ethanol حتى يغمر الذباب بالكامل

quantifying-abdominal-pigmentation-in-drosophila-melanogaster

Research

JoVE Journal

Genetics

علم الوراثة

تلوين الأجسام المضادة...

ذبابة الفاكهة المناعية العذراء البطن

يمكن الاختلاف المظهري لصفات نتيجة طفرات في رابطة الدول المستقلة التنظيم متواليات (CRE) العناصر التي تحكم أنماط التعبير الجيني. ويمكن اشتقاق طرق لاستخدامها في melanogaster ذبابة الفاكهة مقارنة كميا مستويات الأنماط المكانية والزمانية في التعبير الجيني بوساطة لجنة المساواة العرقية المتغيرات تعديل أو طبيعيا.

الكمية مقارنة رابطة الدول المستقلة التنظيم العنصر (لجنة المساواة العرقية) في الأنشطة المعدلة وراثيا ذبابة الفاكهة السوداء البطن</em

ويرد وصف بروتوكولات لتنظيم فترات الخوادر وقياس الجناح تصبغ جوتيفيرا المورفولوجية . التدريج والتحديد الكمي لتصبغ توفر أساسا متينا لدراسة آليات إنمائية من صفات الكبار وتمكن المقارنة التنمية سمة.

أساليب لفترات الخوادر التدريج والقياس للجناح تصبغ المورفولوجية جوتيفيرا

Drosophila هو نموذج تجريبي يستخدم على نطاق واسع ومناسب لفحص الأدوية مع التطبيقات المحتملة لعلاج السرطان. هنا، ونحن نصف استخدام الأنماط الظاهرية لون العين المتنوعة Drosophila كوسيلة لفحص مركبات الجزيئات الصغيرة التي تعزز تشكيل الهيتروكروماتين.

طريقة فحص لتحديد العقاقير المعززة للهيتروكروماتين باستخدام دروسوفيلا

الزرع المستحث بالجرح هو استراتيجية إصلاح الأنسجة المحفوظة حيث تنمو الخلايا في الحجم بدلاً من الانقسام للتعويض عن فقدان الخلايا. هنا هو بروتوكول مفصل حول كيفية استخدام ذبابة الفاكهة كنموذج لقياس ploidy وتنظيمها الجيني في إصلاح الجرح الظهارية.

نموذج دروسوفيليا لدراسة البوليسبليد الناجم عن الجروح

يحكم منظمو وظائف الخلايا الصباغية الاختلافات المرئية في نتيجة التصبغ. يشكل فك رموز الوظيفة الجزيئية لجين التصبغ المرشح تحديا. هنا ، نوضح استخدام نظام نموذج الزرد لتحديد المرشحين وتصنيفهم إلى منظمات لمحتوى الميلانين وعدد الخلايا الصباغية.

النهج الجيني العكسي لتحديد منظمات التصبغ باستخدام الزرد

هنا ، يتم وصف الطرق غير الغازية لتوطين بروتينات غشاء المستقبلات الضوئية وتقييم تنكس الشبكية في العين المركبة ذبابة الفاكهة باستخدام تألق eGFP.

دراسة الاتجار بالبروتين الغشائي في خلايا مستقبلات ذبابة الفاكهة باستخدام البروتينات الموسومة ب eGFP

نقدم بروتوكولا لتوصيف الصبغات الضوئية ثنائية الاستقرار من الناحية الكهروفسيولوجية: (i) استغلال إزاحات الشحنة داخل جزيئات التصبغ الضوئي بعد امتصاص الفوتون وكميتها الضخمة في المستقبلات الضوئية ، و (ii) استغلال اختلافات أطياف الامتصاص في حالات الصبغ الضوئي للرودوبسين والميتارودوبسين. هذه البروتوكولات مفيدة للكشف عن الطفرات التي تؤثر على أنظمة التصبغ الضوئي ثنائية الاستقرار.

الطرق الكهروفسيولوجية لقياس مستويات التصبغ الضوئي في مستقبلات ذبابة الفاكهة الضوئية

ذبابة الفاكهة هو نظام العين أداة مفيدة لدراسة العمليات البيولوجية المختلفة ، وخاصة الأمراض التنكسية العصبية البشرية. ومع ذلك ، يمكن أن يكون القياس الكمي اليدوي للأنماط الظاهرية للعين الخشنة منحازا وغير موثوق به. نصف هنا طريقة يتم من خلالها استخدام ilastik و Flynotyper لتحديد النمط الظاهري للعين بطريقة غير متحيزة.

القياس الكمي ذبابة الفاكهة الظلانية للأنماط الظاهرية للعين: نهج حسابي يدمج الأحجار المرنة و Flynotyper

هنا ، نقدم سير عمل سريع ومنخفض التكلفة للتصوير عالي الدقة لعيون ذبابة الفاكهة البالغة لتحديد عيوب الزخرفة والنمو. نصف بروتوكولنا لإعداد العينة عن طريق تركيب النقاط والحصول على الصور عالية الدقة وتحليل الصور.

سير عمل سريع وبسيط للقياس الكمي لهياكل ذبابة الفاكهة الخارجية للبالغين

اكتشف طريقة تحليل الصور الرقمية لقياس التصبغ البطني في ذبابة الفاكهة ميلانوغاستر. هذه التقنية غير المدمرة تساعد الباحثين على دراسة التطور الوراثي والاختلافات المظهرية بدقة.

قياس التصبغ البطن في

استكشف المزيد من الفيديوهات