Wir präsentieren Protokolle für die Entnahme, Aufbereitung und Bildgebung von reifen Drosophila-Eizellen. Diese Methoden ermöglichen die Visualisierung des Chromosomenverhaltens sowie des Spindelaufbaus und der Funktion während der Meiose.
Ein Abonnement von JoVE ist erforderlich, um diesen Inhalt anzuzeigen. Melden Sie sich an oder beginnen Sie noch heute mit einer kostenlosen Testphase.
Methodenartikel
Wir präsentieren Protokolle für die Entnahme, Aufbereitung und Bildgebung von reifen Drosophila-Eizellen. Diese Methoden ermöglichen die Visualisierung des Chromosomenverhaltens sowie des Spindelaufbaus und der Funktion während der Meiose.
Die Chromosomensegregation in menschlichen Eizellen ist fehleranfällig und führt zu Aneuploidie, die die häufigste genetische Ursache für Fehlgeburten und Geburtsfehler ist. Die Untersuchung des Chromosomenverhaltens in Eizellen von Modellorganismen ist vielversprechend, um die molekularen Grundlagen der Anfälligkeit menschlicher Eizellen für Aneuploidie aufzudecken. Drosophila melanogaster ist mit über 100 Jahren Forschung, Gemeinschaft und Technikentwicklung anfällig für genetische Manipulationen. Die Visualisierung des Chromosomenverhaltens und der Spindelassemblierung in Drosophila-Eizellen stellt jedoch besondere Herausforderungen dar, da die Eizelle von Membranen umgeben ist, die für Antikörper undurchdringlich sind. Wir beschreiben hier Protokolle für die Sammlung, Aufbereitung und Bildgebung der Meiose-I-Spindelassemblierung und des Chromosomenverhaltens in Drosophila-Oozyten, die die molekulare Dissektion der Chromosomensegregation in diesem wichtigen Modellorganismus ermöglichen.
Das Studium der Meiose wird manchmal als die "Genetik der Genetik" bezeichnet. Dies liegt daran, dass die grundlegenden Eigenschaften der Chromosomenvererbung und des unabhängigen Sortiments durch die Segregation der Chromosomen während der Gametenproduktion erreicht werden. Ein wichtiger Beweis für die Chromosomentheorie der Vererbung kam 1916 durch die Arbeit von Calvin Bridges an Drosophila melanogaster1. Diese und andere klassische genetische Studien an Drosophila trugen wesentlich zu unserem Verständnis der Genetik bei. Die zytologische Untersuchung der meiotischen Chromosomen in Drosophila-Eizellen war jedoch eine Herausforderung. Dies liegt vor allem daran, dass die Immunfluoreszenz von Drosophila-Eizellen im Spätstadium, wenn sich die Spindel zusammensetzt und die Chromosomen für die Segregation ausgerichtet sind, durch das Vorhandensein von Membranen behindert wird, die die Eizelle für Antikörper undurchdringlich machen.
Trotz dieser Herausforderung bleiben Drosophila-Eizellen ein attraktives Modell für die Untersuchung des Chromosomenverhaltens und der Spindelassemblierung. Das liegt an den leistungsfähigen genetischen Werkzeugen, die in Drosophila zur Verfügung stehen, aber auch daran, dass die Eizellen in der Metaphase I verharren, wenn die Chromosomen ausgerichtet sind und die Spindel vollständig ausgebildet ist. Dies erleichtert die Entnahme und Untersuchung einer großen Anzahl von Eizellen in dieser wichtigen Phase der Zellteilung. Darüber hinaus kann ein einfacher Modellorganismus, der für genetische Manipulationen zur Untersuchung der Chromosomentrennung von Eizellen zugänglich ist, einen wichtigen Beitrag zu unserem Verständnis der menschlichen reproduktiven Gesundheit leisten. Fehler in der Chromosomenzahl sind die häufigste genetische Ursache für Fehlgeburten und Geburtsfehler beim Menschen2. Ein Großteil dieser Fehler kann auf die Eizelle zurückgeführt werden und korreliert mit zunehmendem Alter der Mutter. Das Durchschnittsalter der Mütter in den USA ist gestiegen, was dies zu einem großen Problem für die öffentliche Gesundheit macht.
Wir beschreiben hier Methoden zur zytologischen Untersuchung von Drosophila-Eizellen, einschließlich einer Demonstration, wie die Eizellmembranen entfernt werden. Diese Methoden sind Modifikationen von Protokollen, die zuerst von Theurkauf und Hawley3, Zou et al. beschrieben wurden.4 und Dernburg et al.5. Wir schließen auch Methoden zur Anreicherung verschiedener Stadien von Eizellen ein, die auf einem Protokoll basieren, das zuerst von Gilliland et al. beschrieben wurde.6. Urheberrecht Schließlich fügen wir Anweisungen für die medikamentöse Behandlung von Drosophila-Eizellen hinzu. Zusammen ermöglichen diese Methoden die zytologische Untersuchung der Chromosomensegregation und des Spindelassemblierens von Eizellen in Drosophila.
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Anmerkung: Verfahren bei Raumtemperatur durchgeführt, sofern nicht anders angegeben. Die temperaturgeregelte Inkubatoren verwendet werden Temperaturen für das Fliegenzucht zu halten und Kreuze, sofern nicht anders vermerkt.
1. Vorbereitungen
2. Sammlung der Late-Stage Drosophila Oozyten
3. Behandlungen mit Arzneimitteln (Optional)
4. Fixation
5. Die Membranen Entfernen ( "Rolling")
6. Antikörper - Färbung von Drosophila Oozyten
7. FISH (weiter von Schritt 5 oben)
8. Antikörper-Färbung nach FISH
| Wiederholen Sie Namen | Chromosom | Oligo Sequenz * |
| 359 | X | GGGATCGTTAGCACTGGTAATTAGCTGC |
| AACAC | 2 | AACACAACACAACACAACACAACACAACACAACACAACAC |
| dodeca | 3 | CCCGTACTGGTCCCGTACTCGGTCCCGTACTCGGT |
| 1,686 | 2 + 3 | AATAACATAGAATAACATAGAATAACATAG |
| AATAT | 4 (+ Y) | AATATAATATAATATAATATAATATAATAT |
| * 359 - Sequenz von Eric Joyce, persönliche Kommunikation, andere Sequenzen von Sullivan et al. 8 | ||
Tabelle 1: FISH - Sonden für Drosophila zentromerischen wiederholt.
| Droge | Lösungsmittel | Auf Konzentration | Die Endkonzentration | Behandlungszeit | Bewirken |
| Colchicin | Ethanol | 125 mM | 150 & mgr; M | 10 min oder 30 min | destabilisieren nicht kinetochore (10 min) 9 oder alle (30 min) Mikrotubuli |
| Paclitaxel | DMSO | 10 mM | 10 & mgr; M | 10 Minuten | stabilisieren microtubules |
| Binucleine 2 | DMSO | 25 mM | 25 & mgr; M | 20 Minuten | hemmen Aurora B - Kinase 10 |
Tabelle 2: Die medikamentöse Behandlung.
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Die Methoden , die wir hier beschrieben haben , in der Sammlung von Spätstadium der Drosophila - Oozyten , die drei Stadien der Meiose (Abbildung 1) wird zur Folge haben . Oozyten in Prophase werden durch das Vorhandensein der Kernhülle aus, die durch das Fehlen von Tubulin - Signal in der Region um die karyosome (1A) sichtbar ist. Prometaphase ist die Zeit, nach der Kernhülle Zusammenbruch während der die Spindel montiert. Während Prometaphase ...
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Staging Drosophila Oozyten
Obwohl ein längliches karyosome oft in der Prometaphase Oocyten gesehen wird, karyosome Form unter Verwendung von Metaphase Prometaphase Oozyten unterscheiden kann problematisch sein. Während Prometaphase beginnt die karyosome als eine runde Form, längt, und zieht dann in eine runde Form wie die Eizelle die Verhaftung Metaphase nähert. Dies bedeutet, dass viele der Prometaphase Oozyten keine längliche karyosome haben. Darüber hinaus, wenn ...
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Die Autoren haben nichts offenzulegen.
Wir danken Christian Lehner für die Bereitstellung des CENP-C-Antikörpers und Eric Joyce für Empfehlungen zu FISH. Die Arbeit im McKim-Labor wurde durch einen Zuschuss des NIH (GM101955) finanziert.
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 15 ml konische Röhrchen | Verschiedene | ||
| 16% Formaldehyd | Ted Pella, Inc. | 18505 | GEFÄHRLICH; nach dem Öffnen nach einem Monat entsorgen |
| 250 ml Becher | Verschiedene | ||
| 5 ml Röhrchen | Verschiedene | ||
| aktive Trockenhefe | Verschiedene | mit Wasser mischen, um eine Paste herzustellen die Konsistenz von Erdnussbutter | |
| Anti-Α-Tubulin Antikörper konjugiert an FITC | Sigma | F2168 | Klon DM1A |
| Binuclein 2 | Sigma | B1186 | HAZARDOUS |
| Mixer | Verschiedenes | ||
| Rinderserumalbumin | Sigma | A4161 | |
| Calciumchlorid Verschiedenes | |||
| Colchicin | Sigma | C-9754 | HAZARDOUS |
| Deckgläser | VWR | 48366-227 | Nr. 1 1/2 |
| Dextransulfat Verschiedenes | |||
| DMSO | Verschiedenes | ||
| EGTA | Verschiedenes | ||
| Ethanol | Verschiedenes | ||
| Pinzetten | Ted Pella, Inc. | 5622 | Dumont Pinzette High Precision Grade Style 5 |
| Formamid | Sigma | 47670-250ML-F | |
| Objektträger | VWR | 48312-003 | |
| Glukose | Diverse | ||
| graduierte 1,5 ml Röhrchen | Diverse | ||
| HEPES | VWR | EM-5330 | bei verschiedenen Anbietern erhältlich |
| Hoechst 33342 | Verschiedenes | ||
| Magnesiumchlorid | Verschiedenes | ||
| Methanol | Verschiedenes | ||
| großmaschiges (~1.500 &Mikro; m) | VWR | AA43657-NK | Vielzahl von Formaten und anderen Lieferanten, 12 oder 14 Mesh |
| kleine Maschen (~300 µ m) | Spektrumlabore | 146 424 | verschiedene Formate, z.B. , 146 422 oder 146 486 |
| Nutator | Diverse | ||
| Pasteurpipetten | Diverse | ||
| Cacodylsäure | Sigma | C0125 | GEFÄHRLICH; alternativ kann Natriumcacodylat Kalium substituiert werden |
| Hydroxid | Verschiedenes | ||
| Natriumacetat | Verschiedenes | ||
| Natriumchlorid | Verschiedenes | ||
| Natriumcitrat | Verschiedenes | ||
| Natriumhydroxid | Verschiedenes | ||
| Saccharose | Verschiedenes | ||
| Taxol (Paclitaxel) | Sigma | T1912 | GEFÄHRLICH |
| Triton X-100 | Fisher | PI-28314 | |
| Tween 20 | Fisher | PI-28320 | |
| vortex | Sonstiges |
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.