Live-Bildgebung biologischer Prozesse ist entscheidend für die Erlangung direkter experimenteller Beweise. Die Kombination aus fortschrittlicher konfokaler Mikroskopie und der Optimierung der Methoden ermöglicht die Erforschung mehrerer biologischer Ereignisse mit hoher Präzision. Die Optimierung von Protokollschritten wie Gewebemanipulation und -dissektion, Probenvorbereitung und -konservierung sowie Einstellungen für die Mikroskopieerfassung ist entscheidend, um die Zuverlässigkeit und Robustheit der erzielten Ergebnisse zu maximieren. Hier stellen wir ein Protokoll zur Überwachung von Proben für die erweiterte Bildgebung vor, das sich speziell auf die Eierstöcke von Drosophila melanogaster konzentriert. Der Ovarial von Drosophila melanogaster ist ein hervorragendes Modellsystem für die Analyse einer Vielzahl von Entwicklungsprozessen. Dieses Fortpflanzungsorgan der Fruchtfliege Drosophila melanogaster enthält neben vielen anderen eine sehr gut definierte adulte Stammzellnische. Diese GSC-Nische unterstützt die Entwicklung der weiblichen Gameten im Erwachsenenalter. Die Eierstöcke der Drosophila bestehen aus etwa 18 Eierstöcken, in denen sich im Germarium Eikammern entwickeln. In der Spitze jedes Germariums befinden sich 2-4 GSCs in einer somatischen zellulären Nische, die hauptsächlich aus einem terminalen Filament von 8-10 Zellen, einer Rosette von 5-8 Kappenzellen und 2-3 vorderen Begleitzellen besteht (Abbildung 1A). Diese somatische Nische versorgt die GSCs mit wesentlichen Signalen und physischer Unterstützung, um ihre Stammheit zu erhalten, die Proliferation zu kontrollieren und Differenzierung zu verhindern1,2,3,4,5.
Die GSCs teilen sich normalerweise asymmetrisch, um eine neue Stammzelle zu erzeugen, die Kontakt mit der somatischen Nische hält, und eine Tochterzelle, den Cystoblast (CB), der den direkten Kontakt mit den somatischen Kapzellen verliert und sich differenziert. GSCs und CBs enthalten eine hochdynamische und zytoplasmatische Organelle, das Spektrosom, dessen Hauptfunktion die korrekte Ausrichtung der mitotischen Spindel während der Mitose ist6. Das CB teilt sich 4-mal mit unvollständiger Zytokinese, um 16-zellige Zysten zu entwickeln, wobei eine der Keimbahnzellen in die Eizelle spezifiziert wird und die anderen 15 Zellen zu Ammenzellen werden. Das CB-Spektrosom wächst zu einer verzweigten Struktur heran, die als Fusom bezeichnet wird und die 16-zelligen, miteinander verbundenen Keimbahnzellen verbindet. Das Spektrosom ist mit kleinen Vesikeln und Skelettproteinen wie der Serin-Threonin-Kinase Par-1 und der Membrankomponente Hu-li tai shao (Hts)7 angereichert. Während des GSC-Zellzyklus wächst das Spektrosom durch die Zugabe von neuem Material und ändert seine Form, was die Identifizierung der Phasen G1, S, G2 und M ermöglicht (Abbildung 1B)8,9.
Wir haben kürzlich eine ex vivo Kulturmethode des Drosophila germarium implementiert, die die Bildgebung von lebenden GSCs für bis zu 16 Stunden ermöglicht. Da sich diese Zellen durchschnittlich alle 15,5 h teilen8, ermöglicht diese Methode das Filmen großer Teile des GSC-Zellzyklus. In Kombination mit anderen Werkzeugen hat unsere Kultivierungsmethode die Beschreibung der Spektrosomenmorphologie während des GSC-Zellzyklus und die Analyse der Dauer der verschiedenen Zellzyklusphasen in vivo ermöglicht8 (Abbildung 1C). Hier stellen wir ein detailliertes Protokoll dieses erweiterten Live-Imaging-Verfahrens zur Verfügung, das durch ein Schritt-für-Schritt-Video unterstützt wird, das die Methodik beschreibt (Abbildung 2).