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Article de méthode

La récolte et la préparation Drosophile Les embryons destinés à l'enregistrement électrophysiologique et autres procédures

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DOI :

10.3791/1347

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20 mai 2009

 ,  , 
1Department of Biological Sciences, University of Illinois, 2Department of Biological Sciences, Vanderbilt University

Dans cet article

Résumé

Cette technique expose les neuromusculaire Drosophila embryonnaire pour l'immunohistochimie ou l'enregistrement électrophysiologiques. Il est utile pour étudier les événements précoces de développement neuromusculaire ou d'effectuer l'électrophysiologie dans des mutants qui ne peuvent pas éclore.

Résumé

Drosophile est un modèle de premier génétique pour l'étude du développement embryonnaire et à la fois fonctionnelles en neurosciences. Traditionnellement, ces champs sont assez isolées les unes des autres, avec des histoires largement indépendantes et les communautés scientifiques. Cependant, l'interface entre ces domaines généralement disparates sont les programmes de développement qui sous-tendent l'acquisition de propriétés fonctionnelles électriques de signalisation et de la différenciation des synapses chimiques fonctionnels pendant les phases finales de la formation des circuits neuronaux. Cette interface est une zone cruciale pour l'enquête. Chez la drosophile, ces phases de développement fonctionnel se produisent pendant une période de <8 heures (à 25 ° C) pendant le dernier tiers de l'embryogenèse. Cette période tardive de développement a été longtemps considérés comme insurmontables à cause enquête pour le dépôt d'un dur, la cuticule épidermique imperméable. Une percée a été l'avance de l'application de l'eau-de polymérisation de la colle chirurgicale qui peut être appliqué localement à la cuticule pour permettre une dissection contrôlée des embryons à un stade avancé. Avec une incision dorsale longitudinale, l'embryon peut être posé à plat, ce qui expose la corde nerveuse ventrale et la musculature paroi du corps d'une enquête expérimentale. Ce système a été largement utilisé pour isoler et caractériser des mutants génétiques qui altèrent la formation des synapses embryonnaire, et révéler ainsi les mécanismes moléculaires qui régissent la spécification et la différenciation des connexions synaptiques fonctionnelles synapse et propriétés de signalisation.

Protocole

Partie 1: matériel et fournitures

  1. Un microscope de dissection est nécessaire pour une bonne dissections embryon; grossissement 40X est suggéré, avec oculaires 25X au maximum à augmenter le grossissement.
  2. Pinces fines (numéro 5) sont requis pour la sélection manuelle des embryons et des devitellinization d'embryons.
  3. Équipement pour faire et modifier des aiguilles de verre fine est nécessaire. Tiré de verre aiguilles sont nécessaires pour la dissection. Nous préférons le verre solide pour la dissection (durent plus longtemps), mais la norme de tubes de verre à parois épaisses (diamètre extérieur 1-1,5 mm) fonctionne aussi bien. Certaines personnes utilisent des aiguilles de tungstène fine, électrolysée à la netteté voulue dans un bain de NaOH 1M en utilisant une batterie 10 Amp + autotransformateur. Aiguisé aiguilles de dissection de tungstène ont l'avantage qu'ils sont relativement résistants et durables. Aiguilles de verre creux (formé similaires à patcher électrodes pince) sont attachés aux tuyaux de plastique et utilisées lors de la dissection pour l'aspiration et l'expulsion des salines, ainsi que la livraison contrôlée de colle. Une variété d'extracteurs de verre sont disponibles pour la fabrication d'aiguilles de verre. Ordinateur programmé extracteurs peut être préréglé pour tirer une variété de formes et tailles. Le Brun-Flaming modèles (Sutter Instrument Co.) sont largement favorisées. Un microscope composé (20-40X objectif) devrait être disponible pour inspecter et modifier des électrodes avant d'utiliser.
  4. Deux types de solutions sont couramment utilisées pour le bain du tissus embryonnaires lors de la dissection: 1) «standard» (Jan et Jan, 1976a) ou "standard modifié" (Broadie, 2000) Salines, basée sur des solutions couramment utilisés pour l'enregistrement dans d'autres systèmes d'invertébrés , et 2) "hémolymphe-like» (HL) Salines (Stewart et al 1994), un compromis entre la solution saline standard et les concentrations ioniques mesurés dans l'hémolymphe de drosophile. Il est à noter qu'aucun de ces salines précisément imiter la composition chimique de l'hémolymphe in vivo (Broadie, 2000). Salines standard contient (en mM): 135 NaCl, KCl 5, 4 MgCl 2, 1,8 CaCl2, 72 sucrose, 5 TES, pH 7,2. Les expérimentateurs peuvent également envisager une solution saline insectes préparés commercialement (insectes par exemple médias Schneider), qui est impropre à l'enregistrement électrophysiologique, mais les plus susceptibles de protéger la santé des tissus exposés.

Partie 2: Mise en scène de l'embryon et dissection

  1. Pour la collecte d'œufs optimale, de maintenir les jeunes (<7 jours), de sexe masculin en bonne santé et mouches femelles (20-40) sur les frais des pots de pose de 2-3 jours. Pose des pots se composent généralement de 100 gobelets en plastique ml (Tri-Verser) perforé pour assurer une circulation d'air suffisante, couvrant une plaque de gélose à 60 mm. Plaques de gélose contenant de pomme ou de jus de raisin trempé avec de l'agar. Plusieurs recettes existent, mais un exemple est la suivante: 700 ml d'eau, 25-30 grammes d'agar, 300 ml de concentré de jus (de raisin ou de pomme), 0.5g méthyl paraben (p-hydroxymethylbenzoate), et le sucre 30g. Autoclave l'eau et l'agar, et séparément bouillir le p-hydroxymethylbenzoate avec le sucre et le jus. Mélanger l'agar-agar et des solutions de jus et verser rapidement en 60 plaques mm, éliminer les bulles.
  2. Avant la collecte d'œufs, les mouches sont nourris avec de la pâte de levure (7 grammes de levure de boulanger dans 9 ml d'eau stockée à 4 ° C) sur des plaques fraîches, changé au moins deux fois par jour pendant au moins deux jours. Au jour 3, un pot de bonne devrait produire 100 à 200 œufs par heure. Mieux la pose d'oeuf est observé sur un pot maintenu sur le côté avec l'agar-agar dans la plaque rayée. Beaucoup embryons seront fixées dans ou à côté de la rayure.
  3. Pour collecter un grand nombre d'embryons, le transfert des embryons en douceur de la plaque de gélose dans un panier à l'aide d'un pinceau. Un panier peut être faite avec un tube de 15 ou 50 ml centrifugeuse. Coupez le bas en laissant une surface suffisante pour piéger un écran (70 mailles um) entre le couvercle et le haut du tube. Rincez les embryons avec dH 2 0 et mis dans une boîte de Pétri des frais de 50% à 100% eau de javel pour enlever le chorion externe. Alternativement, les œufs peuvent être collectés soit individuellement à l'aide de pinces fines, et dechorionated en les plaçant manuellement dans une goutte d'eau de Javel. De-chorionation peut prendre de 30 secondes à 2 minutes (eau de Javel fraîche est beaucoup plus rapide), et doivent être surveillés sous le microscope de dissection. Retrait du chorion expose le brillant, la membrane transparente vitelline. Dechorionated oeufs doivent être brièvement rincés, ou placés dans une solution saline, l'eau de Javel détruit rapidement les tissus devitellinized.
  4. Il est essentiel de bien l'étape embryons à l'âge désiré de développement. La drosophile défini embryonnaire (1-17; Campos-Ortega et Hartenstein, 1985) ne sont pas utiles, comme tout développement fonctionnelle neuromusculaire survient dans 16 stade tardif ou le stade 17. Ainsi, les embryons sont mis en scène par heure de développement à 25 ° C dans un incubateur humidifié, en quelques heures après la fécondation, ou, plus fréquemment, après la ponte (AEL). Dans ces conditions, l'embryogenèse dure 21 + / - 1 h à 25 ° C.
  5. Oeufs à partir d'un oeuf chronométrés-lay (1-2 hrs) qui sont d'âge approprié sont considérées pour les prochains critères morphologiques. Après un lavage extensif en DH 2 O, les oeufs dechorionated sont placés dans une boîte de culture en plastique (sous dH 2 O) pour la visualisation. Mise en scène correcte peut être confirmé par des critères morphologiques en utilisant la lumière réfléchie avec un microscope à dissection (Campos-Ortega et Hartenstein, 1985). Mature embryons à un stade avancé (22-24h AEL) sur le point d'incubation sont généralement reconnus par la segmentation de la cuticule et de la trachée gonflée. Les embryons peuvent également être génotypés avec des équilibreurs GFP et un microscope à dissection de fluorescence avec des filtres appropriés.
  6. Pour la dissection, les embryons et de développement mis en scène dechorionated sont attachés (face dorsale vers le haut) sur une lamelle en une goutte de sérum physiologique (voir étape 1.5). Les embryons sont retirés de la membrane vitelline par ponction de la membrane vers la fin antérieure ou postérieure avec une micropipette de verre ou d'une aiguille de tungstène, et puis doucement en libérant l'embryon de la membrane. En préparation de la dissection, l'embryon doit être placé sur la lamelle avec la surface dorsale jusqu'à (côté dorsal jusqu'à la dissection va exposer le système nerveux et neuromusculaire ventrale pour les expériences. Toutefois, l'embryon ne peut évidemment être placé dans d'autres façons de faciliter l'accès à d'autres les tissus.)
  7. Embryons au stade précoce (<16 hrs AEL) attacher directement à nettoyer les vitres ou verre recouverte de polylysine (poly-L-lysine bromhydrate; Broadie et Bate, 1993a, b). Âgés embryons (> 16 heures AEL), suite à la formation de la cuticule, doivent être collés, idéalement à Sylgard-enduit (Dow Corning) lamelles. Une eau-polymériser la colle cyanoacrylate chirurgicaux ou vétérinaires est utilisé (Broadie et Bate, 1993c, d). La colle est livrée par le biais d'une pipette d'électrode petit verre (10-20 micromètres de diamètre pointe intérieure) attaché à un tube en caoutchouc avec le flux de la colle contrôlée par la pression bouche. Des précautions doivent être prises lors de la livraison de la colle, la colle polymérise en plus rapidement au contact de la saline. Notez également que le collage ne peut pas être effectuée dans une solution saline sans ou avec de faibles concentrations d'ions divalents, comme la colle nécessite des ions divalents à polymériser. De petites quantités de colle sont d'abord utilisées pour fixer fermement la tête et la queue.
  8. Une fois les extrémités de l'embryon sont collés à la lamelle, une incision est faite le long de la ligne médiane dorsale avec une électrode en tungstène de verre ou d'une aiguille aiguisée. Ceci est rendu plus facile par la douceur de perforation de la ligne d'incision avant d'effectuer le montage final. Les côtés de l'incision sont ensuite attachés à la lamelle avec plus de colle, pour doucement répandre la plate embryon. Les organes internes, y compris l'intestin, des corps gras et, éventuellement, la trachée sont ensuite éliminés par aspiration avec une pipette de verre attaché au tuyau en caoutchouc (Broadie et Bate 1993a-c). L'embryon doit maintenant être attachés à plat pour la lamelle, l'épiderme vers le bas avec le système nerveux central ventrale, les nerfs périphériques, et la musculature somatique exposés pour l'expérimentation.

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Discussion

Staging précis des embryons est essentielle en raison de la maturation rapide des propriétés fonctionnelles au cours du temps de seulement quelques heures. Plusieurs questions compliquent cette mise en scène. Premièrement, la plupart des chercheurs utilisent oeuf chronométré établit au embryons au stade, mais le temps de ponte peut varier énormément d'un animal à des conditions différentes (Broadie et al. 1992). En particulier, les femelles sur un régime alimentaire restreint tendent à retenir les oeufs fécondés pen...

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Remerciements

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Chambres de collecte d'embryonsGenesee Scientific59-100 (pour boîte de 60 mm ; d'autres tailles disponibles)Les chambres peuvent également être fabriquées maison à l'aide de béchers Tri-Pour perforés, comme illustré dans la vidéo
Sylgard 184Dow CorningDisponible auprès de diverses entreprisesLa colle chirurgicale adhère mieux aux lamelles recouvertes de Sylgard
Tube en verre fin, diamètre extérieur de 1,0 à 1,5 mmDiversPour tirer des aiguilles en verre fines destinées à la dissection et des tubes pour l'application de colle
Tuyau en plastique, à fixer au pipetage en verre pour aspiration buccale et application de colleTygonLe diamètre intérieur du tuyau doit correspondre au diamètre extérieur du verre.

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