שיטת ההדמיה הזקופה המתוארת בפרוטוקול זה מאפשרת הדמיה מפורטת של הקטבים של ביצית דרוזופילה מלנוגסטר מתפתחת. מבט מקצה לקצה זה מספק פרספקטיבה חדשה על הסידורים והמורפולוגיה של סוגי תאים מרובים באפיתל הזקיקים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
שיטת ההדמיה הזקופה המתוארת בפרוטוקול זה מאפשרת הדמיה מפורטת של הקטבים של ביצית דרוזופילה מלנוגסטר מתפתחת. מבט מקצה לקצה זה מספק פרספקטיבה חדשה על הסידורים והמורפולוגיה של סוגי תאים מרובים באפיתל הזקיקים.
Drosophila melanogaster oogenesis מספקת הקשר אידיאלי לחקר תהליכי התפתחות מגוונים מכיוון שהשחלה פשוטה יחסית בארכיטקטורה, מאופיינת היטב וניתנת לניתוח גנטי. כל תא ביצה מורכב מתאי קו נבט המוקפים בשכבת אפיתל אחת של תאי זקיק סומטיים. תת-קבוצות של תאי זקיק עוברות התמיינות בשלבים ספציפיים כדי להפוך למספר סוגי תאים שונים. טכניקות סטנדרטיות מאפשרות בעיקר מבט רוחבי על תאי הביציות, ולכן תצוגה מוגבלת של ארגון וזהות תאי הזקיק. פרוטוקול ההדמיה הזקופה מתאר טכניקת הרכבה המאפשרת תצוגה אנכית חדשה של תאי ביצים עם מיקרוסקופ קונפוקלי סטנדרטי. הדגימות מותקנות תחילה בין שתי שכבות של ג'לי גליצרין במצב רוחבי (אופקי) על שקופית מיקרוסקופ זכוכית. לאחר מכן חותכים את הג'לי עם תאי הביצים העטופים לבלוקים, מועברים לכיסוי והופכים כדי למקם את תאי הביצים זקופים. ניתן לצלם תאי ביצים רכובים במיקרוסקופ קונפוקלי זקוף או הפוך. טכניקה זו מאפשרת לחקור את מפרט תאי הזקיק, ארגון, סמנים מולקולריים והתפתחות ביציות עם פירוט חדש ומנקודת מבט חדשה.
מחקר של melanogaster תסיסנית סיפק תובנות גדולות לרגולציה הגנטית של מגוון רחב של תופעות. בפרט, חל מחקר מקיף על התפתחות ביצית, כי אאוגנזה מספקת דרך צייתנית לחקור תהליכים רבים ושונים התפתחותיות, כוללים דפוסי רקמה, שינויי קוטביות תא, מיתוג מחזור התא, ורגולצית translational 1,2,3,4. אירוע morphogenic אחד חשוב במהלך אאוגנזה הוא המפרט, הרכישה של תנועתיות, וההגירה של קבוצה של תאים הנקראים תאי גבול (שנסקרו ב5). מאז נדידת תאים הוא תכונה מרכזית של המורפוגנזה בעלי החיים, ובגלל הרגולציה הגנטית של תהליך זה נשמרת היטב, מנגנונים שנקבעו בזבובים עשויים להיות חשוב בהקשרים אחרים. לפיכך, אנו חוקרים את השליטה המולקולרית של נדידת תאי גבול. ללימודים שלנו, פיתחנו שיטה חדשה כדי לבחון את הקטבים הקדמי של פיתוח ביצים,שבו תאי גבול להתעורר, לבחון כיצד הם מפתחים בפירוט.
בתוך השחלה, תאי ביצה בשלבי התפתחות שונים קיימים לאורך שרשרות נקראות ovarioles, שנארזות בנדן דק (איור 1 א). כל תא ביצה ימשיך ליצור ביצה אחת. במהלך אאוגנזה, כמה סוגי תאים שונים חייבים לפתח באופן מתואם. ד תא ביצת melanogaster מורכב מ -16 תאי נבט-קו, כוללים ביצית אחת, מוקף בשכבה אחת אפיתל זקיקי 6. מספר קטן של תאים מיוחדים, הנקרא תאים קוטביים, להתעורר בקטבים הקדמי והאחוריים של האפיתל. תאי הגבול 6-8 מקורן באפיתל הקדמי של תא הביצה, הנגרם על ידי התאים הקוטביים 5,7. באמצע אאוגנזה-(שלב 9), תאי הגבול להתנתק משכניהם ולהעביר בין תאי האחות להגיע לביצית באחורית של תא ביצת 5,7. תנועה זו חייבת להיות מושלמתבעוד תאי הגבול יישארו בקבוצה שסבבה את שני תאים קוטביים שאינו ניע, מה שהופך את זה סוג של נדידת תאים קולקטיבית. הגירה מוצלחת של אשכול תא הגבול מבטיחה התפתחות תקינה של micropyle של קליפת הביצה, אשר הכרחית להפריה.
תאי הקוטב הקדמי להורות גורל תא גבול על ידי הפעלת מפל הולך אותות. תאים קוטביים להפריש ציטוקינים, מזווג (UPD), אשר נקשר לקולטן הטרנסממברני, Domeless (DOME), על תאי שכני זקיק בשלב 8 של פיתוח ביצית 8,9. הכריכה של UPD גורם טירוזין קינאז יאנוס (JAK) לphosphorylate מתמר האותות וActivator של תמלול (STAT) 8,10,11. STAT לאחר מכן עובר לגרעין כדי להפעיל שעתוק. תאים איטיים גבול (SLBO) הוא גורם שעתוק שהוא יעד תעתיק ישיר של STAT וגם נדרש לתא גבול הגירה 12. צפיות ברוחב של תאי ביצה מצביעות tפעילות STAT כובע מוסדרת בשיפוע פני האפיתל הקדמי 8,11,13. יש תאי זקיק הקרובים ביותר לתאים הקוטביים הרמות הגבוהות ביותר של STAT הופעל, כך הם הופכים לתאי גבול ולפלוש לרקמות נבט-הקו הסמוכים.
כדי להבין כיצד תאי הגבול מפורטים ובלהתנתק מהאפיתל, אנחנו צריכים לבחון כיצד הרקמה מאורגנת. אם אנו רואים את תאי ביצה מנקודת מבט קדמי-על, שהיינו מצפה סימטריה הרדיאלית של פעילות STAT בתאי הזקיק המקיפים את התאים הקוטביים. קצה בתצוגה גם באופן מדויק יותר להראות הבדלים של חלבונים בממברנה וממשקי תאי תאים לפני ובמהלך הניתוק מהשוואת תאים במטוסי מוקד שונים. בגלל תאי ביצה מוארכים ומחובר זה לזה על ידי תאי גבעול, הם להתיישב על גבי שקופיות רוחבית, ולכן קשה לבחון את הארכיטקטורה הקדמית. לפיכך, מידע רב על התאים בקטבים של תא הביצה ישכבר משתמע מנופים לרוחב. למרות שניתן להשיג קצת מידע דרך שחזורים אלגוריתמיים 3-D של חלקים אופטיים, פיזור אור, photobleaching, וגבולות עניים יותר של רזולוציה בציר Z-להפוך את המידע הזה פחות מפורט ואמין, בהעדר טכניקות יקרות כמו מיקרוסקופ ברזולוציה סופר 14 . סוגים אחרים של הדמיה מבוססת סעיף (למשל, במיקרוסקופ אלקטרונים או חתך microtome) דורשים מניפולציה נרחבת של רקמות, כולל התייבשות, ויגדיל את הסבירות לחפצים. לפיכך, פיתחנו שיטה חדשה לתמונת ד תאי ביצת melanogaster תוך זקוף. שיטה זו כבר הוכיחה שימושית בהבהרה כיצד תאי ניעתי נגזרו (ראה תוצאות נציג ומאנינג et al, הנסקר), והוא צפוי להיות באופן רחב יותר יקר במחקרים של היבטים אחרים של אאוגנזה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. Dissection של Ovarioles
2. Immunofluorescent (IF) הכתמה של Ovarioles
3. Advance הכנת שקופיות ג'לי גליצרין
4. הרכבה צ'יימברס הביצה
5. הכנת לשכות ביצת הדמיה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שיטת ההדמיה הזקופה אפשרה לנו לראות באופן ישיר את הארגון של תאים באפיתל הזקיקים הקדמי בשלב 8. סמן כללי לגורל תא זקיק, העיניים נעדרות (EYA) חלבון, כמו גם את סמן DNA הגרעיני DAPI, הראה גם ביטוי על פני תחום זה של תאים, והוכיח כי כל התאים ניתן היו לראות עם עוצמות צביעה דומות (איור 2 "). חלבונים מווסתים בתגובה לUPD ציטוקינים, לעומת זאת, הראו דפוסים משתנים ורמות ביטוי. תאים קוטביים לשחרר UPD apically לפני שלב זה של התפתחות ביצת 16,17, ולכן אנחנו צפויים ST...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כאן אנו מתארים שיטה להר ותמונה קטנה, פיתוח תאי ביצה מנקודת מבט סוף-על. טכניקות נפוצות לתאי ביצת הדמיה מותאמות להשקפות לרוחב ובעיקר לאפשר להדמיה מדויקת של תאי זקיק Medio-צדדי כאשר מוכתם עם נוגדני ניאון. השימוש בZ- ערימות או עזרי שחזורים 3-D בצפיית מטוסי מוקד מרובים, אבל עדיין לא מספיק לפתרון משנה הסלולר של הקטבים של תאים סגלגלים ביצה (איור 2 ד). אמנם זה ניתן להתגבר באופן חלקי עם שיטות מיקרוסקופיה החדשות כגון הדמיה ברזולוציה סופר, השיטות אלה הן יקרות ולא תמיד זמינות...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין אינטרסים כלכליים מתחרים.
אנו מעריכים את עזרתם של חברי קהילת הזבובים, במיוחד ד"ר דניס מונטל, ד"ר לין קולי וד"ר פרניל רורת', עבור ריאגנטים. אנו מודים ל-Flybase, למרכז המניות של בלומינגטון דרוזופילה ולבנק היברידומה למחקרים התפתחותיים על מידע ואספקת מלאי זבובים ונוגדנים, בהתאמה. LM נתמך על ידי מענק משרד החינוך, מלגת הכשרה לסיוע לתארים מתקדמים בתחומי הצורך הלאומי (GAANN) (P200A120017) ועל ידי יוזמת NIGMS למקסום מענק פיתוח סטודנטים (2 R25-GM55036). חלק מעבודת המיקרוסקופיה נתמך על ידי מענק NSF MRI DBI-0722569 ומתקן הדמיית הליבה של קית' ר. פורטר. המחקר נתמך בחלקו על ידי פרס NSF CAREER (1054422) ופרס Basil O'Connor Starter Scholar ממצעד המטבעות, שניהם הוענקו ל-MSG.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 0.1 M מאגר אשלגן פוספט (KPO4 Buffer) | הוסף 3.1 גרם NaH2PO4• H2O ו-10.9 גרם של Na2HPO4 (נטול מים) ל-H2O מזוקק ליצירת נפח של 1 ליטר. ה- pH של התמיסה הסופית יהיה 7.4. ניתן לאחסן את המאגר הזה עד חודש בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס. | ||
| תמיסה מימית של 16% פרפורמלדהיד, | מדעי מיקרוסקופיית אלקטרונים | 15710 | ללא מתנול לשימור מחט פלואורסצנטית |
| GFP 30G x 1/2 אינץ' | VWR | BD305106 | שיפוע |
| רגיל פעיל שמרים יבשים | Genesee Scientific | 62-103 | לפיטום זבובים נקבות |
| סרום בקר אלבומין | חברת תרבית תאי PAA | A15-701 | בשימוש במאגר כביסה NP40 |
| Dumont #5 מלקחיים | Fine Science Tools | 11295-10 | סגסוגת Dumostar, קצה ביולוגי; טיפים חדים חיוניים לדיסקציה |
| של השחלותDAPI (4′,6-Diamidino-2-phenylindole dihydrochloride) | Sigma Aldrich | D9542 | 5 מ"ג/מ"ל תמיסת מלאי |
| סרום בקר עוברי (FBS) | Life Technologies | 16140-071 | נוסף לתוסף מדיום דיסקציה (10%) |
| צינור תרבית זכוכית | VWR | 47729-576 | 14 מ"ל |
| שקופיות שקע זכוכית | VWR | 470019-020 | 1.2 מ"מ עבה, חלל כפול |
| גליצרין ג'לי | Electron Microsocpy Sciences | 17998-10 | אמצעי הרכבה |
| גליצרול | IBI Scientific | IB15760 | 70% ב-PBS |
| IGEPAL CA-630 | Sigma Aldrich | I3021-500ML | (ניתן להחלפה עבור Nonidet P-40) משמש במאגר כביסה NP40 |
| סטריאוסקופ פלואורסצנטי של Leica | Leica Microsystems | ||
| Leica SP5 מיקרוסקופ קונפוקלי | Leica Microsystems | 40x/0.55NA מטרה יבשה | |
| מיקרו מרית | VWR | 82027-518 | |
| שקופית מיקרוסקופ | VWR | 16004-368 | 75x25x1 מ"מ |
| NP40 מאגר | 50 מ"מ TRIS-HCl, 150 מ"מ NaCl, 0.5% איפגל, 1 מ"ג/מ"ל BSA ו-0.02% נתרן אזיד | ||
| פניצילין-סטרפטומיצין-גלוטמין | טכנולוגיות חיים | 10378-016 | נוסף למדיום חיתוך תוסף (0.6X) |
| פטרידיש-פוליסטרין, סטרילי | VWR | 82050-548 | 60 W x 15 H מ"מ |
| מאגר פוספט מלח | Sigma Aldrich | P3813-10PAK | 10 חבילות של אבקת |
| אשלגן פוספט דו-בסיסי | Sigma Aldrich | P3786-500G | בשימוש ב-0.1 מ' KPO4 Buffer |
| אשלגן פוספט מונו-בסיסי | סיגמא אולדריץ' | P9791-500G | משמש ב-0.1 מ 'KPO4 Buffer |
| [header] | |||
| Schneider' s Insect Medium | Life Technologies | 11720018 | עם L-גלוטמין ונתרן ביקרבונט |
| נתרן אזיד | סיגמא אולדריץ' | S2002-25G | משמש בצביעת נוגדנים פלואורסצנטיים |
| נתרן כלורי | סיגמא אולדריץ' | S3014-500G | בשימוש במאגר כביסה NP40 |
| TRIS-HCl | IBI Scientific | IB70144 | 1 M TRIS-HCl, pH 7.4 |
| Volocity תמונה תלת מימדית תוכנת ניתוח | PerkinElmer | לעיבוד ערימות Z קונפוקליות |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.