שיטה מבוססת הדמיה מתואר כי ניתן להשתמש כדי לזהות שלב S ולנתח מחזור התא דינמיקה ב germline אנדרוגינוס C. elegans באמצעות של תימידין אדו אנלוגי. שיטה זו דורשת לא transgenes והוא תואם עם immunofluorescent מכתים.
מאמר שיטה
שיטה מבוססת הדמיה מתואר כי ניתן להשתמש כדי לזהות שלב S ולנתח מחזור התא דינמיקה ב germline אנדרוגינוס C. elegans באמצעות של תימידין אדו אנלוגי. שיטה זו דורשת לא transgenes והוא תואם עם immunofluorescent מכתים.
ניתוח מחזור התא פרוקריוטים מנצל לעתים קרובות כרומוזום מורפולוגיה, ביטוי ו/או לוקליזציה של ג'ין המוצרים הנדרשים עבור שלבים שונים של מחזור התא, או שילוב של תחליפי nucleoside. במהלך שלב זה, ה-DNA polymerases לשלב תימידין תחליפי כגון EdU או BrdU בהכפלת ה-DNA, לסמן את התאים עבור ניתוח. עבור C. elegans, nucleoside אדו אנלוגית היא שתתה את התולעים במהלך תרבות קבוע והוא תואם עם טכניקות immunofluorescent. Germline של C. elegans היא מערכת מודל רב עוצמה עבור הלימודים של איתות המסלולים, תאי גזע, מיוזה, מחזור התא כי זה שקוף, נתיישב גנטית, meiotic prophase, בידול הסלולר/gametogenesis מתרחשים הרכבה דמוי ליניארי. תכונות אלה להפוך אדו כלי נהדר ללמוד היבטים דינמיים של תאים mitotically אופניים ופיתוח germline. פרוטוקול זה מתאר את אופן בהצלחה להכין חיידקים אדו, להאכיל בהם פראי-סוג C. elegans אנדרוגינוסים, לנתח את בלוטת המין אנדרוגינוס, כתם על התאגדות אדו לתוך ה-DNA, כתם עם נוגדנים כדי לזהות את מחזור התא השונים, סמנים התפתחותית, תמונה של בלוטת המין ולנתח את התוצאות. הפרוטוקול מתאר הווריאציות שיטת וניתוח לשקילת S-פאזי אינדקס, M-פאזי אינדקס, G2, משך מחזור התא, בקצב חדירה meiotic ומשך קצב התקדמות meiotic prophase. בשיטה זו ניתן להתאים כדי ללמוד על מחזור התא או היסטוריה תא אחרים רקמות, שלבים, רקע גנטי והתנאים פיזיולוגיים.
התפתחות בעלי חיים, מאות, אלפים, מיליונים, ביליונים או אפילו. טריליוני חלוקות תאים נדרשים כדי ליצור האורגניזם למבוגרים. מחזור התא, קבוצת הסלולר אירועים מורכב G1 (מרווח), S (סינתזה), G2 (מרווח), M (מיטוזה) מגדירים את סדרת אירועים להורג כל חלוקת התא. מחזור התא הוא דינמי ומוערכת ביותר בזמן אמת, אשר יכול להיות קשה מבחינה טכנית. טכניקות הוצג פרוטוקול זה מאפשר אחד להפוך את המידות של השלבים והתזמון של מחזור התא מתמונות סטילס.
תיוג עם תחליפי nucleoside כגון 5-ethynyl-2'-deoxyuridine (אדו) או 5-ברומו-2'-deoxyuridine (BrdU) הוא תקן זהב כדי לזהות שלב S במחקרים של מחזור התא דינאמיקה של מבוגר Caenorhabditis elegans (C. elegans) אנדרוגינוס germline1,2,3,4,5. עידו והן BrdU יכול לשמש כמעט כל רקע גנטי, הם אינם סומכים על כל מבנה גנטי. להמחיש BrdU דורש טיפול כימי קשה לחשוף אנטיגן של נוגדן anti-BrdU מכתים, אשר לעתים קרובות אינו תואם ההערכה של סמנים אחרים התאית דמיינו ידי מכתימה במשותף עם נוגדנים נוספים. לעומת זאת, להמחיש אדו מתרחשת על ידי לחץ כימיה בתנאים מתון, ובכך הוא תואם עם נוגדן משותפת מכתים6,7.
ייחודה של התווית ברור, מאז גרעינים לשלב רק אנלוגים (5-ethynyl-2'-deoxyuridine) תימידין לתוך ה-DNA במהלך שלב S. ויזואליזציה מתקיים בתוך הרקמה קבוע. התווית אדו הוא בלתי נראה בפני עצמו עד אזיד המכילים צבען או fluorophore מגיב covalently אלקין באדו על ידי לחץ מזורז נחושת כימיה8. עידו תיוג יכול לספק מידע מיידי שבו הגרעינים הם שלב S, באמצעות דופק קצר של תיוג. EdU יכולים גם לספק מידע דינמי, באמצעות הדופק. צ'ייס או תיוג רציפה; לדוגמה, בניסוי דופק. צ'ייס, התווית הוא מדולל-כל חלוקת התא או הופץ תאים כמו nondividing, ההתקדמות בפיתוח.
Germline אנדרוגינוס C. elegans הוא מערכת מודל רב עוצמה עבור הלימודים של איתות המסלולים, תאי גזע, מיוזה, מחזור התא. Germline למבוגרים הוא קו הרכבה מקוטב עם תאי גזע בקצה הדיסטלי ואחריו ערך וההתקדמות דרך prophase meiotic, בתיאום עם השלבים של gametogenesis יותר הציר הקרוב (איור 1). בסוף צינתור, oocytes מבוגרים, הם ovulated, מופרית ולהתחיל מופרה הרחם9,10,11. אזור זמן ~ 20 תא-קוטר ליד התא עצה הדיסטלי, אשר כולל הגבעול germline mitotically אופניים, ובתאים תאים S-שלב meiotic אבל לא התאים meiotic prophase, נקרא קדמון אזור2,4 , 9 , 12. קרום התא לספק הפרדה לא שלם בין האטומים ב germline דיסטלי, אבל אזור ובתאים עוברים תא mitotic רכיבה על אופניים במידה רבה באופן עצמאי. משך מחזור התא mitotic החציוני germline ובתאים אזור של אנדרוגינוסים למבוגרים צעירים הוא ~6.5 h; שלב G1 הוא קצר או נעדר, ואת תרדמה לא נצפית1,2,13. התמיינות תאי גזע Germline מתרחשת דרך בידול ישיר במהותו, ובכך חסרה הגברה-טרנזיט חטיבות4. במהלך התמיינות בשלב pachytene, כ 4 מתוך 5 גרעינים לא יהוו oocytes אך במקום עוברים אפופטוזיס, מתנהג כמו האחות תאים על-ידי תרומת התוכן cytoplasmic שלהם כדי מתפתח oocyte12,14 , 15.
בנוסף תאי תיוג בשלב-S עם תחליפי nucleoside, ניתן לזהות את התאים מיטוזה, מיוזה באמצעות נוגדן מכתים. גרעינים של מיטוזה הם immunoreactive ל H3 אנטי-פוספו-היסטון7,(Ser10) נוגדנים (נקרא pH3)16. גרעינים של מיוזה הם immunoreactive נוגדן anti-לו-3 (ציר כרומוזום meiotic חלבון)17. הגרעינים באזור קדמון יכול להיות מזוהה על ידי העדר לו-3, הנוכחות של REC-8 nucleoplasmic18או הנוכחות של WAPL-119. WAPL-1 עוצמת הוא הגבוה ביותר בלוטת המין הסומטית, גבוה באזור ' קדמון ', ונמוך במהלך המוקדמות meiotic prophases19. מדידות מחזור התא מספר אפשריות עם כמה וריאציות של הפרוטוקול: אני) לזהות את הגרעינים בשלב-S ולמדוד את מדד S-שלב; II) לזהות את הגרעינים בשלב-M ולמדוד את האינדקס M-שלב; III) לקבוע אם הגרעינים היו בשלב mitotic או meiotic S; IV) למדוד את משך G2; V) מודד duartion G2 + M + G1 שלבים; VI) למדוד את קצב הכניסה meiotic; VII) הערכת קצב התקדמות meiotic.
אפשר להכין מספר מידות מחזור התא רק כמה סוגי רטוב-מעבדת ניסויים. להלן הפרוטוקול מתאר של תיוג דופק 30 דקות על ידי האכלה C. elegans אנדרוגינוסים למבוגרים עם עידו שכותרתו חיידקים ותאים M-פאזי תיוג במשותף על ידי צביעת עם נוגדן anti-pH3 ו קדמון אזור תאים על ידי צביעת עם נוגדן anti-WAPL-1. שינויים רק משך הזמן של עידו להאכיל (שלב 2.5), סוג של נוגדנים המועסקים (שלב 5) ולאחר ניתוחים (שלב 8.3) נדרשים עבור המדידות נוספים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנת התווית על-ידי עידו חיידקים
2. להאכיל את אדו ל C. elegans
3. ניתוח של קיבוע של C. elegans Germline
הערה: פרוטוקול זה הקרע, קיבוע של נוגדן כתמים germline אנדרוגינוס C. elegans הוא כמעט זהה לזו פורסם על ידי Gervaise ו- Arur (2016)22, חוץ מזה יכול להיות centrifuged את צינורות זכוכית 1 מ"ל כדי להגביר את מהירות שטיפת מדרגות וכוס ומתמשכת פסטר פיפטה יכול לשמש כדי להסיר את הנוזל צינורות זכוכית 1 מ"ל ביעילות רבה יותר.
4. נוזלים Germlines
5. לזהות אנטיגנים עם נוגדנים
6. ביצוע התגובה EdU לחץ כדי לזהות אדו
הערה: ביצוע עידו את תגובת לחץ לפני הנוגדן צביעת מדרגות (לבצע צעד 6 לפני שלב 5) קיימת אפשרות, בהתאם הנוגדנים בשימוש7. עם זאת, ריאגנטים לחץ עלולים להפריע אנטיגנים מסוימים (למשל., נוגדן REC-8 הוא רגיש קיבוע ו- permeabilization). סדר הופעתן כאן התשואות נוגדן בהיר מכתים עם REC-8, WAPL-1, לו-3, pH3, דגל, CYE-1 נוגדנים משמש, בין היתר.
7. כתם DNA ולהכין שקופיות
8. קונאפוקלית הדמיה וניתוח
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מאז לסינתזת DNA נדרש לשלב אדו, ניתן להסיק כי הגרעינים התווית על-ידי עידו עברה שלב S במהלך חלון הזמן תיוג-אדו. אחד יכול לפרש הגרעינים שהמדבקה ב 30 דקות הנקה עם עידו כאנטי חיידקים גרעינים ב S-שלב ביצוע ניתוח. גרעין זה תווית ב עוד רציף אדו האכלה ניסוי עשוי תייגת מוקדם בחלון הזמן ומאז S שמאל-שלב, או ייתכן תייגת בחלק מאוחר של חלון הזמן אדו. עידו אות רגישה במשותף עם דאפי אות. ב כמה גרעינים, אדו אות מכסה כל הכרומוזומים, ואילו בגרעינים אחרים אדו האות. רגישה ל 1-2 puncta בהיר (איור 4
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הכנה של חיידקים התווית על-ידי אדו (שלב 1) היא קריטית עבור פרוטוקול זה, ואת הנקודה הראשונה לפתרון. אנדרוגינוסים למבוגרים צעירים פראי-סוג תווית בצורה אמינה במיוחד ב ה 4 אדו-דופק, שהופך את פקד שימושי עבור כל אצווה חדשה של חיידקים התווית על-ידי אדו. בנוסף, חיידקים התווית על-ידי עידו ללא פגע מזין את המעי (ב בוגרים בעלי חיים או מוטציות פגום מסוים הלוע/מטחנה) תווית עם לחץ על כימיה, מופיעים בהיר מלבני puncta בבטן. טכניקה חלופית עבור תיוג אנדרוגינוסים משתמש "טבילה" ריכוז גבוה (1 מ מ) של אדו3. טכניקה זו מרע...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
אנחנו מודים למרכז מניות של e. coli MG1693; Wormbase; המרכז גנטיקה Caenorhabditis אשר ממומן על ידי נבחרת מוסדות של בריאות של מחקר תשתית בתוכניות Office (P40OD010440) עבור זנים; זאק פינקוס לייעוץ סטטיסטי; פנג Aiping עבור ריאגנטים; לוק שניידר, אנדריאה שרף, סנדיפ קומאר, ג'ון ברנר עבור הדרכה, ייעוץ, תמיכה דיון מועיל; המעבדות קורנפלד, Schedl למשוב על כתב היד הזה. עבודה זו נתמך בחלקה על ידי מכוני הבריאות הלאומיים [R01 AG02656106A1 כדי KK, R01 GM100756 ל TS], מלגת predoctoral הלאומית למדע [DGE-1143954 ו DGE-1745038 כדי ZK]. מכוני הבריאות הלאומיים וגם הקרן הלאומית למדע היה כל תפקיד בעיצוב של המחקר, איסוף, ניתוח ופרשנות של נתונים, ולא בכתב היד.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| E. coli MG1693coli | Genetic Stock Center | 6411 | גדל בסדר גמור ב-LB |
| E. coli OP50 | emCaenorhabditis Genetics Center | OP50 | |
| Click-iT EdU Alexa Fluor 488 Imaging Kit | Thermo Fisher Scientific | C10337 | |
| 5-Ethynyl-2′-deoxyuridine | Sigma | 900584-50MG | או השתמש ב-EdU המסופק בערכה |
| גלוקוז | סיגמא | D9434-500G | D-(+)-דקסטרוז |
| תיאמין (ויטמין B1) | סיגמא | T4625-5G | ריאגנט |
| כיתה תימידין | סיגמא | T1895-1G | BioReagent |
| מגנזיום סולפט הפטהידראט | סיגמא | M1880-1KG | MgSO4, נתרן פוספט בדרגת ריאגנט |
| דיבסקי | , נטול מיםBP332-500G | Na2HPO4 | |
| אשלגן פוספט, סיגמא חד-בסיסי | P5379-500G | KH2PO4 | |
| אמוניום כלוריד | סיגמא | A4514-500G | NH4Cl, מגיב בתוספת |
| אגר בקטריולוגי | ארה"ב C13071058 | ||
| ביולוגי סידן כלוריד דיהידראט | סיגמא | C3881-500G | CaCl |
| LB מרק (מילר) | סיגמא | L3522-1KG | בשימוש ב 25 גרם/ליטר |
| Levamisole | Sigma | L9756-5G | 0.241 גרם/10 מ"ל |
| פוספט חוצץ | מלח Calbiochem Omnipur | 6506 | PBS תוצרת בית עובד באותה מידה |
| Tween-20 | Sigma | P1379-500ML | |
| 16% Paraformaldehyde, אמפולות בדרגת EM | מדעי מיקרוסקופיה אלקטרונית | 15710 | 10 מ"ל אמפולות |
| 100% מתנול | Thermo Fisher Scientific | A454-1L | הוא קריטי למורפולוגיה תקינה עם נוגדנים מסוימים |
| סרום עיזים | Gibco | 16210-072 | Lot 1671330 |
| rabbit-anti-WAPL-1 | Novus biologicals | 49300002 | Lot G3048-179A02, בשימוש ב 1:2000 |
| שיבוט עכבר-אנטי-pH3 3H10 | Millipore | 05-806 | Lot#2680533, בשימוש בשעה 1:500 |
| עז-אנטי-ארנב מצומד IgG Alexa Fluor 594 | Invitrogen | A11012 | Lot 1256147, בשימוש ב-1:400 |
| עז-אנטי-עכבר מצומד IgG Alexa Fluor 647 | Invitrogen | A21236 | Lot 1511347, בשימוש ב-1:400 |
| Vectashield antifade מדיום הרכבה המכיל 4',6-Diamidino-2-Phenylindole Dihydrochloride (DAPI) | Vector Laboratories | H-1200 | ניתן להשתמש במקום זאת במדיום הרכבה ללא DAPI, בעקבות לק דגירה נפרד של DAPI |
| Wet n Wild | DTC450B | כל לק שקוף אמור לעבוד | |
| S-medium | שונים | ראה wormbook.org עבור פרוטוקול | |
| M9 buffer | שונים | ראה wormbook.org לפרוטוקול | |
| M9 אגר | שונה | מתכון זהה למאגר M9, אך הוסף 1.7% אגר | |
| מדיום גידול נמטודה | שונים | ראה wormbook.org לפרוטוקול | |
| ניתוח זכוכית שעון | קרולינה ביולוגי | 42300 | |
| סרט מעבדה פרפילם | Pechiney פלסטיק | אריזות PM-996 | 4 אינץ 'רחב סרט מעבדה |
| צלחות | קוטר 60 מ"מ | ||
| זכוכית ארוכה פסטר פיפטות | |||
| צינורות צנטריפוגה 1 מ"ל | MidSci Avant | 2926 | |
| טיפים | |||
| פיפטות סרולוגיות | |||
| 500 מ"ל בקבוק | |||
| רדיד | |||
| 25 גרם מחטים 5/8 אינץ' | BD PrecisionGlide | ||
| 305122 צינור צנטריפוגה מזכוכית 5 מ"ל | Pyrex | ||
| צינורות זכוכית בורוסיליקט 1 מ"ל | |||
| זכוכית שקופיות | |||
| לא 1 כיסויים 22 x 40 מ"מ | לא 1.5 עשויים לעבוד, גם | ||
| 37 & deg; C שייקר אינקובטור | |||
| צנטריפוגה | |||
| שולחנית צנטריפוגה קלינית | IEC | 428 | עם 6 רוטור דלי מתנדנד |
| מיני צנטריפוגה | |||
| 20 & deg; אינקובטור | |||
| C 4 & deg; מקרר | |||
| -20 & deg; מקפיא | |||
| Observer Z1 מיקרוסקופ | Zeiss | ||
| Plan Apo 63X 1.4 עדשת אובייקטיבית לטבילה בשמן | Zeiss | ||
| Ultraview Vox מערכת קונפוקלית דיסק מסתובב | PerkinElmer | מערכת קונפוקלית של דיסק מסתובב של ניקון עובדת טוב מאוד, גם, כמתואר כאן: http://wucci.wustl.edu/Facilities/Light-Microscopy |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה