כאן, אנו דנים בתהליך עבודה להכנה, ניתוח, הרכבה ותמונה של מוחות צמחים חיים מזחלי Drosophila melanogaster Third instar כדי לצפות בדינמיקה התאית והתת-תאית בתנאים פיזיולוגיים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כאן, אנו דנים בתהליך עבודה להכנה, ניתוח, הרכבה ותמונה של מוחות צמחים חיים מזחלי Drosophila melanogaster Third instar כדי לצפות בדינמיקה התאית והתת-תאית בתנאים פיזיולוגיים.
תאי גזע עצביים דרוזופילה (נוירובלסטים, NBs להלן) עוברים חלוקות אסימטריות, מחדשות את הנוירובלסט המתחדש מעצמו, תוך יצירת תא אם גנגליון מתמיין (GMC), שיעבור חלוקה אחת נוספת כדי ליצור שני נוירונים או גליה. מחקרים ב- NBs חשפו את המנגנונים המולקולריים העומדים בבסיס קוטביות התא, כיוון הציר, התחדשות עצמית של תאי גזע עצביים והתמיינות. חלוקות תאים אסימטריות אלה ניתנות לצפייה בקלות באמצעות הדמיה של תאים חיים, מה שהופך את NBs הזחלים למתאימים באופן אידיאלי לחקר הדינמיקה המרחבית-זמנית של חלוקת תאים אסימטרית ברקמה חיה. כאשר מנתחים אותם כראוי ומדמיינים אותם במדיום עם תוספי תזונה, NBs במוחות explant מתחלקים בצורה חזקה במשך 12-20 שעות. שיטות שתוארו קודם לכן הן קשות מבחינה טכנית ועשויות להיות מאתגרות לאלה החדשים בתחום. כאן, מתואר פרוטוקול להכנה, נתיחה, הרכבה והדמיה של צמחי מוח חיים של זחל שלישי באמצעות תוספי גוף שמנים. בעיות פוטנציאליות נדונות גם, ודוגמאות מסופקות כיצד טכניקה זו ניתן להשתמש.
חלוקת תאים אסימטרית (ACD) היא התהליך שבו רכיבים תת-תאיים כגון רנ"א, חלבונים ואברונים מחולקים באופן לא שווה בין תאי בת 1,2. תהליך זה נפוץ בתאי גזע, אשר עוברים ACD כדי ליצור תאי בת עם גורלות התפתחותיים שונים. דרוזופילה NBs מתחלקים באופן א-סימטרי כדי לייצר NB אחד, ששומר על הגבעול שלו, ותא אם גנגליון אחד (GMC). GMC עובר חלוקות נוספות כדי לייצר נוירונים מתמיינים או גליה3. NBs המתחלקים באופן א-סימטרי נמצאים בשפע במוחות המתפתחים של זחלי כוכב שלישי, אשר נצפים בקלות באמצעות מיקרוסקופיה. בשלב הזחל השלישי של הכוכב, ישנם בערך 100 NBs נוכחים בכל אונת מוח מרכזית 3,4,5,6.
חלוקת תאים אסימטרית היא תהליך דינמי ביותר. פרוטוקולי הדמיה של תאים חיים שימשו למדידה וכימות של הדינמיקה של קוטביות התא 7,8,9,10, כיוון ציר 11,12,13, הדינמיקה של קליפת המוח אקטומיוזין14,15,16,17,18, מיקרוטובול וביולוגיה צנטרוזומית 19,20,21,22,23,24,25,26,27, וממברנה 10,28 ודינמיקה של כרומטין 29. תיאורים איכותיים וכמותיים של ACD מסתמכים על שיטות ופרוטוקולים חזקים כדי לדמיין חלוקת NBs במוחות חיים שלמים. הפרוטוקול הבא מתאר שיטות להכנה, ניתוח ותמונה של מוחות זחלי כוכב שלישי להדמיית תאים חיים in vivo באמצעות שתי גישות הרכבה שונות. שיטות אלה מתאימות ביותר לחוקרים המתעניינים בדינמיקה מרחבית-זמנית של חלוקות תאי גזע, כמו גם חלוקות בתאי מוח אחרים, שכן הן מאפשרות תצפיות קצרות וארוכות טווח של אירועים תאיים. בנוסף, טכניקות אלה נגישות בקלות למצטרפים חדשים לתחום. אנו מדגימים את היעילות ויכולת ההסתגלות של גישה זו עם מוחות זחלים המבטאים מיקרוטובולים מתויגים פלואורסצנטית וחלבוני היתוך קליפת המוח. כמו כן נדון בשיטות ניתוח ובשיקולים ליישום במחקרים אחרים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: איור 1 מציג את החומרים הדרושים לביצוע מחקר זה.
1. שיקולים והכנות לניסוי
2. היערכות ואיסוף הזחלים (איור 2)
3. דיסקציה של גוף שומן הזחל (איור 3)
הערה: פרוטוקול זה מתאר נתיחות באמצעות צלחת דיסקציה של 3 בארות.
4. דיסקציה מוחית של הזחל (איור 3)
5. הרכבה והדמיה (איור 4)
6. שיטות עבודה מומלצות לעיבוד וניהול נתונים
7. כימות לדוגמה של אורך מחזור התא (איור 5)
הערה: בדוגמה זו צולמו זחלים המבטאים את סמן הקוטביות Pins (Pins::EGFP16) ואת החלבון קושר המיקרוטובולים Jupiter25 (דובדבן::יופיטר13). הניתוח הבא בוצע באמצעות תוכנת אימריס.
8. כימות לדוגמה של יישור ציר התא (איור 5)
הערה: בדוגמה זו, הניתוח מתבצע באמצעות תוכנת Imaris.






הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיסקציה והדמיה של NBs של אונת המוח המרכזית המבטאים סיכות::EGFP ודובדבן::יופיטר
כדי להציג את הפרוטוקול הזה, הזחלים מבטאים דובדבן מונע כטב"ם::יופיטר13 ומתויגים אנדוגנית סיכות::EGFP16 (w; worGal4, UAS-cherry::jupiter/CyO; פינים::EGFP/TM6B, Tb) צולמו במשך 4 שעות באמצעות הפרוטוקול המתואר באמצעות שקופיות הדמיה מרובות בארות (איור 5C,D). נתונים נוספים נלקחו מזחלים המבטאים דובדבן מונע כטב"מים::יופיטר
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה מתווה גישה אחת לדימות של מוחות צמחים חיים מזחלי Drosophila melanogaster . הפרוטוקול המתואר כאן מאפשר לצפות במוחות של צמחים במשך 12-20 שעות בתנאי הניסוי המתאימים. יש לתת תשומת לב מיוחדת להכנת הדגימות ולתכנון הניסויים הרצויים. כאמור, אחד הגורמים הקריטיים ביותר הקובעים את איכות הרקמה המנותחת הוא בריאות הזחלים. כדי להשיג את האיכות הגבוהה ביותר האפשרית, יש לוודא כי הזחלים מוזנים היטב לפני האיסוף. זחלים לא בריאים מקורם לרוב בצפיפות. כדי להתמודד עם זה, יש להבטיח את צמצום הצפיפות, בין אם על ידי הגברת תדירות ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין גילויים כספיים להצהיר.
מחקר זה נתמך על ידי R35GM148160 (C. C.) ומענק הכשרה של המכונים הלאומיים לבריאות (NIH) T32 GM007270 (R. C. S)
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 0.22 ומיקרו; m polyethersulfone (PES) ממברנה | Genesee | 25-231 | מסננים מונעי ואקום |
| Agar | Genesee | 20-248 | אגר מגורען |
| מחשב אנליטי | Dell | NA | Intel Xeon Gold 5222 CPU עם שני מעבדי 3.80 GHz המריצים Windows 10 במערכת הפעלה 64 סיביות |
| Bovine Growth Serum | HyClone | SH30541.02 | |
| Chambered Imaging Slides | Ibidi | 80826 | |
| מיקרוסקופ קונפוקלי | Nikon | NA | |
| שקופית מתכת במכונה אישית | NA | NA | ראה Cabernard and Doe 2013 (Ref. 34) למפרטים |
| Dissection Dishes | Fisher Scientific | 5024343 | 3-well פורצלן מיקרו ספוט צלחת |
| דיסקציה מלקחיים | World Precision Instruments | Dumont #5 | |
| מיקרוסקופ דיסקציה | Leica | NA | |
| מספריים לדיסקציה | כלי מדע עדינים (FST) | 15003-08 | |
| כלוב איסוף עוברים | Genesee | 59-100 | |
| Flypad עם גישה ל-CO2 להרדמת זבובים בוגרים | Genesee | 59-172 | |
| קרום חדיר גז | YSI | 98095 | ממברנה חדיר גז |
| שקופיות | מדעי מיקרוסקופיה אלקטרונית | 72204-03 | # 1.5; 22 מ"מ x 40 מ"מ כיסויי זכוכית |
| Imaris | Oxford Instruments | NA | חלופות: פיג'י, Volocity, Aivia |
| Imaris ממיר קבצים | Oxford Instruments | NA | |
| שמרים מיידיים | Saf-Instant | NA | |
| מולסה | Genesee | 62-117 | |
| צלחת פטרי | גריינר ביו-אחד | 628161 | 60 מ"מ x 15 מ"מ צלחת פטרי |
| וזלין | וזלין | NA | |
| מדיום חרקים של שניידר עם L-גלוטמין ונוזל נתרן ביקרבונט | Millipore Sigma | S0146 | |
| SlideBook רכישת תוכנה | 3i | NA | |
| יחידת סינון מונעת ואקום עם 0.22 ומיקרו; ומיקרו; m מסנן ממברנה PES | Genesee Scientific, GenClone | 25-231 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.