Presentiamo protocolli per la raccolta, la preparazione e l'imaging di ovociti maturi di Drosophila. Questi metodi consentono la visualizzazione del comportamento cromosomico e dell'assemblaggio e della funzione del fuso durante la meiosi.
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Articolo metodologico
Presentiamo protocolli per la raccolta, la preparazione e l'imaging di ovociti maturi di Drosophila. Questi metodi consentono la visualizzazione del comportamento cromosomico e dell'assemblaggio e della funzione del fuso durante la meiosi.
La segregazione cromosomica negli ovociti umani è soggetta a errori, con conseguente aneuploidia, che è la principale causa genetica di aborto spontaneo e difetti alla nascita. Lo studio del comportamento cromosomico negli ovociti di organismi modello è molto promettente per scoprire le basi molecolari della suscettibilità degli ovociti umani alle aneuploidia. La Drosophila melanogaster è suscettibile di manipolazione genetica, con oltre 100 anni di ricerca, comunità e sviluppo di tecniche. La visualizzazione del comportamento cromosomico e dell'assemblaggio del fuso negli ovociti di Drosophila presenta sfide particolari, tuttavia, principalmente a causa della presenza di membrane che circondano l'ovocita che sono impenetrabili agli anticorpi. Descriviamo qui i protocolli per la raccolta, la preparazione e l'imaging dell'assemblaggio del fuso della meiosi I e del comportamento cromosomico negli ovociti di Drosophila, che consentono la dissezione molecolare della segregazione cromosomica in questo importante organismo modello.
Lo studio della meiosi è talvolta descritto come la "genetica della genetica". Questo perché le proprietà fondamentali dell'ereditarietà cromosomica e dell'assortimento indipendente vengono svolte attraverso la segregazione dei cromosomi durante la produzione di gameti. Un'importante dimostrazione della teoria cromosomica dell'ereditarietà venne nel 1916 dal lavoro di Calvin Bridges in Drosophila melanogaster1. Questo e altri studi di genetica classica sulla Drosophila hanno contribuito notevolmente alla nostra comprensione della genetica. L'esame citologico dei cromosomi meiotici negli ovociti di Drosophila, tuttavia, è stato impegnativo. Ciò è dovuto principalmente al fatto che l'immunofluorescenza degli ovociti di Drosophila in fase avanzata, quando il fuso si assembla e i cromosomi sono orientati per la segregazione, è ostacolata dalla presenza di membrane che rendono l'ovocita impenetrabile agli anticorpi.
Nonostante questa sfida, gli ovociti di Drosophila rimangono un modello attraente per lo studio del comportamento cromosomico e dell'assemblaggio del fuso. Ciò è dovuto ai potenti strumenti genetici disponibili in Drosophila, ma anche perché gli ovociti si arrestano nella metafase I, quando i cromosomi sono orientati e il fuso è completamente formato. Ciò facilita la raccolta e l'esame di un gran numero di ovociti in questa importante fase della divisione cellulare. Inoltre, un semplice organismo modello suscettibile di manipolazione genetica per lo studio della segregazione cromosomica degli ovociti può fornire un importante contributo alla nostra comprensione della salute riproduttiva umana. Gli errori nel numero cromosomico sono la principale causa genetica di aborto spontaneo e difetti alla nascita nell'uomo2. La maggior parte di questi errori può essere ricondotta all'ovocita e sono correlati con l'aumento dell'età materna. L'età media delle madri negli Stati Uniti è in aumento, il che lo rende un grave problema di salute pubblica.
Descriviamo qui i metodi per l'esame citologico degli ovociti di Drosophila, inclusa una dimostrazione di come rimuovere le membrane degli ovociti. Questi metodi sono modifiche di protocolli descritti per la prima volta da Theurkauf e Hawley3, Zou et al.4, e Dernburg et al.5. Includiamo anche metodi per l'arricchimento di diversi stadi di ovociti, basati su un protocollo descritto per la prima volta da Gilliland et al.6. Infine, aggiungiamo le istruzioni per il trattamento farmacologico degli ovociti di Drosophila. Insieme, questi metodi consentono l'indagine citologica della segregazione cromosomica degli ovociti e dell'assemblaggio del fuso in Drosophila.
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Nota: Le procedure sono eseguite a temperatura ambiente salvo diversamente indicato. incubatori a temperatura controllata sono utilizzati per mantenere temperature per volare allevamento e attraversa se non diversamente specificato.
1. preparati
2. Raccolta di ritardo-fase di Drosophila ovociti
3. Trattamenti farmacologici (Opzionale)
4. Fissazione
5. Rimozione Membrane ( "Rolling")
6. Anticorpo colorazione di Drosophila ovociti
7. FISH (continuare dal punto 5 di cui sopra)
8. colorazione degli anticorpi dopo la FISH
| Ripetere Nome | Cromosoma | Oligo Sequenza * |
| 359 | X | GGGATCGTTAGCACTGGTAATTAGCTGC |
| AACAC | 2 | AACACAACACAACACAACACAACACAACACAACACAACAC |
| dodeca | 3 | CCCGTACTGGTCCCGTACTCGGTCCCGTACTCGGT |
| 1.686 | 2 + 3 | AATAACATAGAATAACATAGAATAACATAG |
| AATAT | 4 (+ Y) | AATATAATATAATATAATATAATATAATAT |
| * 359 sequenza di Eric Joyce, comunicazione personale, altre sequenze di Sullivan et al. 8 | ||
Tabella 1: sonde FISH per Drosophila ripete centromeriche.
| Droga | Solvente | la concentrazione della | concentrazione finale | Tempo di trattamento | Effetto |
| colchicina | etanolo | 125 mm | 150 pM | 10 min o 30 min | destabilizzare non cinetocore (10 min) 9 o tutti i microtubuli (30 min) |
| paclitaxel | DMSO | 10 mM | 10 mM | 10 minuti | stabilizzare microtubules |
| Binucleine 2 | DMSO | 25 mM | 25 micron | 20 min | inibire Aurora B chinasi 10 |
Tabella 2: Trattamento farmacologico.
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I metodi che abbiamo descritto qui comporterà la raccolta di fase tardo-ovociti Drosophila che rappresentano tre fasi della meiosi (Figura 1). Gli ovociti in profase si distinguono per la presenza della membrana nucleare, che è visibile dalla mancanza di segnale di tubulina nella regione circostante il cariosoma (Figura 1A). Prometafase è il periodo dopo la rottura membrana nucleare durante il quale le assembla mandrino. Durante prometafase, il ...
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Messa in scena Drosophila ovociti
Anche se un cariosoma allungata è spesso visto in ovociti prometafase, utilizzando cariosoma forma di distinguere prometafase da ovociti in metafase può essere problematico. Durante prometafase, il cariosoma inizia come una forma rotonda, si allunga, e poi si ritrae ad una forma rotonda come l'ovocita si avvicina l'arresto metafase. Ciò significa che molti ovociti prometafase non hanno un cariosoma allungata. Inoltre, se gli...
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Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamo Christian Lehner per aver fornito l'anticorpo CENP-C e Eric Joyce per le raccomandazioni sulla FISH. Il lavoro nel laboratorio McKim è stato finanziato da una sovvenzione del NIH (GM101955).
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| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Tubi conici da 15 ml | Vari | ||
| 16% formaldeide | Ted Pella, Inc. | 18505 | PERICOLOSO; una volta aperto, scartare dopo un mese |
| becher da 250 ml | Vari | ||
| tubi da 5 ml | Vari | ||
| lieviti attivi secchi | Vari | miscelare con acqua per ottenere una pasta della consistenza del burro di arachidi | |
| anticorpo anti-alfa--tubulina coniugato al clone FITC | Sigma | F2168 | DM1A |
| Binucleina 2 | Sigma | B1186 | PERICOLOSO |
| frullatore | Vari | ||
| siero bovino albumina | Sigma | A4161 | |
| cloruro di calcio Vari | |||
| colchicina | Sigma | C-9754 | |
| PERICOLOSO vetrini coprioggetti | VWR | 48366-227 | No. 1 1/2 |
| destrano solfato | Vari | ||
| DMSO | Vari | ||
| EGTA | Etanolo vario | ||
| Varie | |||
| pinze | Ted Pella, Inc. | 5622 | Dumont pinzette di alta precisione grado stile 5 |
| formamide | Sigma | 47670-250ML-F | |
| vetrini VWR | 48312-003 | ||
| glucosio | Vari | ||
| tubi graduati da 1,5 ml | Vari | ||
| HEPES | VWR | EM-5330 | disponibili da diversi venditori |
| Hoechst 33342 | Vari | ||
| cloruro di magnesio | Vari | ||
| metanolo | Varie | ||
| maglie di grandi dimensioni (~1.500 µ m) | VWR | AA43657-NK | varietà di formati e altri fornitori, 12 o 14 maglie |
| a maglia piccola (~300 &300 &; m) | Spectrum labs | 146 424 | varietà di formati, es., 146 422 o 146 486 |
| nutator | Varie | ||
| pipette di Pasteur | Varie | ||
| acetato di potassio | Varie | ||
| Acido cacodilico | Sigma | C0125 | PERICOLOSO; in alternativa, il cacodilato di sodio può essere sostituito dal |
| potassio Idrossido | Vari acetato | ||
| di sodio | Vari | ||
| cloruro di sodio | Vari | ||
| citrato di sodio | Vari | ||
| idrossido di sodio | Vari | ||
| Taxolo | |||
| vari (paclitaxel) | Sigma | T1912 | PERICOLOSO |
| Triton X-100 | Fisher | PI-28314 | |
| Tween 20 | Fisher | PI-28320 | |
| vortex | Vari |
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