このプロトコルで説明されている直立イメージング法は、発育中のDrosophila melanogasterの卵の極の詳細な視覚化を可能にします。 この最終的な視点は、卵胞上皮内の複数の細胞タイプの配置と形態に新たな視点を提供します。
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このプロトコルで説明されている直立イメージング法は、発育中のDrosophila melanogasterの卵の極の詳細な視覚化を可能にします。 この最終的な視点は、卵胞上皮内の複数の細胞タイプの配置と形態に新たな視点を提供します。
Drosophila melanogaster oogenesisは、卵巣の構造が比較的単純で、特徴付けられており、遺伝子解析に適しているため、さまざまな発生過程を研究するための理想的な文脈を提供します。 各卵室は、体細胞卵胞細胞の単一の上皮層に囲まれた生殖細胞細胞で構成されています。 卵胞細胞のサブセットは、特定の段階で分化し、いくつかの異なる細胞タイプになります。 標準的な技術では、主に卵室の側面図が可能であるため、卵胞細胞の組織と同一性の限られた図が可能になります。 アップライトイメージングプロトコルは、標準的な共焦点顕微鏡で卵室を垂直に観察することを可能にするマウント技術を説明しています。 サンプルは、まず、ガラス顕微鏡スライド上の横方向(水平)位置のグリセリンゼリーの2つの層の間に取り付けられます。 次に、卵室が包まれたゼリーをブロックにカットし、カバーガラスに移し、裏返して卵室を直立させます。 取り付けられた卵室は、直立顕微鏡または倒立共焦点顕微鏡でイメージングできます。 この技術により、卵胞細胞の仕様、組織化、分子マーカー、および卵子の発生を新しい詳細で新しい視点から研究することができます。
キイロショウジョウバエの研究は、現象の広い範囲の遺伝的調節に大きな洞察を提供してきました。卵形成は、組織パターニング、細胞極性の変化、細胞周期の切り替え、および翻訳調節1,2,3,4を含む多くの異なる発生プロセスを調査する扱いやすい方法を提供するので、特に、卵の開発に関する広範な研究があった。卵形成時の重要な形態形成のイベントは(5で検討)ボーダー細胞と呼ばれる細胞のセットの仕様、運動性の獲得、および移行である。細胞移動するので、動物の形態形成の重要な特徴であり、このプロセスの遺伝的調節は、よく保存されているため、ハエで決定メカニズムは、他の文脈において重要である可能性が高い。従って、我々は国境細胞遊走の分子制御を研究している。私たちの研究のために、我々は、発展途上の卵の前極を観察する新しい方法を開発した、ここで、境界セルは、それらが詳細に開発かを検討するために、発生する。
卵巣内では、様々な発生段階の卵室が薄いシース( 図1A)に収められていovariolesと呼ばれるチェーンに沿って存在する。各卵室は、1個の卵を形成するために移動します。卵形成の間に、いくつかの異なる細胞型が協調して開発しなければならない。 D.ショウジョウバエの卵室は、単層濾胞上皮6に囲まれた1卵母細胞を含む16生殖細胞から成る。特殊化した細胞の小さな数は、上皮の前部および後部の極で発生する、極性細胞と呼ばれる。 6-8ボーダー細胞は極性細胞5,7により誘導された卵室の前方上皮、に由来する。中期卵形成(ステージ9)では、ボーダー細胞は、その隣人から切り離し、卵室5,7の後部に卵母細胞に到達するために看護師セル間で移動する。この移動は、達成されなければならない境界セルは、この集団の細胞遊走の種類て、2つの非運動性極性細胞の周囲のクラスタに残っている。境界セルクラスタの移行を成功さは受精のために必要がある、卵の殻の卵門の適切な発展を保証します。
前極細胞は、シグナル伝達カスケードを活性化することにより、境界細胞の運命を指示する。ポーラー細胞は卵母細胞の発達8,9の段階8の間に包細胞を、隣接上、Domeless(DOME)、膜貫通受容体に結合するサイトカイン、不対(UPD)を、分泌する。 UPDの結合は、転写のシグナルトランスデューサーおよび活性化因子(STAT)8,10,11をリン酸化するヤヌスチロシンキナーゼ(JAK)を引き起こす。 STATはその後転写を活性化するために、核に移動します。遅い境界細胞(SLBO)STATの直接的な転写ターゲットであり、また、境界細胞遊走12に必要とされる転写因子である。卵室の側面図は、Tを示している帽子STAT活性は、前方上皮8,11,13-全体の勾配で規制されている。極性細胞に最も近い包細胞は、このように、彼らは国境細胞になると、隣接する生殖系列の組織に侵入、活性化したSTATの最高レベルを持っている。
ボーダー細胞が内で指定されているかを理解し、上皮から切り離すために、我々は組織が編成されているかを観察する必要があります。我々は、前·オン視点から卵室を表示する場合は、極性細胞周囲の毛包細胞中のSTAT活動の放射状の対称性を期待する。エンド上のビューは、より正確に前と異なる焦点面で細胞を比較するより剥離時の膜タンパク質と細胞間のインタフェースの違いを示すであろう。卵室が楕円形と茎細胞によって互いに取り付けられているので、それらが困難前方アーキテクチャを観察すること、横方向にスライド上に沈降する。このように、卵室の極にある細胞に関する多くの情報があります側面図から推測されて。一部の情報は、光退色光セクション、光散乱、のアルゴリズムの3-D再構成、及びZ軸方向の分解能の悪い限界を介して取得することができるが、超解像顕微鏡14のような高価な技術が存在しない場合、この情報は、以下の詳細および信頼性を高める。セクションベースのイメージング(例えば、電子顕微鏡またはミクロトーム切片)他の種類のアーチファクトのために可能性を増加させる、脱水を含む組織の大規模な操作を必要とする。従って、我々は画像Dに新しい方法を開発キイロ卵室直立している。この方法は、すでに( 審査中で、代表的な結果とマニングらを参照)運動性の細胞が運命づけられているかの解明に有用であることが証明され、卵形成の他の側面の研究でより広く貴重である可能性が高いしている。
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Ovariolesの1。解剖
2.免疫蛍光(IF)Ovariolesの染色
グリセリンゼリースライド3.事前準備
4.取付エッグチェンバース
イメージング用エッグチェンバースの5準備
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直立イメージング法は、私たちはステージ8の前方濾胞上皮に直接卵胞細胞の運命のための一般的なマーカーを細胞の組織を見ることができ、目の不在(EYA)タンパク質だけでなく、核DNAマーカーDAPIは、さえ発現を示した細胞のこの分野全体で、すべてのセルが同様の染色強度( 図2B」)で見ることができることを実証した。サイトカインUPDに応答して調節されるタンパク質は、しかし、可変パターンおよび発現レベルを示した。ポーラー細胞が卵の発達16,17のこの段階に頂端の前にUPDをリリースするので、STATが時々そうであった極性細胞、約放射状に活性化されることが予想される。しばしば、しかし、我々はSLBO含むSTATの下流の標的は、より複雑な発現パターンを有していたことを観察した。例えば、SLBO発現のためのGFPレポーターは、ほとんどに登場し、すべてではないが、極性細胞( 図2Bを囲まれたセルを、そしてマンを参照してください) 当期らる。我々は、接着性の変化を反映している可能性がある、E-カドヘリン発現/局在化( 図2B ...
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ここでは、エンド·オン視点から卵室を開発し、マウントする方法を説明し、画像小。イメージング卵室のための一般的な技術は、横方向の景色のために最適化し、蛍光抗体で染色したときに主に内外方向包細胞の正確な可視化を可能にしている。複数の焦点面を見るのZ-スタックまたは3次元再構成助剤の使用が、それでも楕円形の卵室( 図2D)の極の細胞内解像度には不十分である。このような超解像として最新顕微鏡技術を部分的に克服することができるが、これらの方法は高価であり、常に利用可能ではない。我々は、はるかに小さい卵室に使用するショウジョウバエ胚24,25直立イメージングプロトコルを適応している。胚に比べて卵室のはるかに小さいサイズを考慮するための方法でいくつかの重要な変更があります。記載された技術の重要な要素は、物理的なSEPARです胚が要求されていない個々のチャンバ、のATION。もう1つの変更点は、(4.4)を搭載中に第2のグリセリンゼリースライドを使用することである。卵チャンバのサイズおよび他の卵室の茎細胞を介してそれらの結合は、針で操作を必要とし、グリセリンゼリーの破壊につながる。したがって、卵室...
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著者には競合する金銭的利益はありません。
私たちは、ハエコミュニティのメンバー、特にデニス・モンテル博士、リン・クーリー博士、ペルニル・ロース博士からの試薬に対する支援に感謝します。Flybase、Bloomington Drosophila Stock Center、Developmental Studies Hybridoma Bankにそれぞれ情報を提供し、フライストックと抗体を提供していただいたことに感謝します。 LMは、教育省の助成金、GAANN(Graduate Assistance in the Areas of National Need)トレーニングフェローシップ(P200A120017)、およびNIGMSの学生開発最大化イニシアチブ助成金(2 R25-GM55036)によってサポートされています。 顕微鏡研究の一部は、NSF MRI助成金DBI-0722569およびKeith R. Porter Core Imaging Facilityによって支援されました。 研究は、MSGに授与されたNSF CAREER Award(1054422)とMarch of DimesのBasil O'Connor Starter Scholar Awardによって部分的に支援されました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 0.1 M リン酸カリウム緩衝液 (KPO4 Buffer) | 3.1 g の NaH2PO4&bull を加えます。H2Oと10.9gのNa2HPO4(無水)を蒸留したH2Oにすると、1Lの容量になります。最終溶液のpHは7.4になります。このバッファーは、4°Cで最大1ヶ月間保存できます。 | ||
| 16%パラホルムアルデヒド水溶液、EMグレードの | 電子顕微鏡科学 | 15710 | メタノールフリーでGFP蛍光 |
| 30G x 1/2インチの針 | VWR | BD305106 | 規則的な斜角 |
| 活動的な乾燥のイースト | ジェネシー科学 | 62-103 | 女性のハエを太らせるために |
| ウシの血清アルブミン | PAA細胞培養会社 | A15-701 | NP40で使用されなさい 洗浄緩衝液 |
| デュモン #5 鉗子 | の精密科学用具 | 11295-10 | Dumostarの合金、biologieの先端; 鋭い先端は卵巣の解剖 |
| のために必要であるDAPI(4′,6-ジアミジノ-2-フェニルインドール二塩酸塩) | Sigma Aldrich | D9542 | 5 mg/ml 原液 |
| ウシ胎児血清(FBS) | Life Technologies | 16140-071 | サプリメント解剖培地(10%)に追加 |
| ガラス培養管 | VWR | 47729-576 | 14 ml |
| ガラス窪みスライド | VWR | 470019-020 | 厚さ 1.2 mm ダブルキャビティ |
| グリセリン ゼリー | Electron Microsocpy Sciences | 17998-10 | 封入剤 |
| グリセロール | IBI Scientific | IB15760 70% in PBS | |
| IGEPAL CA-630 | Sigma Aldrich | I3021-500ML( | Nonidet P-40と交換可能) NP40 Wash Bufferに使用 |
| ライカ蛍光ステレオスコープ | ライカマイクロシステムズ | ||
| ライカSP5共焦点顕微鏡 | ライカマイクロシステムズ | 40x/0.55NA ドライ対物レンズ | |
| マイクロスパチュラ | VWR | 82027-518 | ステンレス鋼 |
| 顕微鏡スライド | VWR | 16004-368 | 75x25x1 mm |
| NP40 洗浄バッファー | 50 mM TRIS-HCl、150 mM NaCl、0.5% Ipegal、1 mg/ml BSA、および 0.02% アジ化ナトリウム | ||
| ペニシリン-ストレプトマイシン-グルタミン | ライフテクノロジー | 10378-016 | 解剖媒体 (0.6X) |
| トリディッシュ ポリステリン、滅菌済み | VWR | 82050-548 | 60 W x 15 H mm |
| Phosphate Buffer 生理食塩水 | Sigma Aldrich | P3813-10PAK | 10 パック |
| リン酸カリウム二塩基性 | Sigma Aldrich | P3786-500G | 0.1 M KPO4 Buffer |
| リン酸カリウム一塩基性 | Sigma Aldrich | P9791-500G | 0.1 M KPO4バッファーに使用 |
| [header] | |||
| シュナイダー's Insect Medium | Life Technologies | 11720018 | L-グルタミンと重曹 |
| アジ化ナトリウム | Sigma Aldrich | S2002-25G | 蛍光抗体染色に使用 |
| 塩化ナトリウム | Sigma Aldrich | S3014-500G | NP40 洗浄バッファーに使用 |
| TRIS-HCl | IBI Scientific | IB70144 | 1 M TRIS-HCl, pH 7.4 |
| Volocity 3D Image解析ソフトウェア | PerkinElmer | 共焦点Zスタックの処理用 |
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