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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
개발 Drosophila의 배아에 작은 분자의 도입은 신규 화합물, 약물 및 독성 물질의 생물학적 활성의 특성뿐만 아니라 기본적인 발달 경로를 프로빙을위한 큰 잠재력을 제공합니다. 설명하는 방법은 여기에 초파리 배아 모델의 유틸리티를 확대,이 방법 자연 장벽을 극복 단계를 설명합니다.
Drosophila의 배아는 긴 개발을 제어하는 분자 유전 메커니즘을 해명하기위한 강력한 실험실 모형이다. 이 모델의 유전 조작의 용이성은 다른 동물 모델 및 세포 기반 분석에서 평범 약물 접근 방식을 대신하게했다. 여기에 우리가 개발 초파리 배아에 작은 분자의 응용 프로그램을 사용할 수있는 프로토콜의 최근의 진보에 대해 설명합니다. 이 방법은 태아의 생존 능력을 유지하면서 껍질의 불 투과성을 극복하는 단계를 자세히 설명합니다. 발달 단계의 넓은 범위에 걸쳐 달걀 껍질 permeabilization 용매 이전에 설명 D-리모넨 배아 permeabilization (1 EPS)의 응용 프로그램과 (18 ° C) 이전 치료에 감소 된 온도에서 노화의 배아에 의해 달성된다. 또한, permeabilization 표시로 원적외선 염료 (CY5)의 사용은 표준 빨간색과 녹색 독감을 포함한 다운 스트림 응용 프로그램과 호환되는, 설명라이브 및 고정 준비에 orescent 염료. 이 프로토콜은 발달 메커니즘을 조사뿐만 아니라 특성화되지 않은 작은 분자의 기형 또는 약리학 적 활성을 평가하기위한 연구에하는 생리 활성 화합물을 사용하여 연구에 적용 할 수있다.
Drosophila의 배아 개발 2의 근본적인 메커니즘의 조사를 위해 최고의 모델이되고 있습니다. 이 강력한 모델은 임의의 시점에서 그리고 어떠한 현상 기관 내에 실질적으로 어떤 유전자의 조작을 허용하는 분자 유전 학적 도구의 다양한 배열에 의해지지된다. 초파리 배아의 형태 형성의 작은 크기, 빠른 개발, 다양한 특성은 기본적인 발달 경로에게 3,4를 발견했습니다 많은 것이 유전 스크린에 대한 선택의 모델을 확인합니다. Drosophila의 배아에 많은 표현형이 특징으로 쉽게 해석 할 수 있으며, 종종 비정상적인 특성에 대한 책임을 기본 분자 유전 학적 메커니즘을 식별 할 수있는 수단을 제공하고있다.
역사적으로, 플라이 배아 모델의 단점은 배아 조직에 작은 분자를 도입하는 어려움이있다. 1) 우리 :이 장애물에 대한 제한을 제기했다프로브가 발달 메커니즘을 심문하고 2) 특성화되지 않은 작은 분자의 기형 또는 약리학 적 활성을 평가하는이 설립 모델을 사용하기로 알려진 생리 활성 작은 분자를 주입. 결과적으로, 비행 배아의 스크리닝 전위 저분자 활성의 특성화에 미달되었다.
달걀 껍질의 1) permeabilization 2) 미세 주입 : 플라이 배아에 작은 분자의 배달은 두 가지 방법으로 달성 될 수있다. 이 문서에서는 기존의 초파리 실험의 설정에서 실행하기 쉬운 permeabilization 방법에 대한 발전을 제시한다. 이는 마이크로 유체 기술 마이크로 인젝션 방식에서 최근의 진보는 또한 배아 5,6 화합물에 도입하는 방법에 기여하는 것을 주목해야한다. 배아에 분자를 소개하는 껍질 (7)의 밀랍 층에 의해 방지 할 수있다. 초파리의 알 껍질은 5 개의 층으로 구성되어 있습니다. 부터인사이드 아웃 그들은 : 난황 막, 밀랍 층, 내부 융모막 층, endochorion 및 exochorion 8. 세 가지 외부 융모 층은 희석 표백제에있는 태아의 간단한 출현에 의해 제거 될 수있다, 단계 dechorionation라고도합니다. 그것은 내부 난황 막 쌌다 유지하면서 노출 된 왁시 층은, dechorionated 배아 투과성 렌더링 헵탄 및 옥탄 7,9 같은 유기 용매에의 노출에 의해 손상 될 수있다. 그러나 이러한 용매의 사용은 독성과 태아의 생존 능력 9,10에 뚜렷한 부정적인 영향이 둘 다 자신의 강한 permeabilizing 조치를, 조절에 어려움으로 인한 합병증을 소개합니다.
용매 조성물 칭했다 배아 permeabilization (EPS)를 사용 permeabilization의 방법은 이전에 1을 설명 하였다. 이 용매 miscibl되는 용매를 사용 D-리모넨 및 식물 유래의 계면 활성제로 구성수성 버퍼와 전자. D-리모넨 원하는 농도로 용매를 희석 할 수있는 능력의 낮은 독성이 높은 생존력으로 투과 한 배아를 생성하는 효과적인 방법을 수득했다. 그러나,이 내인성 인자는 애플리케이션에 제한을 가지고 계속했다. 첫째, 배아 관리가 가까운 개발 준비를 유지하기 위해 취해야하는 경우에도, EPS 처리 후 투과성의 이질성을 보여줍니다. 둘째, 약 8 시간보다 오래된 계란 11 누워 후 발생하는 껍질의 경화와 일치, 투과하기 어려운 입증 된 배아.
여기에 설명 된 EPS 방법의 발전은 그 : 1) 고정 및 면역 염색 단계를 실행하고 2)> (늦은 발달 시점에서 8 시간, 단계 배아의 permeabilization을 활성화 한 후에도 거의 동일 permeabilized 배아를 식별하고 분석하는 데 도움이 12 세 이상). 특히, 원적외선 염료의 응용 프로그램,CY5 카르 복실 산을, 개발하는 동안 포름 알데히드 고정 후 배아에서 계속 투과성 표시기 역할이 설명되어 있습니다. 또한, 18 ° C에서 배아를 양육하는 최종 단계의 배아 (단계 12 ~ 16)의 permeabilization을 가능하게 EPS 민감한 상태에서 껍질을 유지 것을 알 수있다.
이러한 진보는 EPS 방법론에 앞서 언급 한 한계를 극복. 이 응용 프로그램은 따라서 생존 능력을 유지하면서 별개의 발달 시점에서 배아의 관심 작은 분자를 소개 할 수있는 방법으로 조사를 제공 할 것입니다.
1. 플라이 문화, 솔루션 및 배아의 취급 장치의 제조
2. 준비, Dechorionation 및 태아의 EPS 치료
Permeabilized 태아의 3. 염료와 약물 치료
4. IdentiPermeabilized 실행 가능한 태아의 문법을 없애는
배아의 처리 장치는 위의 프로토콜에있는 조작에 대해 "집에서 만든"장치를 시각화 지원하기 위해 그림 1에 있습니다. 그림 2에 보이는 결과 개발 후반 단계에서 EPS로 permeabilized하는 능력에 18 ° C에서 배아를 양육의 강력한 효과를 보여줍니다. 이 조건은 프로토콜 2.1 단계에 적용된다. 일반적으로 EPS 처리 배아에서 볼 투과성의 다양한 수준을 나타 내기 위해 CY5 카르 복실 산 염료의 효과는 그림 3에서 볼 수있다. 노른자에 염료 분포의 발달 역학도 생존 능력을 평가하는 데 사용되는 기준을 공개, 그림 3에서 볼 수있다 , 프로토콜에 설명 된대로 4.2 단계. 독소 처리, 포름 알데히드 고정 및 면역 염색에 후속 배아 permeabilization을 결정 CY5 염료 유틸리티는도 4의 결과에 의해 도시된다.

그림 2. 효과 후반 단계의 배아에서 EPS의 효능에 18 ° C에서 노화의. 태아는 20 시간 (패널 AA "에 대해 18 ° C에서 숙성을 두 시간 동안 수집 하였다, (패널 CC에 대한"). 18 ° C에서 배아는 dechorionated 두 개의 샘플로 분할되었다. 첫 번째 샘플은 5 분 MBIM-T 1 ㎜ 로다 민 B의 염료로 직접 처리 세척하고 시야와 파란색과 빨간색 형광 채널 (패널 AA ")에서 가시화되었다. 두 번째 샘플은 EPS (1 분 MBIM 1:10)으로 처리 세척 한 후, 1 ㎜ 로다 민 B로 치료 5 분 및 시각화 (패널 BB ") 전에 세척 하였다. 25 ° C에서 제기 배아는 dechorionated 및 EPS (1 분 MBIM 1:10)을 직접 처리, 세척 한 후 시각화 (패널 CC ") 전에 5 분 동안 1 ㎜ 로다 민 B로 치료했다. 태아는 파랑 채널 (패널 A ', B', C ')에 노른자 형광도에 의해 밝혀 장내에있는 주름에 의해 14 단계에있는 것으로 결정되었다. 18 ° C에서 제기 태아 전에 EPS의 treatmen에 불 투과성로다 민 B의 흡수 (패널 A ")의 부재로 볼 때 t. 18 ° C 배아의 EPS 처리는 로다 민 B의 흡수 (패널 B ")에 의해 같이 투과성의 높은 수준을 얻을 수 있습니다. 로다 민 B (패널 C ")의 배제로 볼 때 25 ° C에서 제기 태아도 EPS 치료에 스며 들지 남아있다.

그림 3. 투과 및 실행 가능한 배아 CY5의 설립. 태아는 (25 ° C, 12 단계에서 7-9 시간의 배아에 해당) 18 ° C에서 14 시간 동안 2 시간 숙성을 위해 25 ° C에서 수집되었다. dechorination 후, 치료가 CY5 염료의 배양 (15 분 MBIM-T에서 50 μM) 다음 (1 분 MBIM에 1:40) 이루어졌다 EPS. 배아 MBIM-T로 3 회 세척하고 저장조에 MBIM로 개발 바구니에 옮겼다. 개발은 P 하였다실온에서 8 시간 동안 roceed. CY5 (레드)의 통풍 관은 즉시 염색 처리 및 세척 (패널 A) 후 8 시간 개발 (패널 B) 후 원적외선 채널 이미지가됩니다. 노른자의 분포는 파랑 채널에 형광도에 의해 볼 수 있습니다. 염료의 흡수, 따라서 투자율은 배아에서 배아를 다양하게 볼 수 있습니다. CY5 색소 (빨강)은 스테이지 (16) (보라색, 패널 B)에서 창자의 루멘에 집중되고 노른자 (파란색), 지역화에 볼 수 있습니다.

고정 및 면역 염색 배아 permeabilization 및 메틸 수은 효과의 그림 4. 결정. 배아는 (25 ° C, 12 단계에서 7-9 시간의 배아에 해당) 18 ° C에서 14 시간 동안 2 시간 숙성을 위해 25 ° C에서 수집되었다. dechorination 후, EPS의 치료에서 인큐베이션 (1 분 MBIM에 1:40) 이루어졌다CY5 염료 (15 분 MBIM-T에서 50 μM) 함께 메틸 수은과 (50 μM 메틸 수은, 패널 B) 또는 DMSO 용매 제어 (최종 농도 0.1 %, 패널 A). 태아는 MBIM-T로 세척하고 MBIM와 개발 바구니에 배치했다 : M3의 저수지 중간 실온에서 추가로 8 시간 동안 세. 태아는 다음 표준 프로토콜 (14)에 의해 2 단계 4 % 파라 포름 알데히드-헵탄 준비에 수정되었습니다. 염색은 운동 신경 및 안티 elav 항체 (빨간색, B)의 모든 신경 세포 기관을 레이블에 레이블을 방지 Fasciclin II (A, B에 녹색과 흰색 ', B')를 수행 하였다. CY5 염료는 (CY5는 의사 색 모든 패널에있는 파란색)에 의한 고정으로 인해 감소 된 형광 세기에 확장 노출을 필요로 직접 형광에 의해 드러났습니다. 메틸 수은의 효과는 불규칙한 패턴과 cluste에서 볼 수 있습니다(빨간색으로 표시하고 대 B에 흰색 화살표로 표시 elav 양성) 측면 chordotonal 신경 세포 기관의 반지. 또한, 분절 (SN) (A 고체 녹색 화살표 ')의 특성 분기는 배아 15 메틸 수은의 이전에보고 된 영향과 일치하는 메틸 수은 노출 (B 고체 녹색 화살표 ")와 높은 변수로 볼 수있다. 마디 사이와 자신의 뿌리에 신경 분절의 투사는 메틸 수은의 노출 (B에서 열려 녹색 화살표 ')와 함께 후방으로 변위에 볼 수 있습니다. 참고 : 메틸 수은은 강력한 신경 독소입니다. 케어는 취급시 장갑과 보호 안경을 착용하고주의해야한다. 폐기 제도적 환경 안전 시설과 서비스를 통해 수행해야합니다.
저자는 공개할 것이 없습니다.
개발 Drosophila의 배아에 작은 분자의 도입은 신규 화합물, 약물 및 독성 물질의 생물학적 활성의 특성뿐만 아니라 기본적인 발달 경로를 프로빙을위한 큰 잠재력을 제공합니다. 설명하는 방법은 여기에 초파리 배아 모델의 유틸리티를 확대,이 방법 자연 장벽을 극복 단계를 설명합니다.
이 작업은 NIH/NIEHS R03ES021581(M.D.R.에 수여) 및 University of Rochester Environmental Health Center(NIH/NIEHS P30 ES001247)의 지원을 받았습니다.
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| 차아염소산나트륨 | 피셔 | SS290-4 | http://www.fishersci.com/ |
| 트윈-20 | Fisher | BP337 | http://www.fishersci.com/ |
| PBS 분말 | Sigma | 56064C | http://www.sigmaaldrich.com/ |
| Rhodamine B | Sigma | R6626 | http://www.sigmaaldrich.com/ |
| CY5 carboxylic acid | Lumiprobe | #23090 | |
| http://www.lumiprobe.com/p/cy5-carboxylic-acid DMSO | Sigma | 472310-100 | http://www.sigmaaldrich.com/ |
| 방패와 Sang M3 미디엄 | 시그마 | S8398 | http://www.sigmaaldrich.com/ |
| Nitex 나일론 메쉬 | Flystuff.com | 57-102 | http://flystuff.com/misc.php |
| 용존 산소(DO) 멤브레인 | YSI | #5793 | http://www.ysireagents.com/search.php |
| 25mm 원형 no.1 커버 슬립 | VWR | 48380-080 | https://us.vwr.com/ |
| 포도-아가르 플레이트 믹스 | Flystuff.com | 47-102 | http://flystuff.com/media.php |
| 너트 레이터 | VWR | 82007-202 | https://us.vwr.com/ |