이 문서에서는 초파리 계란 활성화 중에 2 + 칼슘을 시각화에 대한 적응력 생체 프로토콜을 설명합니다.
이 문서에서는 초파리 계란 활성화 중에 2 + 칼슘을 시각화에 대한 적응력 생체 프로토콜을 설명합니다.
난자 활성화는 수정란이 감수분열을 완료하고 배아 발달을 시작할 수 있도록 하는 일련의 이벤트를 포함하는 보편적인 과정입니다. 조사된 모든 유기체에서 보존된 난자 활성화의 한 측면은 종종 'Ca2+ 파'라고 하는 칼슘(Ca2+)의 세포 내 농도의 변화입니다. Ca2+ 파의 진동 속도와 횟수는 종마다 다르지만 세포 내 Ca2+의 변화는 배아 발달에 필수적인 사건을 일으키는 데 핵심입니다. 이러한 변화에는 세포주기의 재개, mRNA 조절, 피질 과립 외세포작용 및 세포골격의 재배열이 포함됩니다.
성숙한 초파리 난자에서는 수정 전에 암컷 난관에서 활성화가 일어나 일련의 Ca2+ 의존적 사건을 시작합니다. 여기에서는 초파리에서 Ca2+ 파를 이미징하기 위한 프로토콜을 제시합니다. 이 접근 방식은 Ca2+ 파의 메커니즘 및 이와 관련된 다운스트림 변화를 조사하기 위한 조작 가능한 모델 시스템을 제공합니다.
계란 (난자) 활성화에서의 세포 내 칼슘의 변화 2+ 농도는 모든 연구 생물 1, 2의 보존 구성 요소입니다. 이 이벤트는 세포주기의 재개 및 저장의 mRNA의 번역을 포함한 칼슘 의존적 공정의 넓은 범위를 개시한다. 때문에 세포 내 칼슘 농도의 일시적인 변화를 시각화 칼슘이 요구 사항에 주요 관심이었다.
역사적으로, 모델 생물은 알의 크기와 가용성에 따라 계란 활성화에 대한 연구에 선정되었다. 다양한 시각화 방법을 포함 이러한 시스템에서 2 + 농도에 따라 세포 내 칼슘의 변화를 정량화하기 위해 사용되었습니다 송사리 3의 광 단백질의 쿼린을; 등의 Fura-2 성게와 햄스터 4,5에서와 같이 칼슘 민감한 형광 염료; 칼슘 - 녹색 1 덱스 트란 Xenopus의 6인치
생성 및 유전자 인코딩 칼슘 지표 (GECIs)의 개선은 생체 내 7에 칼슘을 2 + 역학을 시각화 할 수있는 능력을 변형시켰다. 이러한 유전자 구조물은 특정 조직에서 발현 및 조직 침윤성 제제 8에 대한 필요성을 제한한다.
GCaMPs 인해 높은 칼슘 친화력 매우 효과적이었다 GECIs의 녹색 형광 단백질 (GFP) 기반 클래스이며, 신호 - 대 - 잡음 비율 및 용량 9-11을 정의한다. 칼슘의 존재에서, GCaMP 착체, 칼 모듈 린에 칼슘의 결합으로 시작하고, 형태 적 변화를 겪는다 시리즈 그 GFP 성분 (9)의 형광 강도 향상을 초래한다.
GCaMPs 광범위 세포 내 칼슘 (12)의 변화를 시각화하기 위해 초파리 신경 세포에 대한 연구에 사용되어왔다. 최근 applicati에성숙한 초파리 계란 2 + 칼슘을 시각화하는 GCaMP 기술에 계란 활성화 (13, 14)에서 단일 과도 칼슘 파를 밝혔다. 칼슘 2 + 웨이브는 생체 활성 분석 (13, 14)를 사용하여 생체 (13)에 배란 동안이나 높은 배율에서 낮은 배율로 시각화 할 수 있습니다. 생체 외 분석에서, 각각의 성숙 난자가 난소로부터 단리 및 저장성 용액을 사용하여 활성화되는, 생체 활성 15-17 사건 요점을 되풀이하는 것으로 나타났다 활성화 완충액이라.
이 생체 분석은 약물 중단, 물리적 조작과 유전자 돌연변이 등 다양한 실험 조건에서 칼슘 2 + 파의 쉬운 고해상도 시각화 할 수 있습니다. 이 문서에서는 생체 활성화 및 일에 대한 성숙한 초파리 계란의 준비를 보여줍니다GCaMP를 사용하여 칼슘 파를 시각화하는 데 사용되는 전자 후속 현미경. 이 방법은 칼슘 파의 개시 및 제어를 테스트하기 위해 하류 결과를 조사하는데 사용될 수있다.
주의 : 다른 언급이없는 한 실온에서의 모든 단계를 수행.
1. 해부 준비
참고 : 여기에 설명 된 단계는 E. Gavis, 프린스턴 대학 & 웨일 등에 따라 있습니다. 알. 18. 촬영하기 전에 다음 단계 이일을 수행합니다.
2. 해부 초파리 난소
참고 : 여기에 설명 된 단계는 웨일 등에 따라 있습니다. 알. 18입니다.
3. 분리 개인 성숙한 계란
4. 이미징 준비
5. 이미징 예 생체 계란 활성화
6. 후 획득 이미지 처리
여기에서 우리는 생체 활성화 성숙한 초파리 계란을 준비하는 방법을 설명했다. 2 + 역학 계란 활성화에 칼슘의 GECI 수 있도록 이미징 및 배아 발달의 시작 (그림 1) 표현 계란입니다. GCaMP에 의존하는 것은 특별히 미리 스토 일 그룹의 존재는, 결과가 약간의 질적 차이 (13) (14)을 가지고 있고, 사용하는 것을 주목해야한다. 우리는 또한 액틴 중합 억제제의 첨가에 의해 난자 활성화 중에 기능성 액틴의 역할을 입증 한 사이토 D, 활성화 버퍼 (그림 2) 14.
계란 활성화의 세포 골격에 대한 요구 사항은 보존된다. C.에서 엘레는 시비 다음, 세포 골격 성분은 제 21,22 비대칭 분할을위한 하나의 세포 수정란을 제조 재구성된다. cytoskele의 성게에서, 중단탈 활성화 다음 다시 조직 수축성 고리 형성 (23)을 차단하여 세포주기에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 칼슘 파도와 초파리 계란 활성화에 다운 스트림 기능을 매개 굴지의 역할은 완전히 밝혀지지 남아있다.
초파리에서, 칼슘 파도 액틴 세포 골격의 공동 시각화이 생체 활성 분석을 이용하여 달성 될 수있다. 여러 채널의 시계열을 획득 할 수 있고, 세포 내 칼슘의 역학 난자 (도 3)에서 액틴 조직의 변화와 일치 될 수있다.

그림 1 :. 생체의 초파리 계란 활성화 시간 시리즈에서 단일 칼슘 웨이브는 후속 UASt- myrGCaMP5을 표현하는 초파리 달걀 성숙활성화 완충액 (AH)의 ddition. 세포질 칼슘의 증가는 2 + 약 1.5 μm의 / 초 평균 속도와 극부 (B) 및 전파 (BF)에서 유래. 파형의 개시는 일반적으로 활성화 완충액 첨가가 3 분 내에 관찰되었다. 활성화 후, 성숙한 난자의 세포 내 칼슘 농도는 레벨 (G, H) - 활성화 프리 되돌아 간다. 보충 영화 1 (총 시간 33 분)를 참조하십시오. 스케일 바는 50 μm의 =. 최대 투사 40 μm의 =. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2 : 활성화 버퍼 교란 칼슘에 사이토 칼라 D의 추가2 + 웨이브 전파. 생체의 시간 시리즈는 10 μg의 / ㎖의 사이토 D 최종 농도 (AH)를 포함 활성화 버퍼 또한 다음 UASt- myrGCaMP5을 표현하는 초파리의 알을 성숙. 칼슘 2+ 파 극부 (A)에서 개시되는 동안,이 손상되고, 난자 (F)의 앞쪽에 도달하지 않는다 (백색 화살촉 웨이브의 전면을 나타낸다). 더 이상의 칼슘 변경) 30 분에 걸쳐 관찰되지 않았다. 보충 영화 2 (총 시간 30 분)을 참조하십시오. 스케일 바는 50 μm의 =. 최대 투사 40 μm의 =. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 3 : E에서 액틴과 칼슘의 공동 시각화생체의 초파리. 시간 시리즈 GG 정품 인증은 UASt- myrGCaMP5 (시안) 및 UASp -F-Tractin.tdTomato (마젠타) 활성화 버퍼의 다음과 같은 추가 (AH)를 표현하는 초파리의 알을 성숙. 칼슘 2 + 파가 극부에서 시작하고 그림에서와 같이 복구 1. 액틴, 흰색 화살촉 (H 대 A) 시간이 지남에 따라 변화하는 것으로 보인다. 성숙한 계란의 중심 칼슘 신호 검출의 부족은 촬상시의 시료의 이동에 기인한다. 스케일 바는 50 μm의 =. 최대 투사 40 μm의 =. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
이 프로토콜의 첫 번째 중요한 단계는 성숙한 난자를 손상 없이 분리하는 것입니다. 이것은 해부 탐침으로 난자를 이방인이 조작함으로써 달성할 수 있습니다. 연습을 통해 알에 손상을 주지 않고 이 조작을 실행할 수 있습니다. 두 번째 중요한 단계는 활성화 완충액이 오일 속의 성숙한 난자에 적용될 때 샘플의 손실을 방지하는 것입니다. 활성화 완충액의 도포는 커버슬립과 접촉하지 않고 천천히 이루어져야 합니다. 현미경 설정으로 샘플에 쉽게 접근할 수 없는 경우 이 단계는 어려울 수 있습니다. 온도 인큐베이터와 같은 현미경의 겨드랑이 부분을 움직이는 것이 좋습니다.
난자 활성화 시 Ca2+ 대신 다른 형광 태그 인자를 시각화하기 위해 이 프로토콜을 수정할 수 있습니다. 보다 일반적으로, 초파리 발달의 다른 단계 또는 다른 완충액을 추가한 결과는 이 프로토콜을 사용하여 분석될 수 있습니다.
현미경의 설정이 샘플의 신호를 시각화하는 데 최적이 아닌 경우 문제 해결이 필요할 수 있습니다. 이는 레이저 출력을 늘리거나 줄이고, 캡처 범위를 변경하고, Z-스택 매개변수를 조정하여 달성할 수 있습니다. 또 다른 문제는 활성화 버퍼를 추가할 때 계란이 지속적으로 시야 밖으로 이동한다는 것입니다. 이런 일이 정기적으로 발생하면 성숙한 알이 15-20분 동안 커버슬립에 가라앉도록 하십시오. 점도가 높은 오일을 사용하면 활성화 완충제에 의한 오일의 변위가 변경됩니다.
여기에 제시된 이 기술은 대물렌즈의 작동 거리, 성숙한 난자의 탈수 및 손상 없이 성숙한 난자를 해부하는 능력에 의해 제한됩니다. 그러나 성숙한 난모세포가 성인 암컷을 통과하여 침착되는 생 체 내 이미징 방법과 비교할 때 13, 우리의 방법은 더 많은 공간 해상도, 활성화 전에 성숙한 난자를 물리적으로 조작할 수 있는 옵션 및 수정 없이 난자 활성화의 역할을 테스트할 수 있는 능력을 가능하게 합니다.
난자 활성화 시 세포 성분에 대한 리포터 구조를 테스트하고 돌연변이 배경에서 Ca2+ 파동을 시각화하는 것을 포함하여 이 기술의 잠재적인 미래 응용 분야가 많이 있습니다 14,24. 실험 및 유전 도구와 함께 여기에 제시된 생체 외 난자 활성화 분석은 보편적으로 보존된 Ca2+ 파동의 유발, 전파 및 다운스트림 효과를 연구할 수 있습니다.
저자는 공개 아무것도 없어.
우리는이 원고의 준비 기간 동안 지원 로라 Bampton, 알렉스 데이비슨, 리차드 파튼, 아리타 아차에 감사하고 있습니다; 계란 활성화에 대한 토론 마리아나 Wolfner; 영상 지원을위한 매트 WAYLAND; 그리고 할머니 후 실험실에서 일반적으로 지원.
이 작품은 TTW 캠브리지, ISSF 대학 [허가 번호 097814]에 의해 지원되었다.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
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| Solvadis (GMBH) | |||
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| 집게 | Fine Science Tools | 11252-00 | 이러한 도구는 깨끗해야하지만 오토 클레이브를 사용할 필요는 없으며 에탄올로 충분합니다. |
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| 바이알 | 레지나 인더스트리 | P1014 | GPPS 80 mm x 25 mm |