Name: Drosophila melanogaster 유충 지방체에서 기아로 인한 자가포식 분석 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-08-04T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 2 s
Description: 학습하세요 Drosophila melanogaster 유충 지방체에서 기아로 유도된 자가포식을 GFP-Atg8a 형광 마커와 현미경 기법을 사용하여 분석하는 방법을. 돌연변이 클론 간 자가포식 수준 차이를 비교하여 영양 가용성이 세포 항상성에 미치는 영향을 이해할 수 있습니다.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

파리 균주를 제공한 THFC와 BDSC에 감사드립니다. Tong Chao 박사는 중국 국립 자연 과학 재단 (32030027, 91754103, 92157201)과 중앙 대학을위한 기초 연구 기금의 지원을 받고 있습니다. 서비스를 제공해 주신 생명과학연구소(LSI)의 핵심 시설에 감사드립니다.

1. 초파리 교배와 알을 낳기
<ol><li>수컷 3마리(유전자형 hsFLP ubiRFP FRT19A; cgGal4 UAS-GFP-Atg8a)와 암컷 15마리(유전자형 y' w* Mu FRT19A/FM7, Kr GFP ) 성체 파리( 재료 표 참조)를 배양 바이알(25°C에서 표준 옥수수 가루/당밀/한천 초파리 배지 포함)에 넣습니다. 참고: 추가 실험을 위한 충분한 유충을 확보하기 위해 동일한 교배의 여러 배양 바이알을 설정해야 합니다. 유전자형 hsFLP ubiRFP FRT19A; cgGal4 를 갖는 수컷 파리 균주는 중심체 근처의 X 염색체(FRT19A)에서 FRT 부위를 운반합니다. 또한 37°C에서 열충격 시 FLP를 나타냅니다. 유비쿼터스 RFP 발현을 갖는 이식유전자가 X 염색체에 삽입됩니다. GFP-Atg8a는 유충 지방체에서 cgGal4 의 조절하에 발현된다22. 유전자형 y' w* Mu FRT19A /FM7, Kr GFP 를 가진 암컷 파리 균주는 X 염색체에 치명적인 돌연변이(Mu)와 FRT19A 를 가지고 있습니다. 자세한 교차 방식은 그림 1에 나와 있습니다.</li>
	<li>알을 낳기 위해서는 파리를 새로운 배양 약병으로 옮깁니다. 도입 후 48시간이 지나면 파리가 기절할 때까지 "짝짓기" 바이알을 탭하고 바이알 바닥에 있는 미디어에 떨어뜨립니다.<ol><li>"짝짓기" 바이알의 플러그를 뽑고 플러그를 뽑은 거꾸로 된 바이알에 신선한 배지(신선한 배양 바이알)로 입을 가립니다. 그런 다음 바이알을 뒤집고 두드려 파리를 신선한 배양 바이알로 옮깁니다.</li>
		<li>신선한 배양 바이알(옮겨진 파리 포함)을 꽂고 오래된 배양 바이알을 버립니다. 이 신선한 배양 바이알을 25°C 인큐베이터에 넣어 신선한 배지에 알을 낳습니다. 참고: 파리 이동 과정 전에 신선한 배양 바이알을 25°C로 15분 동안 예열하면 파리가 새로운 환경에 빠르게 적응하고 알을 낳는 데 도움이 됩니다.</li>
	</ol></li>
	<li>알을 낳은 지 6 시간 후에 파리를 제거하십시오. 실험을 반복해야 하는 경우 이러한 파리를 다른 배양 바이알로 옮깁니다(1.2단계에 설명된 대로). 그렇지 않으면 파리를 75% 에탄올이 들어 있는 플라스크에 버려 버리십시오.<ol><li>바이알을 37°C 수조에서 1시간 동안 배아와 함께 인큐베이션하여 FLP 발현을 유도합니다. 그런 다음 25°C 인큐베이터에 넣고 배아가 계속 발달하도록 합니다. 참고: 돌연변이 클론의 성공적인 형성은 이미징을 통해 이후에 확인할 수 있습니다. RFP 신호가 없으면 돌연변이 클론이 표시됩니다.</li>
	</ol></li>
</ol>2. 아미노산 결핍은 자가포식을 유도합니다.
<ol><li>실험실 주걱을 사용하여 알을 낳은 후 75시간 후에 발달 중인 유충이 들어 있는 배지를 페트리 접시에 퍼냅니다. 접시에 1x PBS 3mL를 넣고 긴 집게를 사용하여 배양 배지와 유충을 부드럽게 분리합니다. 10-15 마리의 초기 제 3 유충을 선택하십시오. 참고: 초기 세 번째 instar 유충은 신중하게 선택해야 합니다. 유충의 발달 단계는 이 프로토콜의 성공에 매우 중요합니다. 제한된 알을 낳는 기간으로 인해 배양 바이알에 있는 대부분의 유충은 배양 75시간까지 초기 3번째 인스타 단계에 있을 것으로 예상됩니다. 그러나 다른 배양 배지 레시피는 유충의 발달 시기에 변화를 초래할 수 있습니다. 초기 제 3 instar 유충을 구별하는 기준은 몸 길이, 전방 및 후방 첨탑의 존재 여부, 입 장치23의 하악 고리입니다.</li>
	<li>9웰 유리 함몰 스폿 플레이트( 재료 표 참조)의 웰을 1x PBS로 채웁니다. 분리 된 세 번째 instar 유충을 긴 집게를 사용하여 우물에 넣고 유충을 철저히 씻어 모든 배지 잔류 물을 제거합니다.</li>
	<li>빈 바이알에 20% 자당(1x PBS) 용액 5mL를 넣고 긴 집게를 사용하여 이 용액에 깨끗한 세 번째 instar 유충을 넣습니다. 이 바이알을 25°C 인큐베이터에서 6시간 동안 배양한 후 해부를 위해 수확합니다. 참고: 20% 자당(1x PBS) 용액은 아미노산 결핍 기아 배지 역할을 합니다.</li>
</ol>3. 세 번째 instar 유충 해부 및 샘플 조직 처리
<ol><li>숫돌로 두 쌍의 #5 집게( 재료 표 참조)를 양쪽에 고르게 날카롭게 합니다.</li>
	<li>400μL의 1x PBS를 9웰 유리 함몰 스폿 플레이트의 각 웰에 넣고 긴 집게가 있는 웰로 유충을 옮깁니다. 한 마리의 유충을 등쪽(기관이 있는 쪽)이 위를 향하도록 우물에 넣습니다.<ol><li>유충 몸통 중앙에 두 개의 #5 집게로 유충의 큐티클을 잡고 큐티클을 부드럽게 찢습니다. 노출된 지방체는 다른 유충 내부 조직과 함께 여전히 유충의 사체에 부착됩니다. 내부 장기가 최대한 노출될 정도로 당깁니다. 모든 유충에 대해 이 단계를 반복합니다. 참고: 각 유충은 몸통을 따라 두 개의 큰 뚱뚱한 몸통을 가지고 있습니다. 뚱뚱한 신체 조직은 해부 현미경(24)으로 쉽게 구별될 수 있는 백색, 불투명 및 편평한 단층이다.</li>
	</ol></li>
	<li>유충 사체를 500μL의 4% 파라포름알데히드(PFA)가 들어 있는 1.5mL 미세원심분리기 튜브로 옮깁니다. 튜브를 흔들지 않고 25°C에서 30분 동안 배양합니다. 주의 : 4 % PFA는 독성이 있습니다. 보호를 위해 장갑과 마스크를 착용하십시오. 알림: 4x PBS 버퍼에 1% PFA를 준비하는 것이 좋습니다. PFA 분말은 1x PBS에 즉시 용해되지 않습니다. 따라서 혼합물은 65°C에서 하룻밤 동안 인큐베이터에서 배양하거나 25°C에서 45분 동안 간헐적으로 진탕해야 합니다.</li>
	<li>4% PFA로 사체를 30분 배양한 후 PFA 용액을 피펫으로 꺼내고 500μL의 1x PBS를 튜브에 넣고 1x PBS 용액을 버리기 전에 평평한 회전자에서 튜브를 10분 동안 부드럽게 흔듭니다(3회 반복).</li>
	<li>긴 집게를 사용하여 고정되고 세척된 유충 사체를 1x PBS로 채워진 9-함몰 스팟 플레이트의 우물로 옮깁니다. #5 집게를 사용하여 지방이 아닌 신체 조직을 모두 제거합니다.</li>
	<li>#5 집게를 사용하여 80% 글리세롤을 장착 매체로 사용하여 현미경 슬라이드에 지방 몸체 조각을 장착하고 그 위에 커버슬립을 놓습니다. 알림: 장착하기 전에 GFP 신호를 보호하기 위해 80% 글리세롤의 pH를 확인하십시오(pH 용지 사용, pH = 7이 최적임). 80% 글리세롤에 DAPI를 사용하여 매체( 재료 표 참조)를 장착하면 지방 세포의 핵을 이미징하는 데 도움이 됩니다. 이러한 슬라이드는 4°C의 암실에서 보관될 때 1주일 동안 안정하다.</li>
</ol>

<ol><li>Yorimitsu, T., Klionsky, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autophagy%3A+Molecular+machinery+for+self-eating%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Death+%26+Differentiation%22%5BJournal%5D)">Autophagy: Molecular machinery for self-eating.</a> Cell Death & Differentiation. 12 (2), 1542-1552 (2005).</li>
<li>Jin, S., White, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+autophagy+in+cancer%3A+Management+of+metabolic+stress%5BTitle%5D)+AND+%22Autophagy%22%5BJournal%5D)">Role of autophagy in cancer: Management of metabolic stress.</a> Autophagy. 3 (1), 28-31 (2007).</li>
<li>Mizushima, N., Levine, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autophagy+in+human+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Autophagy in human diseases.</a> New England Journal of Medicine. 383 (16), 1564-1576 (2020).</li>
<li>Mizushima, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autophagy+fights+disease+through+cellular+self-digestion%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Autophagy fights disease through cellular self-digestion.</a> Nature. 451 (7182), 1069-1075 (2008).</li>
<li>Yang, Z., Klionsky, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eaten+alive%3A+A+history+of+macroautophagy%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Cell+Biology%22%5BJournal%5D)">Eaten alive: A history of macroautophagy.</a> Nature Cell Biology. 12 (9), 814-822 (2010).</li>
<li>Lamb, C. A., Yoshimori, T., Tooze, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+autophagosome%3A+Origins+unknown%2C+biogenesis+complex%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Molecular+Cell+Biology%22%5BJournal%5D)">The autophagosome: Origins unknown, biogenesis complex.</a> Nature Reviews Molecular Cell Biology. 14 (12), 759-774 (2013).</li>
<li>Klionsky, D. J., Eskelinen, E. L., Deretic, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autophagosomes%2C+phagosomes%2C+autolysosomes%2C+phagolysosomes%2C+autophagolysosomes...Wait%2CI%27mconfused%5BTitle%5D)+AND+%22Autophagy%22%5BJournal%5D)">Autophagosomes, phagosomes, autolysosomes, phagolysosomes, autophagolysosomes...Wait,I'mconfused.</a> Autophagy. 10 (4), 549-551 (2014).</li>
<li>Zhang, S., Hama, Y., Mizushima, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+evolution+of+autophagy+proteins-Diversification+in+eukaryotes+and+potential+ancestors+in+prokaryotes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cell+Science%22%5BJournal%5D)">The evolution of autophagy proteins-Diversification in eukaryotes and potential ancestors in prokaryotes.</a> Journal of Cell Science. 134 (13), (2021).</li>
<li>Scott, R. C., Schuldiner, O., Neufeld, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+and+regulation+of+starvation-induced+autophagy+in+the+Drosophila+fat+body%5BTitle%5D)+AND+%22Developmental+Cell%22%5BJournal%5D)">Role and regulation of starvation-induced autophagy in the Drosophila fat body.</a> Developmental Cell. 7 (2), 167-178 (2004).</li>
<li>Liu, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondrial+protein+import+regulates+cytosolic+protein+homeostasis+and+neuronal+integrity%5BTitle%5D)+AND+%22Autophagy%22%5BJournal%5D)">Mitochondrial protein import regulates cytosolic protein homeostasis and neuronal integrity.</a> Autophagy. 14 (8), 1293-1309 (2018).</li>
<li>Ichimura, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+ubiquitin-like+system+mediates+protein+lipidation%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">A ubiquitin-like system mediates protein lipidation.</a> Nature. 408 (6811), 488-492 (2000).</li>
<li>Rusten, T. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Programmed+autophagy+in+the+Drosophila+fat+body+is+induced+by+ecdysone+through+regulation+of+the+PI3K+pathway%5BTitle%5D)+AND+%22Developmental+Cell%22%5BJournal%5D)">Programmed autophagy in the Drosophila fat body is induced by ecdysone through regulation of the PI3K pathway.</a> Developmental Cell. 7 (2), 179-192 (2004).</li>
<li>Nishida, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Discovery+of+Atg5%2FAtg7-independent+alternative+macroautophagy%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Discovery of Atg5/Atg7-independent alternative macroautophagy.</a> Nature. 461 (7264), 654-658 (2009).</li>
<li>Ravikumar, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+mammalian+autophagy+in+physiology+and+pathophysiology%5BTitle%5D)+AND+%22Physiological+Reviews%22%5BJournal%5D)">Regulation of mammalian autophagy in physiology and pathophysiology.</a> Physiological Reviews. 90 (4), 1383-1435 (2010).</li>
<li>Xie, Z., Nair, U., Klionsky, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atg8+controls+phagophore+expansion+during+autophagosome+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Biology+of+the+Cell%22%5BJournal%5D)">Atg8 controls phagophore expansion during autophagosome formation.</a> Molecular Biology of the Cell. 19 (8), 3290-3298 (2008).</li>
<li>Shintani, T., Klionsky, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cargo+proteins+facilitate+the+formation+of+transport+vesicles+in+the+cytoplasm+to+vacuole+targeting+pathway%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biological+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Cargo proteins facilitate the formation of transport vesicles in the cytoplasm to vacuole targeting pathway.</a> Journal of Biological Chemistry. 279 (29), 29889-29894 (2004).</li>
<li>Russell, R. C., Yuan, H. X., Guan, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autophagy+regulation+by+nutrient+signaling%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Research%22%5BJournal%5D)">Autophagy regulation by nutrient signaling.</a> Cell Research. 24 (1), 42-57 (2014).</li>
<li>Nagy, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+and+why+to+study+autophagy+in+Drosophila%3A+It%27s+more+than+just+a+garbage+chute%5BTitle%5D)+AND+%22Methods%22%5BJournal%5D)">How and why to study autophagy in Drosophila: It's more than just a garbage chute.</a> Methods. 75, 151-161 (2015).</li>
<li>Golic, K. G., Lindquist, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+FLP+recombinase+of+yeast+catalyzes+site-specific+recombination+in+the+Drosophila+genome%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">The FLP recombinase of yeast catalyzes site-specific recombination in the Drosophila genome.</a> Cell. 59 (3), 499-509 (1989).</li>
<li>Senecoff, J. F., Cox, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Directionality+in+FLP+protein-promoted+site-specific+recombination+is+mediated+by+DNA-DNA+pairing%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biological+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Directionality in FLP protein-promoted site-specific recombination is mediated by DNA-DNA pairing.</a> Journal of Biological Chemistry. 261 (16), 7380-7386 (1986).</li>
<li>Germani, F., Bergantinos, C., Johnston, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mosaic+analysis+in+Drosophila%5BTitle%5D)+AND+%22Genetics%22%5BJournal%5D)">Mosaic analysis in Drosophila.</a> Genetics. 208 (2), 473-490 (2018).</li>
<li>Zappia, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((E2F%2FDp+inactivation+in+fat+body+cells+triggers+systemic+metabolic+changes%5BTitle%5D)+AND+%22eLife%22%5BJournal%5D)">E2F/Dp inactivation in fat body cells triggers systemic metabolic changes.</a> eLife. 10, 67753(2021).</li>
<li>Demerec, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDemerec%2C+M+%22Biology+of+Drosophila%22">Biology of Drosophila</a>. , Hafner Pub. Co. New York, NJ. (1965).</li>
<li>Rizki, R. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drosophila+larval+fat+body+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Wilhelm+Roux%27s+Archives+of+Developmental+Biology%22%5BJournal%5D)">Drosophila larval fat body surfaces.</a> Wilhelm Roux's Archives of Developmental Biology. 192 (1), 1-7 (1983).</li>
<li>Szeto, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ALIS+are+stress-induced+protein+storage+compartments+for+substrates+of+the+proteasome+and+autophagy%5BTitle%5D)+AND+%22Autophagy%22%5BJournal%5D)">ALIS are stress-induced protein storage compartments for substrates of the proteasome and autophagy.</a> Autophagy. 2 (3), 189-199 (2006).</li>
<li>Renna, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+inducers+of+autophagy+that+enhance+the+clearance+of+mutant+proteins+in+neurodegenerative+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biological+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Chemical inducers of autophagy that enhance the clearance of mutant proteins in neurodegenerative diseases.</a> Journal of Biological Chemistry. 285 (15), 11061-11067 (2010).</li>
<li>Guo, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+large-scale+RNA+interference+screen+identifies+genes+that+regulate+autophagy+at+different+stages%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">A large-scale RNA interference screen identifies genes that regulate autophagy at different stages.</a> Scientific Reports. 8, 1-15 (2018).</li>
<li>Tian, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+antibody+for+analysis+of+autophagy+induction%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">An antibody for analysis of autophagy induction.</a> Nature Methods. 17 (2), 232-239 (2020).</li>
<li>Nezis, I. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+autophagy+in+Drosophila%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Cell+Biology%22%5BJournal%5D)">Selective autophagy in Drosophila.</a> International Journal of Cell Biology. 2012, 146767(2012).</li>
<li>Chu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescent+materials+for+monitoring+mitochondrial+biology%5BTitle%5D)+AND+%22Materials%22%5BJournal%5D)">Fluorescent materials for monitoring mitochondrial biology.</a> Materials. 14 (15), 4180(2021).</li>
</ol>

저자는 이해 상충을 선언하지 않습니다.

본 프로토콜은 (1) 유충 지방체에서 돌연변이 클론을 운반하는 파리를 생성하고, (2) 아미노산 기아를 통해 자가포식을 유도하고, (3) 유충 지방체를 해부하는 방법을 설명합니다. 애벌레 지방체에서 클론을 성공적으로 생성하려면 다음과 같은 중요한 단계를 부지런히 수행해야 합니다. (1) 유사분열 재조합은 조직이 유사분열을 겪고 있을 때만 발생하기 때문에 열충격의 정확한 타이밍이 중요하고, (2) 열충격 온도와 지속 시간이 모두 FLP 발현을 유도하는 데 중요합니다. 37시간 동안 열 충격을 가하는 표준 1°C 수조를 사용하는 것이 좋습니다. 열 충격 및 기아 동안 배아/유충 사망 가능성이 증가한다는 점을 고려할 때 이미징을 위한 충분한 조직 샘플 생성을 위해 다중 교차점을 설정해야 합니다.
또한 실제 배양 조건을 고려하여 일부 단계를 수정해야 할 수도 있습니다. 예를 들어, 실험실 간의 환경 및 초파리 배양 배지의 차이는 유충의 성장률에 영향을 미칠 수 있습니다....

자가포식(Autophagy)은 아미노산 결핍을 포함한 다양한 스트레스에 의해 유발되는 "자가 섭식" 과정이다1. 거대자가포식(Macroautophagy, 이하 자가포식)은 가장 잘 연구된 자가포식 유형으로, 세포 항상성을 유지하는 데 중요한 역할을 한다2. 자가포식의 오작동은 여러 인간 질병과 관련이 있습니다3. 또한, 일부 자가포식 관련 유전자는 다양한 질병을 치료하기 위한 잠재적 표적이다4. 
자가포식은 매우 정교한 방식으로 조절됩니다5. 굶주림이 발생하면, 격리막은 세포질 물질을 격리하여 이중막의 자가포식소체를 형성한다6. 그런 다음 자가포식소체는 엔도솜 및 리소좀과 융합하여 양서류 및 자가이소좀을 형성합니다. 리소좀 가수분해 효소의 도움으로 삼켜진 세포질 내용물이 분해되고 영양소가 재활용된다7. 
자가포식(Autophagy)은 진화적으로 보존된 과정이다8. Drosophila melanogaster는 생체 내에서 자가포식 과정을 연구하기 위한 훌륭한 모델입니다. 아미노산 결핍은 인간의 간과 지방 조직의 유사체인 파리 지방 신체 조직에서 자가포식을 쉽게 유도한다9. 자가포식의 결함은 Atg8, Atg9, Atg18, Syx17, Rab7, LAMP1 및 p62와 같은 여러 자가포식 관련 단백질의 뚜렷한 점자 패턴을 방해합니다10. 따라서 이러한 자가포식 마커의 패턴을 분석하면 자가포식 결함의 발생과 결함 있는 자가포식 단계를 식별하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 유비퀴틴 유사 단백질 Atg8은 가장 일반적으로 사용되는 자가포식 마커(11)이다. 초파리 멜라노가스터(Drosophila melanogaster)에서는 녹색 형광 단백질(GFP) 태그가 붙은 Atg8a를 가진 형질전환 균주가 성공적으로 개발되었다12. GFP-Atg8a는 공급된 세포의 세포질과 핵에서 확산됩니다. 굶주림시, GFP-Atg8a는 포스파티딜 에탄올 아민 (PE)에 의해 처리되고 변형되어 단열막과 완전히 발달 된 자가 포식 소체13,14를 표시하는 puncta를 형성합니다. 직접 형광 현미경을 통해, 자가포식 유도는 GFP-Atg8 점자 형성의 증가로 쉽게 관찰될 수 있다15. Atg8a 반점은 자가포식 개시 결함이 있는 경우 기아에 대한 반응으로 형성되지 않습니다. GFP-Atg8a는 자가분해체의 낮은 pH에 의해 소멸 및 소화될 수 있기 때문에, 자가포식이 후기 단계에서 차단되면 GFP-Atg8a 반점의 수가 증가할 수 있다16.
자가포식은 영양 가용성에 매우 민감하기 때문에17, 배양 조건의 약간의 차이는 종종 표현형의 변화로 이어진다. 그러므로, 동일한 조직에서 돌연변이 세포와 야생형 대조군 세포를 분석하는 방법인 클론 분석은 자가포식 결함을 해부하는 데 큰 이점이 있다18. 상동 염색체 사이의 플립파스/플립파제 인식 표적(FLP/FRT) 매개 부위 특이적 재조합을 이용하여, 모자이크 조직을 운반하는 파리는 쉽게 만들어진다19,20. 돌연변이 세포를 둘러싼 야생형 세포는 개인차를 피하기 위해 완벽한 내부 조절을 형성한다21.
본 연구는 아미노산 결핍에 의한 자가포식을 유도하고 GFP-Atg8a를 발현하는 모자이크 지방 신체 조직을 생성하는 방법을 설명합니다. 이러한 프로토콜은 돌연변이 클론 간의 자가포식 차이를 분석하는 데 사용할 수 있습니다.

<table><tbody><tr><td>1.5mL 마이크로 원심분리기 튜브</td><td>Axygen</td><td>MCT-150-C</td><td></td></tr><tr><td>#5 집게</td><td>Dumont</td><td>RS-5015</td><td></td></tr><tr><td>9 드레시온 스폿 플레이트</td><td>PYREX</td><td>7220-85</td><td></td></tr><tr><td>형광 현미경</td><td>Nikon</td><td>SMZ1500</td><td></td></tr><tr><td>글리세롤</td><td>Sangon Biotech</td><td>A100854-0100</td><td></td></tr><tr><td>KCl</td><td>Sangon Biotech</td><td>A610440-0500</td><td>1x PBS 용액</td></tr><tr><td>구성 KH2PO4</td><td>Sangon Biotech</td><td>A600445-0500</td><td>1x PBS 용액 구성</td></tr><tr><td>실험실 주걱</td><td>Fisher</td><td>14-375-10</td><td></td></tr><tr><td>긴 집게</td><td>R' DEER</td><td>RST-14</td><td></td></tr><tr><td>현미경 커버 유리</td><td>CITOTEST</td><td>80340-1130</td><td></td></tr><tr><td>현미경 슬라이드</td><td>CITOTEST</td><td>80302-2104</td><td></td></tr><tr><td>Na2HPO4</td><td>Sangon Biotech</td><td>A501727-0500</td><td>1x PBS 용액의 구성</td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Sangon Biotech</td><td>A610476-0005</td><td>1x PBS 용액</td></tr><tr><td>파라포름알데히드</td><td>시그마-알드리치</td><td>158127</td><td></td></tr><tr><td>페트리 접시</td><td>Corning</td><td>430166</td><td></td></tr><tr><td>표준 옥수수 가루 / 당밀 / 한천 플라이 푸드</td><td></td><td></td><td>통 실험실 제작</td></tr><tr><td>스테레오 현미경</td><td>Nikon</td><td>SMZ745</td><td></td></tr><tr><td>설탕</td><td>Sinopharm 화학 시약 유한</td> 회사<td></td><td></td></tr><tr>10021418 DAPI <td>Vectorlabratory</td><td>H-1200-10</td><td>을 사용한 Vectashield 페이드 방지 장착 매체</td><td>권장 장착 매체</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fly stocks</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>y'w* Iso FRT19A</td><td></td><td></td><td>Tong Lab's fly</td></tr> <tr><td>stocksy'w* Mu1FRT19A/ FM7,Kr GFP</td><td></td><td></td><td>Tong Lab의 플라이 스</td></tr>톡<tr><td>y'w* Mu2 FRT19A/ FM7,Kr GFP</td><td></td><td></td><td>Tong Lab의 플라이 스톡</td></tr><tr><td>hsFLP ubiRFP FRT19A; cgGal4 UAS-GFP-Atg8a</td><td></td><td></td><td>Tong Lab의 플라이 스톡</td></tr></tbody></table>

drosophila melanogaster 유충 지방체에서 기아로 인한 자가포식 분석

Analyzing Starvation-Induced Autophagy in the Drosophila melanogaster Larval Fat Body

자가포식은 세포 자가 소화 과정입니다. 그것은 기아를 포함한 다양한 스트레스에 대한 반응으로 분해를 위해 리소좀에 화물을 전달합니다. 자가포식의 오작동은 노화 및 여러 인간 질병과 관련이 있습니다. 자가포식 기계는 효모에서 인간에 이르기까지 고도로 보존되어 있습니다. 척추동물의 간 및 지방 조직의 유사체인 Drosophila melanogaster의 유충 지방체는 생체 내에서 자가포식을 모니터링하기 위한 고유한 모델을 제공합니다. 자가포식은 애벌레 지방체의 영양소 결핍에 의해 쉽게 유도될 수 있습니다. 대부분의 자가포식 관련 유전자는 초파리 에서 보존됩니다. 태그가 부착된 자가포식 마커를 발현하는 많은 형질전환 파리 균주가 개발되었으며, 이는 자가포식 과정의 여러 단계를 쉽게 모니터링할 수 있습니다. 클론 분석을 통해 동일한 조직에서 서로 다른 유전자형을 가진 세포의 자가포식 마커를 면밀히 비교할 수 있습니다. 현재 프로토콜은 (1) 유충 지방체에서 체세포 클론 생성, (2) 아미노산 기아를 통한 자가포식 유도, (3) 유충 지방체 해부, 자가포식소체 마커(GFP-Atg8a) 및 클론 분석을 사용하여 자가포식의 차이를 분석하는 모델을 만드는 것을 목표로 합니다.

섭식 조건 하에서, GFP- 태그가 부착 된 유비퀴틴 유사 단백질 인 GFP-Atg8a는 세포 내부로 확산된다. 굶주리면 녹색 반점을 형성하고 자가포식소체에 라벨을 붙입니다. 자가포식소체가 리소좀과 융합되면 GFP는 산성 자가소체에서 소멸되고 녹색 반점은 사라집니다. 자가포식이 유도되지 않거나 자가포식소체 성숙이 가속화되면 GFP 점자의 수가 적을 것으로 예상됩니다. 그러나 자가포식소체와 리소좀의 융합이 차단되거나 자가소좀의 pH가 염기성이 되면 GFP 반점의 수 및/또는 크기가 높을 것으로 예상됩니다.
여기에 제시된 프로토콜에서 FLP/FRT 시스템은 유사분열 재조합을 유도하고 야생형 및 돌연변이 세포 모두를 갖는 조직을 생성합니다. 야생형 세포는 RFP를 발현하지만 돌연변이 세포는 RFP 발현이 부족합니다. 모든 지방체 세포에서 RFP의 발현은 FLP/FRT 매개 유사분열 재조합이 성공적으로 유도되지 않았거나 돌연변이가 세포에 치명적임을 나타냅니다. 후자의 경우(즉, 돌연변이...

현재 프로토콜은 영양소 고갈을 통한 초파리 멜라노가스터 유충 지방체에서 자가포식 유도를 설명하고 형질전환 파리 균주를 사용하여 자가포식의 변화를 분석합니다.

Drosophila melanogaster 유충 지방체에서 기아로 인한 자가포식 분석

Autophagy is a cellular self-digestion process. It delivers cargo to the lysosomes for degradation in response to various stresses, including starvation. ...

이 프로토콜은 아미노산 고갈을 통해 초파리 멜라노가스터 유충 지방체에서 자가포식을 유도하는 방법과 돌연변이 클론 간의 자가포식 차이를 분석하는 방법을 설명합니다. 자가포식은 배양 조건에서 영양 가용성에 매우 민감하기 때문에 동일한 조직에서 돌연변이 세포와 야생형 세포를 분석하는 방법인 클론 분석은 자가포식 결함을 해부하는 데 이점이 있습니다. 짝짓기를 위해 섭씨 25도에서 표준 옥수수 가루 또는 당밀 또는 한천 초파리 배지가 담긴 배양 바이알에 수컷 3마리와 암컷 성체 파리 15마리를 넣는 것으로 시작합니다.유도 후 48시간이 지나면 파리가 기절할 때까지 짝짓기 바이알을 두드리고 바이알 바닥에 있는 배지에 떨어뜨립니다. 짝짓기 바이알의 플러그를 뽑고 플러그를 뽑은 거꾸로 된 배양 바이알에 신선한 배지를 꽂습니다. 그런 다음 바이알을 뒤집고 탭하여 파리를 신선한 배양 바이알로 옮깁니다.신선한 배양 바이알을 꽂고 오래된 바이알을 버립니다. 신선한 배지에 알을 낳기 위해 섭씨 25도 인큐베이터에 신선한 배양 바이알을 놓습니다. 알을 낳은 지 6 시간 후에 파리를 제거하고 75 % 에탄올이 들어있는 플라스크에 파리를 버려 버립니다.바이알을 섭씨 37도의 수조에서 1시간 동안 배양하여 플리파제 발현을 유도합니다. 그런 다음 섭씨 25도 인큐베이터에 넣고 배아가 계속 발달하도록 합니다. 실험실 주걱을 사용하여 알을 낳은 후 75시간 후에 발달 중인 유충이 들어 있는 배지를 페트리 접시에 퍼냅니다.접시에 1X PBS를 넣고 긴 집게를 사용하여 배양 배지와 유충을 부드럽게 분리합니다. 그런 다음 10-15 개의 초기 세 번째 instar 유충을 선택하십시오. 9웰 유리 함몰 스폿 플레이트의 웰을 1X PBS로 채우고 분리된 세 번째 인스타 유충을 긴 집게를 사용하여 웰에 넣습니다.모든 배지 잔류 물을 제거하기 위해 유충을 철저히 씻으십시오. 빈 바이알에 20 % 자당 용액 5 밀리리터를 넣고 긴 집게를 사용하여이 용액에 깨끗한 세 번째 instar 유충을 넣습니다. 이 바이알을 섭씨 25도 인큐베이터에서 6시간 동안 배양한 후 해부를 위해 수확합니다.9웰 유리 함몰 스폿 플레이트의 각 웰에 1X PBS를 추가하고 긴 집게를 사용하여 유충을 웰로 옮깁니다. 한 마리의 유충을 등쪽이 위를 향하도록 우물에 넣습니다. 유충 몸통 중앙에 5개의 집게로 유충의 큐티클을 잡고 큐티클을 부드럽게 찢습니다.노출된 지방체는 다른 유충 내부 조직과 함께 여전히 유충의 사체에 부착됩니다. 내부 장기가 최대한 노출될 정도로 당깁니다. 모든 유충에 대해 이 단계를 반복합니다.유충 사체를 500 마이크로 리터의 4 % PFA가 들어있는 1.5 밀리리터 마이크로 원심 분리기 튜브로 옮기고 튜브를 흔들지 않고 섭씨 25도에서 30 분 동안 배양합니다. 30분 후, PFA 용액을 피펫팅합니다. 500마이크로리터의 1X PBS를 튜브에 추가합니다.평평한 회전자에서 튜브를 10분 동안 부드럽게 흔든 다음 1X PBS 용액을 버립니다. 이것을 세 번 반복하십시오. 긴 집게를 사용하여 고정 및 세척된 유충 사체를 1X PBS로 채워진 9개의 함몰 지점 플레이트의 우물로 옮깁니다.5 개의 집게로 모든 비 지방 신체 조직을 제거하십시오. 마지막으로, 장착 매체로 80 % 글리세롤을 사용하여 현미경 슬라이드에 뚱뚱한 몸체 조각을 장착하고 그 위에 커버 슬립을 놓습니다. 돌연변이 1과 돌연변이 2는 X 염색체에 있는 두 개의 독립적인 치명적인 돌연변이이며 동종화된 황백색 FRT 19A 파리가 여기에서 대조군 역할을 합니다.대조군, 돌연변이 1 또는 돌연변이 2 모자이크 유충 지방체에서 GFP-Atg8a 패턴을 분석하고, 돌연변이 클론 또는 대조군 클론을 RFP에 의해 음성으로 표시하였다. 대조군 클론에서 GFP-Atg8a Puncta의 패턴은 주변 RFP 양성 세포의 패턴과 유사했습니다. 돌연변이체 1 돌연변이 클론에서, GFP-Atg8a Puncta가 크게 감소하였다.그리고 돌연변이 2개의 돌연변이 클론에서 GFP-Atg8a Puncta의 수와 크기가 증가했습니다. 애벌레 발달 단계는 여기서 중요합니다. 발달 시간과 기아 기간은 각 실험실의 배양 배지 레시피에 따라 수정해야 합니다.이 절차는 선택적 자가포식을 탐색하는 데 적용할 수 있습니다. 예를 들어, 미토파지는 형광 단백질을 미토콘드리아 표적화 서열에 부착시킴으로써 파리 지방체에서 모니터링될 수 있다.

analyzing-starvation-induced-autophagy-drosophila-melanogaster-larval

Research

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

단일 Drosophila Ommatidium의 해부 및 이미징

우리는 공부에 대한 강력한 생화학 및 미세 방법을...

에서 지방 질량의 생화학 및 높은 처리량 미세 평가<em&gt; Caenorhabditis Elegans</em

초파리 유충의 먹이 회로는 공급 속도의 변화가 stomatogastric 신경 회로의 변화와 상관 관계가 될 수있는 간단하면서도 강력한 모델을 제공합니다. 이 회로는 입 후크 돌기뿐만 아니라 foregut 보내 중앙 세로토닌 성 신경 세포로 구성된다.

의 애벌레 먹이 회로의 기능적 분석 초파리</i

여기에서 우리는 세 번째 령 (L3) 초파리의 애벌레 단계에서 유기체 지방 수준을 측정하는 방법을 제시한다. 이 방법은 변경된 지방 저장과 애벌레를 구분하는 지방 조직의 비교적 낮은 밀도를 이용한다. 부력 기반의 분석은 신속하게 재현, 경제적 선별을위한 유용한 도구입니다.

지방 수준을 결정하는 부력 기반 방법<em&gt; 초파리</em

이것은 높은 지방 다이어트를 먹이 초파리, 이해 기본적인 분자 메커니즘 lipotoxicity에 연루에 대 한 모델에서에서 비만 유발 하는 프로토콜 이다. 초파리 와 다양 한 식이, 환경, 유전적 또는 생리 적인 조건 하에서 (곤충) 잠재적으로 다른 모델에 지방 축적을 측정 하기 위한 높은 처리량 triacylglyceride 분석 결과를 제공 합니다.

높은 지방 다이어트 먹이 초파리 Melanogaster 의 높은 처리량 Triacylglyceride 분석 결과

선물이 산소 소비와 초파리 melanogaster 애벌레와 성인 두뇌에 있는 세포 외 산성화를 측정 하기 위한 프로토콜. 신진 대사 분석기는 적응 하 고 최적화 된 프로토콜 활용 됩니다. 마이크로 조직 억제는이 프로토콜의 중요 한 구성 요소 설계 하 고이 분석에 그들의 사용을 위해 특히 창조 되었다.

초파리 melanogaster Larval 및 성인 두뇌의 변화 분석

단백질 집계 및 autophagic 플럭스의 초파리 모델의 중앙 신 경계에서의 형광 이미징-기반 세포 생물학 연구에서 양적 데이터를 추출 하는 간단 하 고 융통성 있는 워크플로 개발 했습니다. neurodegeneration입니다.

ImageJ를 사용 하 여 붙일 태그가 단백질의 편견된 분석 통해 초파리 에서 Neurodegeneration의 양적 세포 생물학

이 프로토콜에서는 성인 초파리 melanogaster 식 인식 및 미생물 감염의 계량에서 vivo에서 먹어서 분석 결과를 설명 합니다.

과일 파리, 초파리 melanogaster에 비보 먹어서 분석 결과 사용 하 여의 세포 면역 반응 평가

여기에 설명된 프로토콜은 다른 다량 영양소 품질의 식단에 노출된 Drosophila 멜라노가스터 애벌레에 의해 정의된 시간 간격 내에 섭취되는 음식의 양을 정량화할 수 있도록 하는 프로토콜이다. 이 소는 신경 열유전학 스크린의 맥락에서 행해질 것입니다.

드로소필라 애벌레를 사용하여 열유전학 신경 화면에서 다량 영양소 섭취의 정량화

자극라만 산란 (SRS) 현미경 검사법은 특정 화학 적 moieties의 선택적, 라벨없는 이미징을 허용하고 효과적으로 생체 내에서 지질 분자를 이미지하기 위해 사용되었습니다. 여기에서, 우리는 SRS 현미경 검사법의 원리에 대한 간략한 소개를 제공하고 Caenorhabditis elegans에있는 지질 저장에 그것의 사용을 위한 방법을 기술합니다.

자극라만 산란 현미경 검사를 사용하여 Caenorhabditis elegans의 지질 저장 역학의 라벨 프리 이미징

이 프로토콜은 Drosophila melanogaster를 사용하여 설탕 유도 검색 행동을 기록하기 위한 행동 분석을 설명합니다. 이 분석은 먹이 및 먹이 찾기 관련 행동뿐만 아니라 기본 신경 메커니즘을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.

초파리에서 설탕 유도 국소 검색 행동 추적

학습하세요 Drosophila melanogaster 유충 지방체에서 기아로 유도된 자가포식을 GFP-Atg8a 형광 마커와 현미경 기법을 사용하여 분석하는 방법을. 돌연변이 클론 간 자가포식 수준 차이를 비교하여 영양 가용성이 세포 항상성에 미치는 영향을 이해할 수 있습니다.

Drosophila melanogaster 유충 지방체에서 기아로 인한 자가포식 분석

더 많은 동영상 탐색