We presenteren protocollen voor het verzamelen, voorbereiden en beeldvorming van volwassen Drosophila eicellen. Deze methoden maken de visualisatie van chromosoomgedrag en spindelassemblage en -functie tijdens meiose mogelijk.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
We presenteren protocollen voor het verzamelen, voorbereiden en beeldvorming van volwassen Drosophila eicellen. Deze methoden maken de visualisatie van chromosoomgedrag en spindelassemblage en -functie tijdens meiose mogelijk.
Chromosoombaan in menselijke eicellen is foutgevoelig, wat resulteert in aneuploïdie, wat de belangrijkste genetische oorzaak is van miskraam en aangeboren afwijkingen. De studie van chromosoombaan in eicellen van modelorganismen belooft veel om de moleculaire basis van de gevoeligheid van menselijke eicellen voor aneuploïdie te onthullen. Drosophila melanogaster is geschikt voor genetische manipulatie, met meer dan 100 jaar onderzoek, gemeenschap en ontwikkeling van technieken. Het visualiseren van chromosoombaan en spindelvorming in Drosophila eicellen heeft echter specifieke uitdagingen, voornamelijk vanwege de aanwezigheid van membranen rond de eicel die ondoordringbaar zijn voor antilichamen. We beschrijven hier protocollen voor het verzamelen, voorbereiden en afbeelden van meiose I spindelvorming en chromosoombaan in Drosophila eicellen, die de moleculaire dissectie van chromosooombaan in dit belangrijke modelorganisme mogelijk maken.
De studie van meiose wordt soms beschreven als de "genetica van genetica". Dit komt omdat de fundamentele eigenschappen van chromosoombeslag en onafhankelijke sorteerder worden uitgevoerd door de segregatie van chromosomen tijdens gameetproductie. Een belangrijke demonstratie van de chromosoombeslagtheorie kwam in 1916 uit het werk van Calvin Bridges in Drosophila melanogaster1. Dit en andere klassieke geneticastudies in Drosophila hebben sterk bijgedragen aan ons begrip van genetica. Cytologische onderzoek van meiotische chromosomen in Drosophila eicellen, is echter een uitdaging. Dit komt voornamelijk doordat immunofluorescentie van late-stadium Drosophila eicellen, wanneer de spindle samenstelt en chromosomen worden georiënteerd voor segregatie, wordt belemmerd door de aanwezigheid van membranen die de eicel ondoordringbaar maken voor antilichamen.
Ondanks deze uitdaging, blijven Drosophila eicellen een aantrekkelijk model voor het onderzoek naar chromosoombeweging en spindle-samenstelling. Dit komt door de krachtige genetische tools die beschikbaar zijn in Drosophila, maar ook omdat de eicellen in de metafase I aanhouden, wanneer de chromosomen georiënteerd zijn en de spindle volledig gevormd is. Dit vergemakkelijkt de verzameling en onderzoek van grote aantallen eicellen in dit belangrijke stadium van celdeling. Bovendien kan een eenvoudig modelorganisme dat vatbaar is voor genetische manipulatie voor het onderzoek naar chromosoombeslag in eicellen een belangrijke bijdrage leveren aan ons begrip van de menselijke reproductieve gezondheid. Fouten in chromosoombeslag zijn de belangrijkste genetische oorzaak van miskramen en geboorteafwijkingen bij mensen2. Een meerderheid van deze fouten kunnen worden herleid tot de eicel en correleren met een toenemende leeftijd van de moeder. De gemiddelde leeftijd van moeders in de VS is aan het stijgen, waardoor dit een belangrijke publieke gezondheidszorgkwestie is.
We beschrijven hier methoden voor het cytologische onderzoek van Drosophila eicellen, inclusief een demonstratie van hoe de eicelmembranen kunnen worden verwijderd. Deze methoden zijn aanpassingen van protocollen die voor het eerst werden beschreven door Theurkauf en Hawley3, Zou et al.4, en Dernburg et al.5. We nemen ook methoden op voor het verrijken van verschillende stadia van eicellen, gebaseerd op een protocol dat voor het eerst werd beschreven door Gilliland et al.6. Ten slotte voegen we instructies toe voor de medicamenteuze behandeling van Drosophila eicellen. Samen maken deze methoden het cytologische onderzoek van chromosoombeslag en spindle-samenstelling in Drosophila mogelijk.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Noot: Procedures worden uitgevoerd bij kamertemperatuur tenzij anders vermeld. Temperatuur gecontroleerde incubators worden gebruikt om de temperaturen voor vlieg opfok te behouden en kruisen, tenzij anders vermeld.
1. Voorbereidingen
2. Het verzamelen van een laat stadium Drosophila Eicellen
3. Drug Behandelingen (optioneel)
4. fixatie
5. Het verwijderen van Membranen ( "Rolling")
6. Antilichaam kleuring van Drosophila Eicellen
7. FISH (verder vanaf stap 5 hierboven)
8. Antilichaam kleuring na FISH
| Herhaal Naam | chromosome | Oligo Sequence * |
| 359 | X | GGGATCGTTAGCACTGGTAATTAGCTGC |
| AACAC | 2 | AACACAACACAACACAACACAACACAACACAACACAACAC |
| dodeca | 3 | CCCGTACTGGTCCCGTACTCGGTCCCGTACTCGGT |
| 1.686 | 2 + 3 | AATAACATAGAATAACATAGAATAACATAG |
| AATAT | 4 (+ Y) | AATATAATATAATATAATATAATATAATAT |
| * 359 sequentie van Eric Joyce, persoonlijke mededeling, andere sequenties van Sullivan et al. 8 | ||
Tabel 1: FISH probes voor Drosophila centromere herhalingen.
| drug | solvent | voorraadconcentratie | eindconcentratie | De tijd van de behandeling | Effect |
| colchicine | ethanol | 125 mM | 150 uM | 10 min of 30 min | destabiliseren non-kinetochoor (10 min) 9 of alle (30 min) microtubules |
| paclitaxel | DMSO | 10 mM | 10 uM | 10 minuten | stabiliseren microtubules |
| Binucleine 2 | DMSO | 25 mM | 25 uM | 20 min | remmen Aurora B kinase 10 |
Tabel 2: Drug behandeling.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De methoden die we hier beschreven leidt tot de verzameling van laat-stadium Drosophila oöcyten die drie stadia van de meiose (figuur 1). Eicellen in profase onderscheiden zich door de aanwezigheid van de nucleaire envelop, die zichtbaar is door het gebrek aan tubuline signaal in het gebied rond de karyosome (Figuur 1A). Prometafase is de periode na de nucleaire envelop afbraak gedurende welke de spil assembleert. Tijdens prometafase, de karyoso...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Staging Drosophila Eicellen
Hoewel een langwerpig karyosome vaak wordt gezien in prometaphase oöcyten, met behulp van karyosome vorm prometafase onderscheiden van metafase eicellen kan problematisch zijn. Tijdens prometafase, de karyosome begint als een ronde vorm, verlengt, en dan trekt om een ronde vorm als de eicel bereikt de metafase arrestatie. Dit betekent dat veel prometaphase oöcyten niet een langwerpige karyosome hebben. Bovendien, als mutant of met genee...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben niets te onthullen.
Wij danken Christian Lehner voor het verstrekken van het CENP-C-antilichaam en Eric Joyce voor aanbevelingen over FISH. Het werk in het McKim-lab werd gefinancierd door een subsidie van NIH (GM101955).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 15 ml conische buizen | Verschillende | ||
| 16% formaldehyde | Ted Pella, Inc. | 18505 | GEVAARLIJK; na opening, weggooien na één maand |
| 250 ml bekers | Verschillende | ||
| 5 ml buizen | Verschillende | ||
| actieve droge gist | Verschillende | mengen met water om een pasta met de consistentie van pindakaas te maken | |
| anti-& ;alpha;-tubuline antilichaam geconjugeerd aan FITC | Sigma | F2168 | clone DM1A |
| Binucleine 2 | Sigma | B1186 | GEVAARLIJK |
| blender | Verschillende | ||
| bovijn serum albumine | Sigma | A4161 | |
| calciumchloride | Verschillende | ||
| colchicine | Sigma | C-9754 | GEVAARLIJK |
| dekglazen | VWR | 48366-227 | No. 1 1/2 |
| dextransulfaat | Verschillende | ||
| DMSO | Verschillende | ||
| EGTA | Verschillende | ||
| ethanol | Verschillende | ||
| tang | Ted Pella, Inc. | 5622 | Dumont pincetten hoge precisie stijl 5 |
| formamide | Sigma | 47670-250ML-F | |
| glasplaten | VWR | 48312-003 | |
| glucose | Verschillende | ||
| gegradueerde 1,5 ml buizen | Verschillende | ||
| HEPES | VWR | EM-5330 | beschikbaar bij verschillende verkopers |
| Hoechst 33342 | Verschillende | ||
| magnesiumchloride | Verschillende | ||
| methanol | Verschillende | ||
| groot gaas (~1.500 µm) | VWR | AA43657-NK | variëteit van formaten en andere leveranciers, 12 of 14 gaas |
| klein gaas (~300 µm) | Spectrum labs | 146 424 | variëteit van formaten, bijv. 146 422 of 146 486 |
| nutator | Verschillende | ||
| Pasteur pipetten | Verschillende | ||
| kaliumacetaat | Verschillende | ||
| Cacodylic zuur | Sigma | C0125 | GEVAARLIJK; alternatief kan natriumcacodylat worden gebruikt |
| kaliumhydroxide | Verschillende | ||
| natriumacetaat | Verschillende | ||
| natriumchloride | Verschillende | ||
| natriumcitraat | Verschillende | ||
| natriumhydroxide | Verschillende | ||
| sucrose | Verschillende | ||
| taxol (paclitaxel) | Sigma | T1912 | GEVAARLIJK |
| Triton X-100 | Fisher | PI-28314 | |
| Tween 20 | Fisher | PI-28320 | |
| vortex | Verschillende |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.