Drosophila melanogaster is een krachtig genetisch modelorganisme dat al tientallen jaren wordt gebruikt om moleculaire signaalroutes en cellulair gedrag op te helderen. Veel van de evolutionair geconserveerde signaalroutes die essentieel zijn voor de ontwikkeling van meercellige cellen werden voor het eerst geïdentificeerd en hun werkingsmechanisme werd gedefinieerd in Drosophila. Ongeveer 65-75% van alle met menselijke ziekten geassocieerde genen hebben orthologen in Drosophila 1,2. Het volwassen Drosophila-oog is een belangrijk model dat onbevooroordeelde genetische screenings mogelijk heeft gemaakt die de ontdekking van belangrijke geconserveerde genen die betrokken zijn bij menselijke ziekten, waaronder kanker 3,4, neurodegeneratie5 en stofwisselingsstoornissen6, mogelijk hebben gemaakt.
Het Drosophila-oog bestaat uit ~800 eenheidsogen, ommatidia genaamd, die precies in een zeshoekig patroon over het oppervlak van het volwassen oog zijn gerangschikt7. Elk ommatidium is samengesteld uit acht fotoreceptorneuronen die een aparte locatie innemen binnen een asymmetrisch trapezium. Deze worden ondersteund door vier niet-neurale kegelcellen en twee primaire pigmentcellen die lens en pseudo-kegel afscheiden om licht te concentreren op de lichtgevoelige rhabdomeres van de fotoreceptorneuronen. Naburige ommatidia worden gescheiden door een enkele rij interommatidiale roostercellen, bestaande uit secundaire pigmentcellen, tertiaire pigmentcellen en mechanosensorische borstelcomplexen 8,9,10.
Verstoringen in de ontwikkeling van het oog zijn zichtbaar in volwassen ogen als een grotere of kleinere ooggrootte, abnormale overvloed of structuur van lenzen of borstelharen, of als een "ruw oog" waarbij het normaal invariante zeshoekige patroon zodanig is verstoord dat een rij ommatidia niet langer over het oogoppervlak kan worden gevolgd. Deze fenotypes kunnen met behulp van ontleedmicroscopen op grof weefselniveau worden gescoord. Gedetailleerde analyse van fenotypes omvat traditioneel scanning-elektronenmicroscopie, gevolgd door kwantitatieve beeldanalyse11. Scanning-elektronenmicroscopie vereist echter dure instrumenten, dure reagentia, monstervoorbereiding die dagen in beslag neemt en vaak fulltime personeel om te onderhouden.

Figuur 1: Workflow voor het in beeld brengen van volwassen Drosophila-structuren . (A) Verzamel en fixeer volwassen Drosophila in 70% ethanol. (B) Bereid monsters voor op beeldvorming door ze op punten te monteren en op pinnen te bevestigen. (C) Verkrijg afbeeldingen met een hoge resolutie door middel van focus stacking en integratie. (D) Kwantificeer afbeeldingen met behulp van FIJI. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Dit artikel presenteert een workflow die relatief goedkoop is, een korte voorbereidingstijd voor monsters heeft, gemakkelijk kan worden opgesteld op een laboratoriumbank van 3 voet, geen gevaarlijke materialen vereist en een langdurige aanvulling kan zijn op Drosophila-onderzoekslaboratoria (Figuur 1). Puntmontage is een entomologische techniek die wordt gebruikt om kleine, zachte insecten, zoals Drosophila12, aan de lucht te drogen en te conserveren. Deze methode is gebaseerd op het combineren van microscoopobjectieven met DSLR-camera's met hoge resolutie voor effectieve vergrotingen van 10x tot 1.000x. De beperkte scherptediepte die inherent is aan macrofotografie wordt overwonnen door focus stacking: het aan elkaar naaien van een reeks afbeeldingen waarbij het brandpuntsvlak door het betreffende exemplaar beweegt13. Deze methode levert beelden met een hoge resolutie op die geschikt zijn voor de kwantificering van fenotypes en kan gemakkelijk worden aangepast voor andere interessante structuren, zoals de vleugel, het been, de borstkas en het achterlijf. De workflow voor beeldanalyse maakt gebruik van het gratis beeldanalyseprogramma FIJI (NIH ImageJ). Deze methodologie maakt monstervoorbereiding, beeldvorming met hoge resolutie en analyse toegankelijk voor niet-gegradueerde studenten en wetenschappers bij instellingen met weinig middelen.