$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Przez ponad sto lat muszka owocowa, Drosophila melanogaster, była głównym systemem do badania rozwoju, zachowania i fizjologii. Rozwój muchy można podzielić na dwa szerokie etapy: embrionalny i postembrionalny, przy czym większość tych ostatnich odbywa się w obrębie nabłonka jednowarstwowego zwanego dyskami imaginalnymi 1-3. Rysunki wyimaginowanych dysków zostały po raz pierwszy opublikowane w 1864 roku przez Augusta Weismanna jako część jego obszernej monografii na temat rozwoju owadów 1. Dyski te rozpoczynają swój rozwój podczas embriogenezy, są wzorowane w stadiach larwalnych, przeżywają masywną histolizę wczesnych stadiów poczwarki i ostatecznie dają początek wysokiemu procentowi dorosłych struktur, które znajdują się w dorosłej muszce 1-14. Podczas rozwoju larwalnego każdy krążek podejmuje kilka krytycznych decyzji dotyczących losu, kształtu i rozmiaru. W obrębie pierwszego i drugiego stadium larwalnego dyski mają za zadanie przyjąć pierwotny los, ustalić granice przedziałów, przyjąć prawidłowy kształt i wygenerować wymaganą liczbę komórek 15-16. W trzecim stadium larwalnym i wczesnym stadium przedpoczwarkowym dyski wyobrażeniowe nadal się dzielą i są wzorowane, gdy komórki przyjmują swój końcowy los 16.
Podczas wczesnej historii biologii rozwojowej Drosophila, wyimaginowane dyski były badane prawie wyłącznie w kontekście normalnego rozwoju i w ograniczonych przypadkach, w których mutacja tracąca lub zyskująca funkcję była możliwa do zrealizowania. Zastosowanie promieni rentgenowskich do wywołania rekombinacji mitotycznej pozwoliło na analizę śmiertelnych mutacji w klonach komórkowych w tkankach larwalnych i dorosłych. Metoda ta została ulepszona poprzez wprowadzenie metod transgenicznych do analizy mutacji utraty i wzmocnienia funkcji zarówno w tkankach larwalnych, jak i dorosłych. Stale rośnie również liczba przeciwciał, reporterów transkrypcyjnych i pułapek białkowych do opisu krajobrazu molekularnego tkanek typu dzikiego i zmutowanego. Wykorzystanie tych markerów molekularnych do analizy klonów zmutowanych komórek utraconych i zyskających funkcję sprawiło, że coraz bardziej możliwe stało się zrozumienie w czasie rzeczywistym, w jaki sposób zmutowane komórki odbiegają od swoich dzikich kuzynów podczas rozwoju. Aby właściwie wykorzystać te narzędzia i odczynniki, kluczowe znaczenie ma posiadanie wysokiej jakości preparatów wyimaginowanych dysków, które można oglądać, fotografować i analizować. Celem tego manuskryptu jest zapewnienie zoptymalizowanego protokołu izolacji i przygotowania kompleksu krążka oczkowo-czułkowego (ryc. 1A). Może być również z powodzeniem stosowany do izolowania szerokiej gamy dodatkowych dysków, w tym tych, które dają początek skrzydłom, przezmiankom, nogom T1-T3 i genitaliom (ryc. 1B-E). Procedura ta, z niewielkimi modyfikacjami, była stosowana do izolowania wyimaginowanych krążków od Drosophila przez prawie osiemdziesiąt lat.
Jak opisano powyżej, ponieważ większość genów ulega ekspresji podczas wielu etapów rozwoju i w wielu tkankach, często niemożliwe jest zbadanie efektów, jakie mutanty zerowe wywierają na całe oko, ponieważ zwierzę umiera na długo przed trzecim stadium larwalnym stadium rozwojowym. Cztery metody sprawiły, że badanie bardziej rozwiniętych tkanek, takich jak siatkówka, jest znacznie łatwiejsze w użyciu. Pierwszą z nich jest metoda Flippase (FLP)/Flippase Recombination Target (FRT) polegająca na generowaniu zmutowanych klonów komórek w tkance typu dzikiego 17-19. W tym przypadku zmutowana tkanka jest identyfikowana przez brak markera wizualnego, takiego jak białko zielonej fluorescencji (GFP) i może być porównana z otaczającą tkanką typu dzikiego, w której występuje GFP (ryc. 2D). Druga to metoda "flp-out", w której transgen ulega ekspresji w populacji komórek 20. W tym przypadku klony komórek są identyfikowane na podstawie obecności GFP i porównywane z otaczającą tkanką typu dzikiego, która nie ma reportera GFP (Figura 2E). Trzecia to analiza mozaiki z techniką represyjnego markera komórkowego (MARCM), która łączy w sobie elementy zmutowanego klonu FLP/FRT i systemów ekspresji flp-out 21. Dzięki tej metodzie transgen może ulegać ekspresji w populacji komórek, które są jednocześnie zmutowane dla pojedynczego locus genetycznego. Podobnie jak klony typu flp-out, klony MARCM są identyfikowane na podstawie obecności GFP i porównywane z otaczającą tkanką typu dzikiego, która nie ma markera GFP (Figura 2F). I wreszcie, geny i konstrukty RNAi mogą ulegać ekspresji w wyimaginowanych tkankach pod kontrolą określonych konstruktów promotora-GAL4. Te cztery metody zwiększyły zainteresowanie badaniem wyimaginowanych dysków, ponieważ zmutowane lub nadmiernie ekspresyjne klony lub wzorce mogą być bezpośrednio porównane z sąsiednimi tkankami typu dzikiego. Metoda opisana w tej procedurze została opracowana tak, aby naukowcy badający rozwój poembrionalny dorosłych tkanek u Drosophila, szczególnie tych pochodzących z tarczy oczno-czułkowej, byli w stanie uzyskać wysokiej jakości tkankę do analizy. Chociaż poszczególni badacze dokonali niewielkich modyfikacji, rdzeń tej procedury (którą opisujemy tutaj) pozostał w dużej mierze niezmieniony. Ponieważ uzyskanie wysokiej jakości tkanki ma kluczowe znaczenie dla badania dysków wyobrażeniowych, mamy nadzieję, że ten pisemny protokół i towarzyszący mu film posłużą jako cenny zasób dydaktyczny.