Przedstawiamy protokoły pobierania, przygotowania i obrazowania dojrzałych oocytów Drosophila. Metody te pozwalają na wizualizację zachowania chromosomów oraz składania i funkcji wrzeciona podczas mejozy.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Przedstawiamy protokoły pobierania, przygotowania i obrazowania dojrzałych oocytów Drosophila. Metody te pozwalają na wizualizację zachowania chromosomów oraz składania i funkcji wrzeciona podczas mejozy.
Segregacja chromosomów w ludzkich oocytach jest podatna na błędy, co prowadzi do aneuploidii, która jest główną genetyczną przyczyną poronień i wad wrodzonych. Badania nad zachowaniem chromosomów w oocytach z organizmów modelowych są bardzo obiecujące, jeśli chodzi o odkrycie molekularnych podstaw podatności ludzkich oocytów na aneuploidię. Drosophila melanogaster jest podatna na manipulacje genetyczne, dzięki ponad 100-letnim badaniom, społeczności i rozwojowi technik. Wizualizacja zachowania chromosomów i składania wrzecion w oocytach Drosophila wiąże się jednak ze szczególnymi wyzwaniami, przede wszystkim ze względu na obecność błon otaczających oocyt, które są nieprzepuszczalne dla przeciwciał. Opisujemy tutaj protokoły pobierania, przygotowania i obrazowania składania wrzeciona mejozy I i zachowania chromosomów w oocytach Drosophila, które umożliwiają molekularną analizę segregacji chromosomów w tym ważnym organizmie modelowym.
Badanie mejozy jest czasami opisywane jako "genetyka genetyki". Dzieje się tak, ponieważ podstawowe właściwości dziedziczenia chromosomów i niezależnego asortymentu odbywają się poprzez segregację chromosomów podczas produkcji gamet. Ważna demonstracja chromosomowej teorii dziedziczenia pojawiła się w 1916 roku w pracy Calvina Bridgesa nad Drosophila melanogaster1. To i inne klasyczne badania genetyczne nad Drosophila w znacznym stopniu przyczyniły się do naszego zrozumienia genetyki. Badanie cytologiczne chromosomów mejotycznych w oocytach Drosophila było jednak wyzwaniem. Dzieje się tak przede wszystkim dlatego, że immunofluorescencja oocytów Drosophila w późnym stadium, kiedy wrzeciono się składa, a chromosomy są zorientowane na segregację, jest utrudniona przez obecność błon, które sprawiają, że oocyt jest nieprzepuszczalny dla przeciwciał.
Pomimo tego wyzwania, oocyty Drosophila pozostają atrakcyjnym modelem do badania zachowania chromosomów i składania wrzecion. Dzieje się tak ze względu na potężne narzędzia genetyczne dostępne u Drosophila, ale także dlatego, że oocyty zatrzymują się w metafazie I, kiedy chromosomy są zorientowane, a wrzeciono jest w pełni uformowane. Ułatwia to pobieranie i badanie dużej liczby oocytów na tym ważnym etapie podziału komórek. Ponadto prosty organizm modelowy, który jest podatny na manipulacje genetyczne w celu badania segregacji chromosomów oocytów, może stanowić ważny wkład w nasze zrozumienie zdrowia reprodukcyjnego człowieka. Błędy w liczbie chromosomów są główną genetyczną przyczyną poronień i wad wrodzonych u ludzi2. Większość tych błędów można przypisać do oocytu i są one skorelowane z wiekiem matki. Średni wiek matek w USA rośnie, co sprawia, że jest to poważny problem zdrowia publicznego.
Opisujemy tutaj metody badania cytologicznego oocytów Drosophila, w tym demonstrację, jak usunąć błony oocytów. Metody te są modyfikacjami protokołów opisanych po raz pierwszy przez Theurkaufa i Hawleya3, Zou i wsp.4 oraz Dernburg i wsp.5. Uwzględniamy również metody wzbogacania różnych etapów oocytów, oparte na protokole po raz pierwszy opisanym przez Gillilanda i wsp.Lokal mieszkalny Na koniec dodajemy instrukcje dotyczące leczenia farmakologicznego oocytów Drosophila. Łącznie metody te umożliwiają badanie cytologiczne segregacji chromosomów oocytów i składania wrzecion u Drosophila.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Uwaga: Zabiegi wykonuje się w temperaturze pokojowej, chyba że zaznaczono inaczej. Inkubatory z kontrolowaną temperaturą służą do utrzymywania temperatury podczas chowu much i krzyżówek, chyba że zaznaczono inaczej.
1. Przygotowania
2. Zbiór oocytów Drosophila w późnym stadium
3. Leczenie farmakologiczne (opcjonalnie)
4. Fiksacja
5. Usuwanie membran ("Rolling")
6. Barwienie przeciwciał oocytów Drosophila
7. FISH (Kontynuuj od kroku 5 powyżej)
8. Barwienie przeciwciał po FISH
| Powtórz nazwę | Chromosom | Sekwencja oligologyczna* |
| Okręg wyborczy 359 | Z | GGGATCGTTAGCACTGGTAATTAGCTGC powiedział: |
| AACAC (Organizacja Zarządzania Kryzysowego | cyfra arabska | AACACAACACAACAACAACAACAACAACAACAACAACAC |
| Dodeca powiedział: | 3 | CCCGTACTGGTCCCGTACTCGGTCCCGTCGGT |
| 1,686 | 2+3 | AATAACATAGAATAACATAGAATAACATAG |
| AATAT (Sieć Ratratów) | 4(+Y) | AATATAATAATATAATATAATATATAATAT |
| *359 sekwencja od Erica Joyce'a, komunikacja osobista, inne sekwencje od Sullivana i wsp.8 | ||
Tabela 1: Sondy FISH dla powtórzeń centromerowych Drosophila.
| lek | rozpuszczalnik | Koncentracja zapasów | Końcowe stężenie | Czas zabiegu | efekt |
| kolchicyna | etanol | 125 mM | 150 μM | 10 min lub 30 min | destabilizować mikrotubule niekinetochorowe (10 min)9 lub wszystkie (30 min) mikrotubule |
| Paklitaksel | Dmso | 10 mM | 10 μM | Czas trwania: 10 min | stabilizują mikrotubule |
| Binukleina 2 | Dmso | 25 mM | 25 μM | Czas trwania: 20 min | hamują kinazę Aurora B10 |
Tabela 2: Leczenie farmakologiczne.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Opisane tutaj metody pozwolą na wyizolowanie późnych oocytów Drosophila reprezentujących trzy stadia mejozy (Rysunek 1). Oocyty w profazie wyróżniają się obecnością otoczki jądrowej, co objawia się brakiem sygnału tubuliny w obszarze otaczającym kariosom (Rysunek 1A). Prometafaza to okres po rozpadzie otoczki jądrowej, podczas którego formuje się wrzeciono podziałowe. W prometafazie kariosom przyjmuje charakterystyczny kształt, stając się wydłużo...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Klasyfikacja oocytów Drosophila
Chociaż wydłużony kariosom jest często obserwowany w oocytach prometafazy, użycie kształtu kariosomu do odróżnienia oocytów prometafazy od metafazy może być problematyczne. Podczas prometafazy kariosom zaczyna się jako okrągły kształt, wydłuża się, a następnie cofa do okrągłego kształtu, gdy oocyt zbliża się do zatrzymania metafazy. Oznacza to, że wiele oocytów prometafazy nie ma wydłużonego kariosomu. Ponadto, jeśli badane są zmutowane...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Dziękujemy Christianowi Lehnerowi za dostarczenie przeciwciała CENP-C i Ericowi Joyce'owi za rekomendacje dotyczące FISH. Prace w laboratorium McKima zostały sfinansowane z grantu NIH (GM101955).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Probówki stożkowe 15 ml | Różne | ||
| 16% formaldehyd | Ted Pella, Inc. | 18505 | NIEBEZPIECZNE; po otwarciu wyrzucić po miesiącu |
| Zlewki o pojemności 250 ml | Różne | ||
| probówki 5 ml | Różne | ||
| aktywne suche drożdże | Różne | wymieszać z wodą, aby uzyskać pastę o konsystencji masła orzechowego | |
| przeciwciało anty-&alfa-tubulinowe sprzężone z klonem FITC | Sigma | F2168 | DM1A |
| Binukleina 2 | Sigma | B1186 | NIEBEZPIECZNY |
| blender | Różne | ||
| albuminy surowicy bydlęcej | Sigma | A4161 | |
| chlorek wapnia | Różne | ||
| kolchicyna | Sigma | C-9754 | NIEBEZPIECZNE |
| szkiełka nakrywkowe | VWR | 48366-227 | Nr 1 1/2 |
| siarczan dekstranu | Różne | ||
| DMSO | Różne | ||
| EGTA | Różne | ||
| etanole | Różne | ||
| kleszcze | Ted Pella, Inc. | 5622 | Pęseta Dumont o wysokiej precyzji klasy 5 |
| formamid | Sigma | 47670-250ML-F | |
| szkiełka | podstawowe VWR | 48312-003 | |
| glukoza | Różne | ||
| probówki z podziałką 1,5 ml | Różne | ||
| HEPES | VWR | EM-5330 | dostępne u kilku sprzedawców |
| Hoechst 33342 | Różne | ||
| chlorki magnezu | Różne | ||
| metanole | Różne | ||
| duże oczka (~ 1,500 &; m) | VWR | AA43657-NK | i inni dostawcy, małe siatki 12 lub 14 ( |
| ~ 300 i mikro; m) | Spectrum labs | 146 424 | różne formaty, np. , 146 422 lub 146 486 |
| nutator | Różne | ||
| pipety Pasteura | Różne | ||
| octany potasu | Różne | ||
| Kwas kakodylowy | Sigma | C0125 | NIEBEZPIECZNY; alternatywnie kakodylan sodu może być zastąpiony |
| potasem wodorotlenek | Różne | ||
| octany sodu | Różne | ||
| chlorki sodu | Różne | ||
| cytrynian sodu | Różne | ||
| wodorotlenki sodu | Różne | ||
| sacharozy | Różne | ||
| taksol (paklitaksel) | Sigma | T1912 | NIEBEZPIECZNE |
| Triton X-100 | Fisher | PI-28314 | |
| Tween 20 | Fisher | PI-28320 | |
| wir | Różne |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.