$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Precyzyjne i selektywne połączenia między aksonami motorycznymi a docelowymi mięśniami podczas rozwoju embrionalnego są niezbędne do prawidłowego poruszania się u larw Drosophila. Embrionalny wzór 30 włókien mięśniowych w każdym z półsegmentów brzusznych A2-A7 jest ustalany przez etap 161. 36 neuronów ruchowych, które są generowane w brzusznym rdzeniu nerwowym, rozciąga swoje aksony na obrzeża, aby unerwić określone mięśnie docelowe2. Odnajdywanie ścieżki aksonu ruchowego i rozpoznawanie celu można zwizualizować za pomocą immunohistochemii z przeciwciałem (mysie przeciwciało monoklonalne 1D4)3,4. Wiele obrazów wzorców projekcji aksonów motorycznych w zarodkach typu dzikiego jest dostępnych na stronie internetowej5. Przeciwciało 1D4 oznacza wszystkie aksony ruchowe i trzy podłużne pęczki aksonów po każdej stronie linii środkowej embrionalnego ośrodkowego układu nerwowego (OUN)4,6 (Rysunek 1C i Rysunek 2A). W związku z tym immunohistochemia z przeciwciałem FasII stanowi potężne narzędzie do identyfikacji genów wymaganych do połączeń nerwowo-mięśniowych w celu zademonstrowania mechanizmów molekularnych leżących u podstaw kierowania aksonami ruchowymi i rozpoznawania celów.
W każdym z półsegmentów brzusznych A2-A7, aksony motoryczne wystają i selektywnie łączą się na dwie główne gałęzie nerwowe, nerw segmentowy (SN) i nerw międzysegmentowy (ISN)2,4, oraz mniejszą gałąź nerwową, nerw poprzeczny (TN)7. SN selektywnie defacykuluje, dając początek dwóm gałęziom nerwowym zwanym SNa i SNc, podczas gdy ISN dzieli się na trzy gałęzie nerwowe zwane ISN, ISNb i ISNd2,4. Wśród nich wzorce projekcji aksonów motorycznych ISN, ISNb i SNa są najdokładniej wizualizowane, gdy zarodki w późnym stadium 16 są barwione przeciwciałem FasII i filetowane (Rysunek 1C i Figura 2A). Neurony ruchowe ISN rozciągają swoje aksony do unerwienia mięśni grzbietowych 1, 2, 3, 4, 9, 10, 11, 18, 19 i 202,4 (Rysunek 2A). Neurony ruchowe ISNb unerwiają mięśnie brzuszno-boczne 6, 7, 12, 13, 14, 28 i 302,4 (Rysunek 2A i 2B). Gałąź nerwowa SNa wystaje do unerwienia mięśni bocznych 5, 8, 21, 22, 23 i 242,4 (Rysunek 2A). TN, który składa się z dwóch aksonów motorycznych, wystaje ipsilateralnie wzdłuż granicy segmentu, aby unerwić mięsień 25 i tworzy synapsy z bocznym dwubiegunowym neuronem dendrytycznym (LBD) na peryferii7 (Rysunek 2A). Te docelowe unerwienie mięśni wymaga nie tylko selektywnej defacykulacji aksonów ruchowych w określonych punktach wyboru, ale także rozpoznania mięśni docelowych. Ponadto niektóre przypuszczalne mezodermalne komórki przewodnie, które działają jako cele pośrednie, zostały znalezione zarówno w szlakach ISN, jak i SNa, ale nie wzdłuż szlaku ISNb4. Może to sugerować, że odnajdywanie ścieżki aksonu motorycznego ISNb może być regulowane w odmienny sposób w porównaniu z prowadzeniem aksonów motorycznych ISN i SNa, a także wskazuje, że peryferyjne prowadzenie aksonów motorycznych stanowi atrakcyjny model eksperymentalny do badania zróżnicowanych lub konserwatywnych ról pojedynczej cząsteczki wskazującej naprowadzanie8.
Ta praca przedstawia standardową metodę wizualizacji wzorców projekcji aksonalnej embrionalnych neuronów ruchowych u Drosophila. Opisane protokoły obejmują sposób preparowania utrwalonych zarodków wybarwionych przeciwciałem 1D4 i przetworzonych w 3,3′-diaminobenzydynie (DAB) do filetowanych preparatów. Jedną z kluczowych zalet płaskich preparatów utrwalonych zarodków jest lepsza wizualizacja projekcji aksonalnych i wzorców mięśniowych na obrzeżach. Co więcej, praca ta pokazuje również, w jaki sposób genotypować utrwalone zarodki w celu sortowania pożądanych zmutowanych zarodków za pomocą metody barwienia LacZ.