Obrazowanie procesów biologicznych na żywo jest kluczowe w uzyskiwaniu bezpośrednich dowodów eksperymentalnych. Połączenie zaawansowanej mikroskopii konfokalnej i optymalizacji metodologii pozwala na eksplorację wielu zdarzeń biologicznych z dużą precyzją. Optymalizacja etapów protokołów, takich jak manipulacja i sekcja tkanek, przygotowanie i konserwacja próbek oraz ustawienia pozyskiwania mikroskopii, ma kluczowe znaczenie dla maksymalizacji wiarygodności i odporności uzyskanych wyników. W tym miejscu przedstawiamy protokół monitorowania próbek do rozszerzonego obrazowania, który jest szczególnie skoncentrowany na jajnikach Drosophila melanogaster. Jajnik Drosophila melanogaster jest doskonałym systemem modelowym do analizy szerokiego zakresu procesów rozwojowych. Ten narząd rozrodczy muszki owocowej Drosophila melanogaster zawiera między innymi bardzo dobrze zdefiniowaną niszę dorosłych komórek macierzystych. Ta nisza GSC podtrzymuje rozwój gamet żeńskich w wieku dorosłym. Jajniki Drosophila składają się z około 18 jajników, w których w germarium rozwijają się komory jajowe. W końcówce każdego germarium 2-4 GSC są utrzymywane w somatycznej niszy komórkowej utworzonej głównie przez końcowe włókno 8-10 komórek, rozetę 5-8 komórek czapeczki i 2-3 przednie komórki eskortowe (Figura 1A). Ta nisza somatyczna zapewnia GSC niezbędne sygnały i fizyczne wsparcie, aby utrzymać ich macierzystość, kontrolować proliferację i zapobiegać różnicowaniu1,2,3,4,5.
GSC zwykle dzielą się asymetrycznie, aby wytworzyć nową komórkę macierzystą, która utrzymuje kontakt z niszą somatyczną i komórką potomną, cystoblastem (CB), który traci bezpośredni kontakt z komórkami czapeczki somatycznej i różnicuje się. GSC i CB zawierają wysoce dynamiczne i cytoplazmatyczne organelle, spektrosom, którego główną funkcją jest prawidłowa orientacja wrzeciona mitotycznego podczas mitozy6. CB dzieli się 4 razy z niepełną cytokinezą, aby wytworzyć torbiele 16-komórkowe, w których jedna z komórek linii rozrodczej określa się w oocycie, a pozostałe 15 komórek staje się komórkami pielęgniarskimi. Spektrosom CB rozrasta się w rozgałęzioną strukturę zwaną dymem, która łączy 16-komórkowe połączone ze sobą komórki linii rozrodczej. Spektrosom jest wzbogacony w małe pęcherzyki i białka szkieletowe, takie jak kinaza serynowo-treoninowa Par-1 i składnik błonowy Hu-li tai shao (Hts)7. Podczas cyklu komórkowego GSC spektrosom rośnie przez dodanie nowego materiału i zmienia swój kształt, co pozwala na identyfikację faz G1, S, G2 i M (Rysunek 1B)8,9.
Niedawno wdrożyliśmy metodę hodowli ex vivo germarium Drosophila, która pozwala na obrazowanie żywych GSC przez okres do 16 godzin. Ponieważ komórki te dzielą się średnio raz na 15,5 godziny8, metoda ta pozwala na filmowanie dużych fragmentów cyklu komórkowego GSC. Tak więc, w połączeniu z innymi narzędziami, nasza metoda hodowli pozwoliła na opisanie morfologii spektrosomów podczas cyklu komórkowego GSC oraz analizę czasu trwania różnych faz cyklu komórkowego in vivo8 (Rysunek 1C). W tym miejscu przedstawiamy szczegółowy protokół tej rozszerzonej metody obrazowania na żywo, poparty filmem instruktażowym krok po kroku, który opisuje metodologię (Rysunek 2).