В этой рукописи представлен подробный протокол регулярного культивирования популяции Drosophila melanogaster с использованием клетки для популяции мух.
В этой рукописи представлен подробный протокол регулярного культивирования популяции Drosophila melanogaster с использованием клетки для популяции мух.
Большое количество ДНК, РНК, белков и других клеточных компонентов часто требуется для экспериментов в области биохимии и молекулярной биологии. Короткий жизненный цикл дрозофилы позволяет собирать большое количество материала от эмбрионов, личинок, куколок и взрослых мух синхронизированным образом с низкими экономическими затратами. Основной стратегией размножения большого количества мух является использование клетки для популяции мух. Этот полезный и распространенный инструмент в сообществе дрозофил является эффективным способом регулярного производства от миллиграммов до десятков граммов эмбрионов, в зависимости от желаемой однородности стадии развития. В то время как создание клетки для популяции может занять много времени, обслуживание клетки в течение нескольких месяцев занимает гораздо меньше времени и позволяет быстро собрать биологический материал за короткий период. В данной статье описан подробный и гибкий протокол содержания клетки популяции Drosophila melanogaster, начиная с 1,5 г собранного материала из предыдущего цикла.
Умение сочетать генетические и биохимические подходы сделало Drosophila особенно подходящий организм для биохимии и молекулярной биологии исследований 1-3. Эти исследования часто требуют большого количества биологического материала, а не только от взрослых мух, но и от личинок 4, 5 и куколок эмбрионов 6-8. Для получения больших количеств материала, исследователи культивируемых мух, используя большие контейнеры, известные как летают "клетей населения". Эти клетки состоят из цилиндра, изготовленного из пластика, покрытого сеткой с обеих сторон, чтобы обеспечить введение пищи внутри клетки без мух, вылетающих. Эти клетки могут быть домашние 9-11 или приобрести у компании (см таблицу конкретных материалов / оборудования).
Одним из основных преимуществ использования этой системы , чтобы вырастить большие количества мух является то , что цикл дрозофилы 12 может управляться таким образом , что все мухи развиваются в реlatively синхронизированным образом. Эта синхронизация достигается за счет засева новых эмбрионов, кормление личинок мух / и принесения в жертву взрослых мух в точные моменты времени. Использование синхронизированный муха населения особенно полезна для исследований в области развития 13.
Начало новой клетке населения от нескольких мух является трудоемкий процесс требует много циклов амплификации 9-11. Даже при использовании больших контейнеров, таких как бутылки муха культуры или minicages, весь процесс может длиться в течение нескольких месяцев. Чтобы избежать этого времени шаг потребляющего, многие лаборатории Drosophila регулярно поддерживать такие клетки. Наиболее удобно, чтобы начать новую клетку, начиная от сбора эмбрионов из уже установленной клетке населения. В целом, большинство лабораторий поддерживать клетки дикого типа населения, таких как Oregon R или Canton S. Эта рукопись представляет собой подробный протокол для поддержания мух клетей населения.
1. Запуск цикла: ПОСЕВНОЙ зародыши
Примечание: Цикл начинается с 1,5 г собранного материала (смесь состоит из эмбрионов и / или несколько первых личинок возрастной стадии) из предыдущего цикла. Этот материал будет помещен в пластиковый контейнер (см таблицу конкретных материалов / оборудования) с активным смесь дрожжей до куколки фазы. Контейнер будет закрыт после введения биологической смеси эмбрионов и личинок с крышкой, чтобы избежать попадания личинок, чтобы избежать. Это необходимо сделать отверстия в крышке для того, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха. Чтобы избежать личинки выходят через отверстия, используются пенопластовые заглушки. Наконец, рекомендуется носить перчатки и лабораторный халат, а не только в этом разделе, но и в целом протокола, чтобы избежать загрязнения или окрашивания одежды с отбеливателем.
2. Продолжение цикла: От эмбрионы мух.
Примечание: Эта часть цикла выходит из эмбрионов не помещенных в пластиковый контейнер на 1-й день до 9 дней спустя, когда взрослые особи насекомых будут появлятьсяиз куколок. За эти 8 дней ничего не делать , но контроль , что эмбрионы правильно не переходить к следующим этапам жизненного цикла дрозофилы до вылупления. Если личинки начинают умирать и чернеет в течение этого времени, убедитесь, что пена пробки не слишком плотно, и при условии, что соответствующая вентиляция. Этот период является хорошее время, чтобы очистить клетку муха населения от предыдущего цикла.
3. Взрослый Мухи.
Примечание: После того, как 4 дня куколки этапе первые мухи выйдут из куколок. В течение 24 - 48 часов все мухи должны eclosed. В этой части цикла, важно, чтобы обеспечить им пищу с целью создания надлежащих условий для размножения.
4. Конец цикла: Сбор эмбрионы
ПРИМЕЧАНИЕ: Лучший плодородие муха 3 - 5 дней после вылупления. Таким образом, сбор урожая в течение этого времени будет получить лучший выход эмбриона. После того, как желаемые коллекции КомплексыTed, цикл заканчивается. Мухи должны быть принесены в жертву, и клетка очищается, как указано в пункте 2.2.
5. Далееобработка
Примечание: Эмбрионы не используется для продолжения населения могут быть немедленно использованы для экспериментов или в качестве альтернативы могут быть заморожены при -80 ° С. Для обоих вариантов, эмбрионы, возможно, должны быть сначала dechorionated.
Поддержание популяции мухи клетка основана на муху жизненного цикла. Таким образом, после размещения первичной биологической смеси эмбрионов и личинок в пластиковом контейнере (рисунок 1А) оплодотворенные яйца станут личинок не более чем в 2 дня и личинки будут расти в течение 4 -х дней, относительно синхронизированы через различные стадии личинки возрастной стадии ( см Рисунок 1В).
После того, как личинки завершили 3 - й возрастной стадии личиночной стадии они будут окукливания и покрывают поверхность хлопка внутри пластикового контейнера с некоторыми на внутренней поверхности крышки (рис 1C). Этот период окукливания будет идти в течение следующих 4-х дней, пока мухи не закончить процесс метаморфоза. В этот период настоятельно рекомендуется перевести мух в клетку. Первые взрослые мухи начнут Эклоз в день 9 - 10 после того, какначало цикла (рис 1D) и 11 -й день все они вышли из куколок.
Лучший выход сбора эмбрионов получают 3 - 5 дней после того, как Eclosion (день 13 до 15 лет) и, наконец, снижение в 17-й день (через 7 дней после вылупления). Поэтому, рекомендуется , чтобы добавить последний лоток свежих продуктов на 13 -й день и собирать яйца на 15 -й день (рис 1E и F). Это позволит сбор максимального количества эмбрионов. Добавление третьего дополнительный день до сбора может привести к пищевой слишком сухой и , следовательно , будет уменьшать выход собранных эмбрионов. В таблице 1 показан выход 6 сборников последовательных циклов, с исходного материала , т.е. 1,5 г в каждом цикле, и фиг 2 рекомендуемый график сбора цикла в целом.
Материал собран в 2-х дней60; периоды в основном состоит из эмбрионов. Однако небольшое количество личинок также присутствуют. Для целей обслуживания клетки эти личинки не являются проблемой, так как некоторая степень асинхронности, как ожидается. Тем не менее для некоторых экспериментов биохимия, чистота этих эмбрионов очень важно, но в то же время также необходимо собрать большое количество яиц для выполнения этих экспериментов. По этой причине несколько коротких последовательных коллекции были выполнены в 1 ч и 3 ч, после того, как быстро добавляя при комнатной температуре в новую плиту с пищей, чтобы обеспечить оценку выхода и чистоты , которые могут быть получены этим методом (таблица 2 и рисунок 3) , В 1 час подряд коллекции началось с очень низким выходом (14,5 мг), а затем количества эмбрионов увеличилось за каждый раз, когда собрано, но в последний раз. Низкий выход в первую очередь может быть связано с мухами подчеркивается в процессе изменения пищи, но позже акклиматизации. нет С другой стороны, ни один LARVAE наблюдались в пяти последовательных коллекций (фиг.3А), показывая , что более короткие коллекции дают более высокую чистоту. Если хлопок не удаляется из клетки, вероятность того, что личинки из более ранних моментов времени останется и ввести свежий пластины увеличивается. Даже когда хлопок удаляется, иногда личинки будут бродить на стороне клетки и войти в пищу во время сбора.
В течение 3 ч последовательных коллекций, доходность колебалась от 840 до 1250 мг, что составляет около 10 раз больше, чем доходность, полученных в час коллекции 1. Чистота этих эмбрионов была близка к 100% (Рисунок 3В). наблюдались Повод личинок. Некоторые исследования развития требуют очень строгой синхронизации для эмбрионов, собранных. Для повышения чистоты синхронизации, рекомендуется отказаться от первой коллекции пластины, потому что, если условия не идеальны, женщины могут сохранять более зрелые яйца и депонироватьм, когда условия улучшаются, например, с введением свежей пластины. Кроме того, важно знать, что более старые взрослые мухи (> 6 дней) производят менее синхронизированные эмбрионов. Чтобы проверить степень синхронизации с высокой точностью, рекомендуется DAPI окрашивание собранных эмбрионов.

Рисунок 1. дрозофилы Жизненный цикл в области народонаселения Fly Кейджа. (A) Начало цикла высева 1,5 г эмбрионов в контейнер пластиковой коробке. В качестве ссылки, в нижней панели, длина фильтровальной бумаги составляет 8,5 см. (Б) Личинки относительно выращивания синхронизирован через 5 дней после начала цикла. (C) На 8 -й день, большинство мух находятся в стадии куколки. Нижние панели в B (B ') и C (C ') являются увеличениях указанных областей в верхних панелях. (D) Взрослые мухи вышли из куколок через 10 дней после начала цикла. (E) для взрослых мух внутри клетки населения , прежде чем начать процесс сбора эмбрионов, на 15 день Желтоватый материал на лету пищи оплодотворенные яйца. (F) Эмбрионы (и несколько личинок) , собранных в нижней части 100 грубом сито, после целой клетки цикла. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 2. Всего Расписание цикла сбора. На рисунке 2 показан рекомендуемый график для полного цикла сбора. т = "_blank"> Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 3. Чистота 1 ч и 3 ч последовательных коллекций. Представитель изображения эмбрионов , собранных в 1 ч (А) и 3 ч (б) после добавления нового поднос с едой. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
| номер цикла | Выход (г) |
| 1 | 10.3 |
| 2 | 9.5 |
| 3 | 10.3 |
| 4 | 12,7 |
| 5 | 10 |
| 6 | 7.1 |
| Коллекция # | Длина сбора (ч) | Выход (мг) |
| 1 | 1 | 14,5 |
| 2 | 1 | 21,6 |
| 3 | 1 | 56,1 |
| 4 | 1 | 160,1 |
| 5 | 1 | 106,1 |
| 1 | 3 | 960 |
| 2 | 3 | 840 |
| 3 | 3 | 1250 |
Таблица 2. Выход 1 ч и 3 ч Последовательные Collections. В таблице 2 показан выход 5 последовательных коллекций 1 час после добавления новых продуктов питания и 3 последовательных коллекции 3 часа после размещения новой патоки пластины.
Начиная с 1,5 г материала, можно получить выход, собранных эмбрионов в период между 7 и 13 г за один цикл. Чтобы получить такое количество материала, что имеет решающее значение для поддержания правильных условий культивирования на всех этапах цикла лету.
Наиболее важными параметрами являются температура и влажность воздуха, которая должна быть 24 ° С и 35% соответственно. Если эти два параметра не может поддерживаться постоянной в нормальных условиях лаборатории, одним из возможных вариантов было бы поместить клетку мухи в инкубатор или климатическую камеру. Другие протоколы рекомендуют 70% влажности , а также постоянный 24 ч свет-темнота цикла , чтобы увеличить выход производимых яиц 9,10. Тем не менее сохраняя влажность около 35% предотвращает бактериальное загрязнение, и поскольку цель этого протокола является только содержание клетки населения, мухи находятся в нормальной освещенности лаборатории.
Другим важным моментом является то, чтобы держать диsturbances к взрослому летит как можно более низкой. Это может быть целесообразным, чтобы держать клетку в месте отдельно от зольной помещении, чтобы избежать перекрестного загрязнения от других мух.
Культивирование больших популяций трансгенных и мутантных мух не рекомендуется, так как очень трудно поддерживать чистоту и они могут проявлять выраженный ненормальное поведение сопрягаемую в крупных населенных клетках 14.
Одна из возможных проблем во время культивирования дрозофилы в больших количествах является наличие других организмов , таких как клещи и / или плесени, которые будут конкурировать за пищу и , следовательно , уменьшить выход производства яиц. Чтобы избежать этого, очень важно, чтобы все оборудование в чистоте, промывая клетки, сетки и летать коробки с водой и мылом, и отбрасывая одноразового использования материала (пены) пробки после каждого цикла. Для того, чтобы уменьшить плесени, пропионовую и фосфорную кислоту добавляют в мокрую дрожжей при приготовлении пищи летучую на этапе1.2 и Tegosept при подготовке патоку лотка на шаге 3.1. Иногда полезно размещать материалы, такие как пластиковой коробке или ситах в -20 ° С, когда мало времени и материалы не могут быть очищены сразу же.
Целый цикл коллекции происходит в течение 14 - 15 дней, начиная, когда эмбрионы высевают в коробку летучей и заканчивая последний день сбора. В течение этого периода времени, рекомендуется организовать расписание, чтобы запомнить все необходимые шаги для поддержания популяции мух клетки (рис. 2), подробно описаны в разделе протокола. Со дня, что яйца высевают, пока взрослые мухи не появляются, необходимо только, чтобы осмотреть пластмассовую коробку, а когда происходит окукливание, чтобы поместить их в клетке. После этого мух должны быть поданы через каждые 2 - 3 дней до тех пор, пока зародыши высевают для нового цикла. В целом по протоколу, самый длинный день во время сбора и обсеменения эмбрионов для начала нового цикла.ы прокомментировал в протоколе, лучший выход яиц на 3 - 5 дней после вылупления взрослой особи, и, наконец, снижается через 2 дня. Это дает нам некоторую гибкость, чтобы выбрать день, в котором будет выполняться урожай яиц.
Если по какой-либо причине выход собранных эмбрионов меньше желаемого исходного количества (1,5 г), всегда можно добавить новый патоки лоток и собирать больше яиц на следующий день. Для постоянных коллекций, рекомендуется поддерживать 2 клетей параллельно, а если более высокие количества эмбрионов необходимы, также можно использовать более крупные клетки. В случае делать короткие коллекции времени, один из способов повышения урожайности является воспользоваться яйцекладки взрыв утром.
Есть много преимуществ сбора большого количества различных стадий развития. Например, собранные эмбрионы из клеток населения были очень успешно используются в иммунопреципитации 6-8, масса Collectioп личиночных тканей из диссоциированного личинок показал, что является очень хорошим источником для 3C экспериментов 4 и препаратов РНК 15, и головы от взрослых мух были использованы для ChIP экспериментов 16. Кроме того, взрослые часто необходимы , чтобы сделать муху экстракты для тканевой культуры 17.
Одним из наиболее перспективных применений клетки является создание материала для высокой пропускной анализов, которые позволяют анализировать и скрининг генов, транскриптов, белков и метаболитов в ответ на воздействия патогенов, биологических молекул, химических веществ и ионизирующего излучения. В этих крупномасштабных анализах большое число людей требуется, и клетка муха населения описанная здесь может быть очень полезным для того , чтобы получить большие количества материала на различных этапах жизненного цикла дрозофилы для их анализа и скрининга 18.
Авторам нечего раскрывать.
Мы благодарим Исянь Чжэна (Институт Карнеги в Вашингтоне, Балтимор, штат Мэриленд) за оригинальный протокол и помощь в первоначальной настройке, а также сотрудников лаборатории Лэй за критическое прочтение рукописи. Эта работа финансировалась в рамках Программы внутренних исследований Национального института диабета, болезней пищеварительной системы и почек.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Bacto-Agar | Beckton Dickinson | 214010 | |
| Curity практичный ватный рулон | Kendall | 2287 | |
| Сухие дрожжи | Affymetrix | 23540 | |
| Фильтровальная бумага | GE Healthcare Life Science | 1001-085 | |
| Пробки из пенопласта | Jaece | L800-D2 | 50 мм Диаметр x 55 мм Длина |
| Клетка для популяции мух | Флафф | 59-116 | 9″ Диаметр х 14,4 и грунт; Длина. В комплекте сетки для клетки. |
| Лоток для мяса | Genpak | 1002S (#2S) | 8,25 x 5,75 x 0,5 дюйма |
| Патока | Grandma´ s | ||
| Пластиковый контейнер | Rubbermaid | 4022-00 | |
| Пластиковая пленка | Glad | ||
| Фосфорная кислота | Fisher Scientific | S 93326 | Toxic. Ручка в химии вытяжка |
| с пропионовой кислотой | Fisher Scientific | A258-500 | токсична. Ручка в химическом колпаке |
| Нержавеющая сталь сито #100 | VWR | 57324-400 | |
| Нержавеющая сталь сито #40 | VWR | 57324-272 | |
| Нержавеющая сталь сито #30 | VWR | 57324-240 | |
| Сахароза | MP | 152584 | |
| Tegasept | LabScientific | FLY5501 | |
| Triton-X100 | Fisher Scientific | BP151-500 |