Мы представляем протоколы сбора, подготовки и визуализации зрелых ооцитов дрозофилы. Эти методы позволяют визуализировать поведение хромосом, сборку и функционирование веретена во время мейоза.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Мы представляем протоколы сбора, подготовки и визуализации зрелых ооцитов дрозофилы. Эти методы позволяют визуализировать поведение хромосом, сборку и функционирование веретена во время мейоза.
Сегрегация хромосом в ооцитах человека подвержена ошибкам, приводящим к анеуплоидии, которая является основной генетической причиной выкидышей и врожденных дефектов. Изучение поведения хромосом в ооцитах модельных организмов имеет большие перспективы для раскрытия молекулярной основы восприимчивости ооцитов человека к анеуплоидии. Drosophila melanogaster поддается генетическим манипуляциям, благодаря более чем 100-летнему опыту исследований, сообщества и разработки технологий. Однако визуализация поведения хромосом и сборки веретена в ооцитах дрозофилы сопряжена с особыми трудностями, в первую очередь из-за наличия мембран, окружающих ооцит, которые непроницаемы для антител. Мы описываем здесь протоколы сбора, подготовки и визуализации сборки веретена мейоза I и поведения хромосом в ооцитах дрозофилы, которые позволяют проводить молекулярное препарирование сегрегации хромосом в этом важном модельном организме.
Изучение мейоза иногда описывается как "генетика генетики". Это связано с тем, что фундаментальные свойства наследования хромосом и независимого ассортимента осуществляются за счет сегрегации хромосом при производстве гамет. Важной демонстрацией хромосомной теории наследования стала работа Кальвина Бриджеса в 1916 году в Drosophila melanogaster1. Это и другие классические генетические исследования дрозофил внесли большой вклад в наше понимание генетики. Цитологическое исследование мейотических хромосом в ооцитах дрозофилы, однако, было сложной задачей. В первую очередь это связано с тем, что иммунофлуоресценция ооцитов дрозофилы на поздних стадиях, когда веретено собирается и хромосомы ориентированы на сегрегацию, затруднена наличием мембран, которые делают ооцит непроницаемым для антител.
Несмотря на эту проблему, ооциты дрозофилы остаются привлекательной моделью для изучения поведения хромосом и сборки веретена. Это происходит из-за мощных генетических инструментов, доступных дрозофилам, а также потому, что ооциты останавливаются в метафазе I, когда хромосомы ориентированы и веретено полностью сформировано. Это облегчает сбор и исследование большого количества ооцитов на этом важном этапе деления клеток. Кроме того, простой модельный организм, который поддается генетическим манипуляциям для изучения сегрегации хромосом ооцитов, может внести важный вклад в наше понимание репродуктивного здоровья человека. Ошибки в количестве хромосом являются основной генетической причиной выкидышей и врожденных дефектов у человека2. Большинство этих ошибок можно проследить до яйцеклетки и они коррелируют с увеличением возраста матери. Средний возраст матерей в США увеличивается, что делает эту проблему серьезной проблемой общественного здравоохранения.
Мы описываем здесь методы цитологического исследования ооцитов дрозофилы, включая демонстрацию того, как удалить мембраны ооцитов. Эти методы являются модификациями протоколов, впервые описанных Theurkauf and Hawley3, Zou et al.4, и Dernburg et al.5. Мы также включаем методы обогащения различных стадий ооцитов, основанные на протоколе, впервые описанном Gilliland et al.6. Наконец, добавляем инструкцию по медикаментозному лечению ооцитов дрозофилы. Вместе эти методы позволяют проводить цитологическое исследование сегрегации хромосом ооцитов и сборки веретена у дрозофил.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Примечание: Процедуры выполняются при комнатной температуре, если не указано иное. Терморегулируемая инкубаторы используются для поддержания температуры для мух разведению и крестов, если не указано иное.
1. Подготовка
2. Сбор поздних стадий дрозофилы ооцитов
3. медикаментозное лечение (необязательно)
4. Закрепление
5. Удаление Мембраны ( "Роллинг")
6. Антитело Окрашивание Drosophila ооцитов
7. FISH (Продолжайте с шага 5 выше)
8. Антитело Окрашивание после FISH
| Повторить Имя | хромосома | Последовательность Oligo * |
| 359 | Икс | GGGATCGTTAGCACTGGTAATTAGCTGC |
| AACAC | 2 | AACACAACACAACACAACACAACACAACACAACACAACAC |
| додека- | 3 | CCCGTACTGGTCCCGTACTCGGTCCCGTACTCGGT |
| 1,686 | 2 + 3 | AATAACATAGAATAACATAGAATAACATAG |
| AATAT | 4 (+ Y) | AATATAATATAATATAATATAATATAATAT |
| * 359 Последовательность от Eric Joyce, личного общения, другие последовательности из Sullivan и др. 8 | ||
Таблица 1: FISH зонды для дрозофилы центромерных повторами.
| лекарственный | растворитель | концентрация Фото | Конечная концентрация | Время лечения | эффект |
| колхицин | спирт этиловый | 125 мМ | 150 мкМ | 10 мин или 30 мин | дестабилизировать не-кинетохор (10 мин) 9 или все (30 мин) микротрубочки |
| паклитаксел | ДМСО | 10 мМ | 10 мкМ | 10 минут | стабилизировать микрофонrotubules |
| Binucleine 2 | ДМСО | 25 мМ | 25 мкМ | 20 мин | ингибирования Aurora B киназы 10 |
Таблица 2: Медикаментозное лечение.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Методы , которые мы описали здесь приведет к сбору поздних стадий дрозофилы ооцитов , представляющих три стадии мейоза (рис 1). Яйцеклетки в профазе отличаются наличием ядерной оболочки, который виден отсутствием сигнала тубулина в области , окружающей кариозома (Фигура 1А). Прометафазе это период после распада ядерной оболочки, в течение которого компонует шпинделя. Во время прометафазе, то кариозома принимает характерную форму, становясь часто...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Поэтапное Drosophila ооцитов
Хотя удлиненный кариозома часто рассматривается в прометафазных ооцитов, используя кариозома форму, чтобы отличить прометафазы от метафазных ооцитов может быть проблематичным. Во время прометафазе, то кариозома начинается как круглой формы, удлиняется, а затем втягивается в круглую форму, как яйцеклетка приближается к метафазного ареста. Это означает, что многие прометафазе ооциты не имеют вытянутую кариозома. Кроме того, если рассматрив...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Мы благодарим Кристиана Ленера за предоставление антитела CENP-C и Эрика Джойса за рекомендации по FISH. Работа в лаборатории МакКима финансировалась за счет гранта NIH (GM101955).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 15 мл конические тубы | Различный | ||
| 16% формальдегид | Ted Pella, Inc. | 18505 | ОПАСНЫЙ; после вскрытия выбросьте через месяц |
| 250 мл стаканы | Различные | ||
| тюбики по 5 мл | Различные | ||
| активные сухие дрожжи | Различное | смешать с водой для получения пасты консистенции арахисового масла | |
| анти-&альфа;-тубулиновые антитела, конъюгированные с клоном FITC | Sigma | F2168 | DM1A |
| Binucleine 2 | Sigma | B1186 | ОПАСНЫЙ |
| блендер | Различный | ||
| бычий сывороточный альбумин | Sigma | A4161 | |
| хлорид кальция | Различный | ||
| колхицин | Sigma | C-9754 | ОПАСНЫЙ |
| покровный лист | VWR | 48366-227 | No1 1/2 |
| декстрана | сульфат Различный | ||
| ДМСО | Различные | ||
| EGTA | Различные | ||
| этанолы | Различные | ||
| щипцы | Ted Pella, Inc. | 5622 | Пинцет Dumont высокоточный класс стиля 5 |
| формамид | Sigma | 47670-250ML-F | |
| стеклянные слайды | VWR | 48312-003 | |
| глюкоза | Различные | ||
| градуированные 1,5 мл пробирки | различные | ||
| HEPES | VWR | EM-5330 | доступны у нескольких продавцов |
| Hoechst 33342 | Различные | ||
| хлориды магния | Различные | ||
| метанолы | Различные | ||
| крупные ячейки (~1,500 &; m) | VWR | AA43657-NK | различных форматов и других поставщиков, 12 или 14 меш |
| с малой ячейкой (~300 & микро; m) | Spectrum labs | 146 424 | различные форматы, например, 146 422 или 146 486 |
| nutator Различные | |||
| дозаторы Пастера | Различные | ||
| ацетат калия | Различные | ||
| какодиловые кислоты | Sigma | C0125 | ОПАСНЫЕ; в качестве альтернативы какодилат натрия может быть заменен |
| калием гидроксид | Различный | ||
| ацетат натрия | Различный | ||
| хлорид натрия | Различный | ||
| цитрат натрия | Различный | ||
| гидроксид натрия | Различный | ||
| сахарозу | Различный | ||
| таксол (паклитаксел) | Sigma | T1912 | ОПАСНЫЙ |
| Triton X-100 | Fisher | PI-28314 | |
| Tween 20 | Fisher | PI-28320 | |
| vortex | Разное |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.