Immunostaining is an effective technique for visualizing specific cell types and proteins within tissues. By utilizing sonication, the protocol described here alleviates the need to dissect Drosophila melanogaster tissues from late-stage embryos and larvae before immunostaining. We provide an efficient methodology for the immunostaining of formaldehyde-fixed whole mount larvae.
מחקרים שבוצעו בתסיסנית עוברים וזחלים מספקים תובנה חיונית לתהליכים התפתחותיים כגון מפרט גורל התא וorganogenesis. Immunostaining מאפשר ההדמיה של פיתוח רקמות ואיברים. עם זאת, לציפורן הגנה שיוצרת בסופו של עובר מונעת חלחול של נוגדנים לעוברי בשלב מאוחר וזחלים. בעוד לנתיחה לפני immunostaining משמשת באופן קבוע לנתח רקמות זחל דרוזופילה, זה מוכיח לא יעיל עבור חלק ניתוחים בגלל רקמות קטנות עשויות להיות קשות לאתר ולבודד. Sonication מספק חלופה לנתיחה בפרוטוקולי immunostaining דרוזופילה זחל. זה מאפשר עיבוד מהיר, בו זמני של מספר הגדול של עוברים בשלב מאוחר וזחלים ושומר במורפולוגיה באתר. לאחר הקיבוע בפורמלין, מדגם sonicated. לדוגמא נתונה אז immunostaining עם נמלה העיקרית אנטיגן ספציפיibodies ונוגדנים משני שכותרתו fluorescently לדמיין סוגי תאי היעד וחלבונים ספציפיים באמצעות מיקרוסקופ פלואורסצנטי. במהלך התהליך של sonication, מיקום נכון של בדיקה sonicating מעל המדגם, כמו גם את המשך ועוצמת sonication, הוא קריטי. שינויים קלים additonal לפרוטוקולי immunostaining סטנדרטיים עשויים להידרש לכתמים באיכות גבוהות. לנוגדנים עם אות נמוכה יחס רעש, פעמים דגירה ארוכות יותר הן בדרך כלל צורך בכך. כהוכחה של קונספט לפרוטוקול הקל sonication זה, אנו מראים immunostains של שלושה סוגי רקמות (אשכים, השחלות, ורקמות עצביות) בטווח של שלבי התפתחות.
עוברי דרוזופילה וזחלים מספקים מודל מצוין ללמוד תהליכים התפתחותיים באיברים ורקמות רבים. הדמיה של תאים בודדים היא לעתים קרובות יש צורך במחקרים אלה על מנת לוודא הסביבות המורכבות שבו תאים לפתח. ויזואליזציה של תאים ברקמות יכולה להיות מושג באמצעות immunostaining. ובכן תיאר immunostaining פרוטוקולים קיימים לרקמות עוברי דרוזופילה <17 שעות לאחר הטלת ביצים (AEL) 1-3. עם זאת, צורות מגן ציפורן לקראת הסוף של עובר, מניעת חלחול נוגדן יעיל. לפיכך, פרוטוקולי immunostaining אלה אינם יעילים בניתוח של רקמות בעוברים בשלב מאוחר ובשלבים מאוחרים יותר של התפתחות זחל (instar 1 st (L1), instar 2 nd (L2), ו3 instar rd (L3)). חוסר יעילות זה מטיל מחסום להבנה של תהליכים דינמיים המתרחשים בתקופה התפתחותית מורחבת זה 4. Tissנתיחת ue היא טכניקה מועסק נרחב לעקוף מכשול זה 5-7. עם זאת, לנתיחה יכולה להוכיח לא יעילה. חילוץ ניתן לשעבוד על ידי קושי באיתור או בידוד עוברי ורקמות זחל. יתר על כן, ההסרה הפיסית של רקמות היעד עלולה לגרום נזק על ידי פקיעתם או בכך שלא לחלץ אותם בשלמותם.
Sonication הוא שיטה שמעסיקה גלי קול להפריע אינטראקציות מולקולאריים. זה כבר נעשה שימוש כדי לשבש את שלמות ציפורן זחל תסיסנית כדי immunostain פיתוח סוגי תאים עצביים 6. פרוטוקול זה הותאם לimmunostain עוברי בשלב מאוחר ובלוטות מין זחל, אשר יכול להיות קטנה כמו 50μm בקוטר 8-10. באמצעות מחקרים כאלה, התהליך של תאי גזע בתאי מין היווצרות נישה גברית (GSC) התאפיין בשלב מאוחר עוברי דרוזופילה 8-10 ומנגנוני ויסות התפתחות תאי גזע וDIFferentiation בבלוטות מין עוברי בשלב מאוחר וזחלים כבר הובהר 9-12. לפיכך, sonication מספק אלטרנטיבה יעילה לנתיחת רקמות שעלולות להיות קשה בגלל גודל של רקמה. יתר על כן, היא מאפשרת immunostaining של רקמות דרוזופילה באתר, עוזב תאים בהקשר של הגוף כולו ושמירה במורפולוגיה באתר. כאן, אנו מתארים פרוטוקול צעד אחר צעד לimmunostaining הקרינה של עוברי בשלב מאוחר עד תחילת / רקמות אמצע-L3 באתר. ניתוח של רקמת אשכים ועצביים דרוזופילה מוצג בנציג התוצאות כדי להדגים את היעילות של פרוטוקול זה. יתר על כן, פרוטוקול immunostaining זה עשוי להיות מותאם לנתח רקמות אחרות דרוזופילה, כמו גם רקמות באורגניזמים אחרים עם עור מת חיצוני.
פרוטוקול זה מספק שיטה להצלחת immunostain למקד דרוזופילה עוברית ורקמות זחל באתר, ובכך מבטל את הצורך בנתיחה. לפי פרוטוקולים לפני מכתים עוברים המוקדמים 1,2,3, קרום כוריוני מוסר באמצעות אקונומיקה 50% (NaOCl). דגימות קבועות בפורמלין ומתנול. בגלל ציפורן הזחל גורמת מדגם…
The authors have nothing to disclose.
אנו אסירי תודה לרות ליהמן וDorthea Godt שעושים חסד סיפק נוגדנים ושה ופקק התנועה. ברצוננו להודות למרכז מניות Bloomington באוניברסיטת אינדיאנה לשמירה על מניות ובלבד ובנק Hybridoma מחקרים התפתחותיים שפותח בחסות NICHD ומתוחזק על ידי אוניברסיטת איווה. אנו מודים לכל החברים במעבדה Wawersik לייעוץ והתמיכה שלהם. עבודה זו מומנה על ידי מונרו חוקרי גרנט התכנית (לAF וLB) וNSF להעניק IOS0823151 (לMW).
Table 1: Reagents and Buffers | |||
Phosphate Buffer Triton X-100 (PBTx) | For 5 L: 500 mL PBS 10X 4.45 L ddH2O 50 mL Triton 10% | Store at room temperature. | |
Phosphate Buffer Saline 10x (PBS 10X) | For 1 L in dH2O: 80 g NaCl 2 g KCl 14.4g Na2HPO4 2.4 g KH2PO4 | Add components and fill to appropriate volume. Store at 4 degrees C. | |
Triton 10% | For 50 mL: 5 mL of Triton 5 mL of PBS 10X 45 mL of ddH2O | Rock to mix. Store at room temperature. | |
PEMS | 0.1 M Pipes (pH 6.9) 2.0 mM MgSO4 1.0 mM EGTA | Store at room temperature. | |
Pipes | For a 400ml of a 0.25 M solution (pH 6.9): 30.24 g Pipes dH20 NaOH | Dissolve Pipes in 300 mL dH2Oand then adjust to pH 6.9 with NaOH. Bring the total volume to 400 mL with dH2O and autoclave. Store at room temperature. | |
Formaldehyde | 37% formaldehyde by weight in methanol | Store at room temperature. Store formaldehyde, heptane, and methanol waste mixture in a tightly sealed container in fume hood before disposal as per institutional guidelines. | |
Heptane | n-Heptane | CAS 142-82-5. Store at room temperature. Store formaldehyde, heptane, and methanol waste mixture in a tightly sealed container in fume hood before disposal as per institutional guidelines. | |
Methanol | Methanol | CAS 67-56-1. Store at room temperature. Store formaldehyde, heptane, and methanol waste mixture in a tightly sealed container in fume hood before disposal as per institutional guidelines. | |
Phosphate Buffer Tween (PBTw) | To make 1 L: 100 mL PBS 10X 890 mL ddH2O 10 mL Tween 10% | Filter sterilize after adding all components. Store at 4 degrees C. | |
Tween 10% | For 50 mL: 5 mL Tween 5 mL of PBS 10X 40 mL of ddH2O | Rock to mix. Store at room temperature. | |
Bovine Serum Albumin/Phosphate Buffer Tween (BBTw) | To make 1 L: 100 mL PBS 10X 890 mL ddH2O 10 mL Tween 10% 1 g Bovine Serum Albumin (BSA) | Add BSA then sterilize using a 0.2 micrometer vacuum filter unit. Store at 4 degrees C. | |
Normal Goat Serum (NGS) | To make 10 mL: Normal Goat Serum (Jackson ImmunoResearch Laboratories Code: 005-000-121) 10 mL ddH2O | Add ddH2O to vial of NGS and sterilize using a 0.2 micrometer syrninge filter. Store aliquots at -20 degrees C. | |
1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane (DABCO) | To make 100 mL: 25 mL ddH2O 1 mL Tris HCl (1M, pH 7.5) 2.5 g of DABCO solid (CAS: 281-57-9) 3.5 mL 6N HCl 250 uL 10N NaOH 70 mL glycerol | In 250 mL beaker with stir bar, add ddH2O, Tris HCl and DABCO. Stir and then add 6N HCl, 10 N NaOH, and glycerol. Then add 10NaOH dropwise until solution reaches pH 7.5. Aliquot. Store aliquots at -20 degrees C. | |
DABCO + p-phenylenediamine (PPD) Solution | 1.765 mL NaHCO3 0.353 Na2CO3 0.02 g PPD (CAS: 106-50-3) | Dissolve PPD in NaHCO3 and NaCO3 solution. Add 60 uL of PPD solution to 500 uL of DABCO. Store aliquots at -20 degrees C. | |
Apple juice plates | To make ~200 plates: 45 g agar (CAS#9002-18-0) 45 g granulated sugar (store bought) 500 mL Apple juice (store bought) 15 mL Tegosept 10% 1.5 mL ddH2O | Add agar to ddH2O in 4L flask then autoclave for 30 minuntes. Mix apple juice and sugar on heated stir plate. Gradually add apple juice mixture to autoclaved agar. Mix on heated stir plate then aliquot 10mL volumes into 35 mm petri dishes and let stand at room temperature to solidfy. Store at 4 degrees C. | |
Tegosept 10% | To make 100mL: 10g Tegosept 100 mL Ethanol | Store aliquots at -20 degrees C | |
Yeast paste | ~50 g Dry Active Yeast | Gradually add ddH2O to beaker containing yeast while stirring until paste-like consistency reached. Store at 4 degrees C. | |
Table 2: Staining Materials | |||
DAPI | 1:1000 | Invitrogen | D3571 //// Stock at 5mg/mL |
rabbit anti-Vasa | 1:250 | A gift from Ruth Lehmann | |
mouse anti-Fasciclin III | 1:10 | Developmental Studies Hybridoma Bank (DSHB) | 7G10 |
mouse anti-1B1 | 1:4 | Developmental Studies Hybridoma Bank (DSHB) | 1B1 |
guniea pig anti-Traffic Jam | 1:2500 | A gift from Dorthea Godt (Li et al, 2003) | |
mouse anti-Prospero | 1:10 | Developmental Studies Hybridoma Bank (DSHB) | Prospero MR1A |
rat anti-Elav | 1:30 | Developmental Studies Hybridoma Bank (DSHB) | Rat-elav 7EBA10 anti-elav |
mouse anti-Repo | 1:10 | Developmental Studies Hybridoma Bank (DSHB) | 8D12 anti-Repo |
goat anti-rabbit Alexa546 | 1:500 | Invitrogen | A11010 |
goat anti-mouse Alexa488 | 1:500 | Invitrogen | A11029 |
goat anti-guniea pig Alexa633 | 1:500 | Invitrogen | A21105 |
goat anti-rat Alexa488 | 1:500 | Invitrogen | A11006 |
Table 3: Materials and Equipment | |||
Fly Cages | Hand-made; Genesee Scientific Corporation | Not applicable; Bottles: 32-130; Pre-made cage: 59-101 | Made by cutting clear cast acrylic tubing (1 3/4 inch in diameter) into 4 inch tall segments with a compound miter saw at 400 rpm. Ultrafine stainless steel screening (was attached to one end of the tub with acrylic compund glue. An alternate method using an empty fly food bottle can be found in Drosophila Protocols ISBN 0-87969-584-4. Cages may also be purchased from the Genesee Scientific Corporation. |
Sonicator: Branson 250 Digital Sonifier | Branson | Model: Branson Digital Sonifier 250 | |
Sonicator Probe | Branson | Model #: 102C (CE) | EDP: 101-135-066; S/N: OBU06064658 |
Syringe filter | Nalgene | 190-25-20 | 0.2 micrometer cellulose, acetate membrane filter |
Imaging system: Spinning disc confocal microscope with multichromatic light source, digital CCD camera, and imaging software | Microscope: Olympus Light source: Lumen Dynamics Camera: Q-Imaging Imaging Software: Intelligent Imaging Inc. | Microscope: BX51 equipped with DSU spinning disc Light source: X-Cite 120Q Camera: RETIGA-SRV Imaging Software: Slidebook 5.0 | |
Vacuum filter unit | Nalgene | 450-0020 | 0.2 micrometer cellulose nitrate membrane filter |