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Artículo de método

Análisis computacional de lo elegans de Caenorhabditis del Germline para estudiar la distribución de núcleos, proteínas y citoesqueleto

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DOI:

10.3791/57702

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19 de abril de 2018

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En este artículo

Resumen

Presentamos un método automatizado para la reconstrucción tridimensional de lo elegans de Caenorhabditis del germline. Nuestro método determina el número y la posición de cada núcleo dentro de la línea germinal y análisis del germline proteínas distribución y estructura citoesquelética.

Resumen

La línea germinal de Caenorhabditis elegans (C. elegans) se utiliza para estudiar varios procesos biológicamente importantes, incluyendo dinámicas de desarrollo, apoptosis y el cromosoma de la célula de vástago. Mientras que la línea germinal es un excelente modelo, el análisis es a menudo dos dimensional debido al tiempo y mano de obra necesaria para el análisis tridimensional. Lecturas principales en estos estudios son la posición y número de núcleos y la distribución de la proteína dentro de la línea germinal. Aquí, presentamos un método para realizar el análisis automatizado de la línea germinal con microscopia confocal y los enfoques computacionales para determinar el número y posición de los núcleos en cada región de la línea germinal. Nuestro método analiza también la distribución de la proteína del germline que permite el examen tridimensional de expresión de proteínas en diferentes fondos genéticos. Además, nuestro estudio muestra las variaciones en la arquitectura citoesquelética en regiones distintas de la línea germinal que puede acomodar a los requisitos específicos de desarrollo espaciales. Por último, nuestro método permite conteo automatizado de los espermatozoides de la espermateca de cada línea germinal. Tomados en conjunto, nuestro método permite el análisis fenotípico rápido y reproducible de la línea germinal de C. elegans .

Introducción

La conservación de la señalización de las vías con los mamíferos hace C. elegans un excelente modelo para estudiar varios procesos biológicos1,2. En nuestro laboratorio utilizamos el germline de C. elegans para estudiar el desarrollo de la célula de vástago, apoptosis y expresión génica. Mientras que la línea germinal es una estructura tridimensional, muchos estudios son dos dimensiones debido a la naturaleza desperdiciadora de tiempo y mano de obra intensiva de análisis tridimensional. Es muy probable que el análisis de dos dimensiones pueden tergiversar en vivo eventos en la línea ....

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Protocolo

1. preparación y la cría de gusano

Nota: Consulte la Tabla de materiales para cualquier información del producto.

  1. OP50 Escherichia coli cultura: cultura OP50 bacteria en caldo de lisogenia (LB) (triptona 1%, 0.5% levadura, 0,5% NaCl, pH 7.0) durante la noche a 37 ° C sin antibióticos.
  2. Semilla de 400 μL de bacterias OP50 a las placas de los medios de comunicación (NGM) crecimiento nematodos (1,5 g de NaCl, 8,5 g de agar, 1.25 g de peptona, 1 mL de 1 M CaCl2, 1 mL de colesterol 5 mg/mL en etanol, 1 mL de 1 M MgSO4 y 25 mL de buffer de4 M 1 KPO) y secar la bacteria ....

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Resultados

Figura 1 indica el tiempo requerido para el análisis tridimensional del germline. Hermafroditas de L4 se incubaron a 20 ° C fueron disecados para aislar germlines y teñidas con DAPI, phalloidin y anticuerpos contra las proteínas de la línea germinal. Germlines son imágenes usando microscopia confocal. Microscopía confocal y tinción requiere aproximadamente 24 h. análisis computacional para el germline completado requiere 10-15 minutos para contar el número y .......

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Discusión

El objetivo de este protocolo es mejorar la precisión y reducir el tiempo requerido para el análisis de la línea germinal. Después de la preparación estándar de germlines disecada, un modelo tridimensional de los núcleos de la línea germinal se prepara por procesamiento computacional. Permitiendo la observación de la distribución de los núcleos del germline en el espacio, representación tridimensional calcula el número de núcleos en regiones específicas de la línea germinal. El aspecto crítico de nuestro método es la def.......

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Divulgaciones

Los autores no declaran conflicto de intereses.

Agradecimientos

Agradecemos a Monash Microimaging por su apoyo técnico. Algunas cepas fueron proporcionadas por el centro de genética de Caenorhabditis , que es financiado por los NIH oficina de programas de infraestructura de investigación (P40 OD010440). Este trabajo fue financiado por Monash University biomedicina descubrimiento beca, subvención del proyecto NHMRC (GNT1105374), NHMRC Senior Research Fellowship (GNT1137645) y beca de innovación veski: 23 VIF a Roger Pocock.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
C. elegans cepas: tipo salvaje (N2, Bristol), rnp-8(tm2435) I/hT2[bli-4(e937) let-?( q782) qIs48] (I;III), cpb-3(bt17) I, glp-1 (e2141) III  Caenorhabditis Genetics Center (CGC)
OP50 Escherichia coli bacteriascaseras
de medios de crecimiento de nematodos (NGM) Conejocasero
anti-REC-8 SDIX29470002
Alexa 488 anticuerpo conjugado criado en cabraThermofisher ScientificA-21236
Colorante citoesquelético faloidina Thermofisher ScientificA-12380
DAPI Thermofisher Scientific 62248
Poli-L-lisina Sigma AldrichP5899
Tetramisol Sigma AldrichP5899
MgSO4Sigma AldrichM7506
1M Tampón HEPES, pH 7.4 Sigma AldrichG0887
10X PBS pH 7.4 Thermofisher ScientificAM9625
Tween-20 Sigma AldrichP1389
EGTASigma AldrichE3889
37% Solución de paraformaldehídoMerck Millipore1040031000
Suero de cabra normalSigma AldrichG9023
Reactivo fijador Fluoroshield Sigma AldrichF6182
Etanol Millipore 
MetanolSigma Aldrich34860
20° C & 25° CIncubador cualquier marca
Microscopiocualquier marca
   Cualquier marca (Leica, Zeiss)
Ordenador equipado con Imaris suit 8.4.1 o versión posterior, licencia completa para utilizar el software y el software Matlab.Bitplane
Phospho, pH 7.4Portaobjetos de
 Tekdon    941-322-8288
Placas policlonal 1009832511Microscopio óptico de confocal de Solución salina tamponada microscopio de teflón caseros

Referencias

  1. Hubbard, E. J. Caenorhabditis elegans germ line: a model for stem cell biology. Dev Dyn. 236 (12), 3343-3357 (2007).
  2. Joshi, P. M., Riddle, M. R., Djabrayan, N. J., Rothman, J. H. Caenorhabditis elegans as a model for stem cell biology. Dev Dyn. 239 (5), 1539-1554 (2010).
  3. Kershner, A., et al.

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