Bu makalede, Drosophila yumurta aktivasyonu sırasında 2+ Ca görselleştirmek için uyarlanabilir ex vivo protokolü açıklanır.
Yöntem makalesi
* These authors contributed equally
Bu makalede, Drosophila yumurta aktivasyonu sırasında 2+ Ca görselleştirmek için uyarlanabilir ex vivo protokolü açıklanır.
Yumurta aktivasyonu, döllenmiş yumurtanın mayoz bölünmeyi tamamlamasına ve embriyonik gelişimi başlatmasına izin vermek için bir dizi olay içeren evrensel bir süreçtir. İncelenen tüm organizmalarda korunan yumurta aktivasyonunun bir yönü, genellikle 'Ca2 + dalgası' olarak adlandırılan hücre içi kalsiyum konsantrasyonundaki (Ca2 +) bir değişikliktir. Ca2+ dalgasının salınım hızı ve sayısı türler arasında farklılık gösterse de, hücre içi Ca2 + 'daki değişim, embriyonik gelişim için gerekli olayların meydana gelmesinde anahtardır. Bu değişiklikler arasında hücre döngüsünün yeniden başlaması, mRNA regülasyonu, kortikal granül ekzositozu ve hücre iskeletinin yeniden düzenlenmesi yer alır.
Olgun Drosophila yumurtasında, döllenmeden önce dişi yumurta kanalında aktivasyon meydana gelir ve bir dizi Ca2 + 'ya bağlı olayı başlatır. Burada Drosophila'daki Ca2+ dalgasını görüntülemek için bir protokol sunuyoruz. Bu yaklaşım, Ca2+ dalgasının mekanizmasını ve bununla ilişkili aşağı akış değişikliklerini sorgulamak için manipüle edilebilir bir model sistemi sağlar.
Yumurta (oosit) aktivasyonu A hücre içi Ca değişim 2+ konsantrasyon tüm çalışılan organizmaların 1,2 korunmuş bir bileşenidir. Bu olay, hücre döngüsü yeniden başlatılması ve depolanan mRNA çevirisi de dahil olmak üzere, Ca 2 + -bağımlı süreçler, geniş bir yelpazede başlatır. Nedeniyle hücre içi Ca 2 + konsantrasyonlarda geçici değişiklikler görselleştirme Ca 2+ için bu şartı, anahtar ilgi olmuştur.
Tarihsel olarak, Model canlılar kendi yumurta büyüklüğüne ve durumuna bağlı olarak yumurta aktivasyonu üzerinde çalışmalar için seçildi. Çeşitli görselleştirme yaklaşımlar da dahil olmak üzere, bu sistemlerde 2 + konsantrasyonları takip ve hücre içi Ca değişiklikleri ölçmek için kullanılmıştır: Medaka balık 3 photoprotein aequorin; Böyle Fura-2 deniz kestanesi ve hamster 4,5 gibi ca 2+ duyarlı floresan boyalar; ve kalsiyum-yeşil 1-dekstran Xenopus 6.
Üretim ve genetik olarak kodlanmış kalsiyum göstergeleri (Geçiş) iyileştirilmesi vivo 7 Ca 2 + dinamiklerini görselleştirmek için yeteneği dönüştürdü. Bu genetik yapılar belirli dokularda ifade ve invaziv doku hazırlıkları 8 ihtiyacını sınırlamak vardır.
GCaMPs nedeniyle yüksek Ca 2 + afinite çok etkili olmuştur Geçiş yeşil flüoresan proteini (GFP) merkezli sınıf, sinyal-gürültü oranı ve kapasite 9-11 özelleştirilmesi için. Ca + 2 varlığında, GCaMP kompleksi, kalmodulin Ca 2+ bağlanması ile başlayan yapısal bir dizi değişiklik maruz GFP bileşen 9 artmış floresan yoğunluğu ile sonuçlanır.
GCaMPs yoğun hücre içi Kalsiyum 12 değişiklikleri görselleştirmek için Drosophila nöronlar üzerindeki araştırmalarda kullanılmıştır. son UygOlgun Drosophila yumurta 2+ Ca görselleştirmek için GCaMP teknoloji yumurta aktivasyonu 13,14 tek bir geçici Ca 2 + dalga ortaya koymuştur. Ca 2 + dalga bir ex vivo aktivasyon tahlil 13,14 kullanarak in vivo 13 yumurtlama sırasında ya da daha yüksek büyütmede düşük büyütme görülebilir. Ex vivo deneyde, tek tek, olgun oosit överlerden izole edildi ve hipotonik bir solüsyon kullanılarak çalıştırılır, in vivo aktive 15-17 olaylarını özetlemek gösterilmiştir aktivasyon tamponu olarak anılacaktır.
Bu ex vivo deney farmakolojik bozulma, fiziksel manipülasyonlar ve genetik mutantlar dahil olmak üzere farklı deneysel koşullar altında Ca 2 + dalganın kolay yüksek çözünürlüklü görselleştirme sağlar. Bu makale ex vivo aktivasyonu ve th için olgun Drosophila yumurta hazırlanmasını göstermektedirGCaMP kullanarak Ca 2 + dalga görselleştirmek için kullanılan e sonraki mikroskopi. Bu yaklaşım Ca 2 + dalganın başlaması ve kontrolünü test etmek ve alt sonuçlarını araştırmak için kullanılabilir.
Not: Aksi belirtilmedikçe oda sıcaklığında tüm adımları uygulayın.
1. Diseksiyon için hazırlanıyor
Not: Burada anlatılan adımlar E. Gavis, Princeton Üniversitesi'nden & Weil et ile uyumludur. ark. 18. görüntüleme önce aşağıdaki adımları iki gün uygulayın.
2. Diseksiyon Drosophila Ovaryumlar
Not: Burada tarif edilen adımlar, Weil ve diğerleri ile uyumludur. ark. 18 kadar.
3. Ayırma Bireysel Olgun Yumurta
4. Görüntüleme için hazırlanıyor
5. Görüntüleme Ex Vivo Yumurta Aktivasyon
6. Post-satın alma Görüntü İşleme
Burada ex vivo aktivasyonu için olgun Drosophila yumurta nasıl hazırlanacağını göstermiştir. 2+ dinamikleri yumurta aktivasyonu Ca bir GECI sağlayacak görüntüleme ve embriyonik gelişim başlangıcı (Şekil 1) ifade yumurta. GCaMP bağlı özellikle miristoil grubunun varlığı sonuçları hafif niteliksel farklılıklar 13 14 sahip olabilir, kullanılan not edilmelidir. Ayrıca aktin polimerizasyon inhibitörünün eklenmesiyle yumurta aktivasyonu sırasında fonksiyonel aktin rol göstermiştir, cytochalasin D, aktivasyon tampon (Şekil 2) 14.
Yumurta aktivasyonu hücre iskeletinin için bir gereklilik korunur. C. elegans, gübreleme sonrasında iskelet parçaları ilk asimetrik bölünme 21,22 için tek hücreli embriyo hazırlamak için yeniden düzenlenir. cytoskele deniz kestanesi olarak, bozulmaaktivasyon aşağıdaki tal yeniden organizasyon kasılma halka oluşumunu 23 önleyerek hücre döngüsünü etkilediği gösterilmiştir. Ca 2 + dalga ve Drosophila yumurta aktivasyonu onun aşağı fonksiyonunu aracılık aktin rolü tam olarak aydınlatılamamıştır gerekmektedir.
Drosophila olarak, Ca2 + ve dalga aktin hücre iskeletinin co-görselleştirme bu ex vivo aktivasyon tahlili kullanılarak elde edilebilir. Birden fazla kanal Zaman serisi elde edilebilir ve hücre içi Ca 2+ dinamikleri oosit (Şekil 3) aktin organizasyonu değişiklikleri ile uyumlu olabilir.

Şekil 1:. Ex vivo Drosophila Yumurta Aktivasyon Süresi serisinde Tek Ca 2+ Dalga a aşağıdaki UASt- myrGCaMP5 ifade Drosophila yumurta olgunaktivasyon tamponu (AH) ve Ayrıca bu yöntem. Sitoplazmik Ca + 2 artış yaklaşık 1.5 mm / sn arasında bir ortalama hız ile arka kutup (B) ve düzende (BF) de kaynaklanır. dalga başlatılması tipik olarak aktivasyon tamponu ilave 3 dakika içinde görülmektedir. Aktivasyondan sonra, olgun yumurta hücre içi kalsiyum seviyeleri seviyeleri (G, H) etkinleştirme öncesi geri döner. tamamlayıcı filmi 1 (toplam süresi 33 dk) bakınız. Ölçek çubukları 50 mikron =. Maksimum projeksiyon 40 mikron =. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 2: Aktivasyon Tampon bozan Ca Sitokalasin D ilavesi2+ dalga yayılımı. Ex vivo zaman serileri 10 ug / ml sitokalasin D nihai konsantrasyon (AH) ihtiva eden aktivasyon tamponu ilave edildikten sonra UASt- myrGCaMP5 ifade Drosophila yumurta olgunlaşması. Ca 2 + dalga arka kutup (A) başlatılır iken, o tehlikeye ve yumurta (F) anterior bulmuyor (beyaz ok başları dalga ön göstermek). Daha başka Ca 2+ değişiklikleri), 30 dakika boyunca gözlenmiştir. tamamlayıcı filmi 2 (toplam süresi 30 dk) bakınız. Ölçek çubukları 50 mikron =. Maksimum projeksiyon 40 mikron =. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 3: E'de Aktin ve Ca 2+ Co-görselleştirmeex vivo Drosophila. Zaman serisinde gg Aktivasyon UASt- myrGCaMP5 (Mavi) ve UASP -F-Tractin.tdTomato (Eflatun) aktivasyon tamponu aşağıdaki ek (AH) ifade Drosophila yumurta olgun. Ca 2 + dalga arka kutup başlatır ve Şekil olarak kurtarır 1. Aktin, beyaz ok ucu (H vs A) zamanla değişiyor gibi görünüyor. Olgun yumurta merkezinde Ca 2 + sinyal tespiti olmaması görüntü yakalama sırasında numunenin hareketine bağlıdır. Ölçek çubukları 50 mikron =. Maksimum projeksiyon 40 mikron =. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Bu protokoldeki ilk kritik adım, olgun yumurtaların zarar görmeden izole edilmesidir. Bu, diseksiyon probu ile yumurtaların gentil manevrası ile elde edilebilir. Uygulama, bu manipülasyonun yumurtalara zarar vermeden gerçekleştirilmesini sağlayacaktır. İkinci önemli adım, yağdaki olgun yumurtaya aktivasyon tamponu uygulandığında numune kaybının önlenmesidir. Aktivasyon tamponunun uygulanması yavaş ve lamel ile temas etmeden yapılmalıdır. Mikroskop kurulumu numuneye kolay erişime izin vermiyorsa bu adım zor olabilir. Mikroskobun sıcaklık inkübatörü gibi aksiller kısımlarının hareket ettirilmesi tavsiye edilir.
Yumurta aktivasyonundaCa2+ yerine floresan etiketli diğer faktörleri görselleştirmek için bu protokolde değişiklikler yapılabilir. Daha genel olarak, Drosophila gelişiminin farklı aşamaları veya farklı bir tampon eklemenin sonuçları bu protokol kullanılarak analiz edilebilir.
Mikroskoptaki ayarlar numuneden gelen sinyali görselleştirmek için uygun değilse sorun giderme gerekebilir. Bu, lazer gücünü artırarak veya azaltarak, yakalama aralığını değiştirerek ve Z-yığını parametrelerini ayarlayarak başarılabilir. Diğer bir sorun, aktivasyon tamponunun eklenmesiyle yumurtaların sürekli olarak görüş alanının dışına çıkması olabilir. Bu düzenli olarak gerçekleşirse, olgun yumurtaların 15 ila 20 dakika gibi daha uzun bir süre lamellere yerleşmesine izin verin. Daha yüksek viskoziteli bir yağ kullanmanın, yağın aktivasyon tamponu ile yer değiştirmesini değiştireceğine dikkat edin.
Burada sunulan bu teknik, objektifin çalışma mesafesi, olgun yumurtaların dehidrasyonu ve olgun yumurtaları zarar görmeden diseksiyon yeteneği ile sınırlıdır. Bununla birlikte, olgun oositin yetişkin dişiden geçtiği ve biriktirildiği in vivo görüntüleme yöntemleriyle karşılaştırıldığında 13, yöntemimiz daha fazla uzamsal çözünürlük, olgun yumurtayı aktivasyondan önce fiziksel olarak manipüle etme seçeneği ve döllenme olmadan yumurta aktivasyonunun rolünü test etme yeteneği sağlar.
Yumurta aktivasyonunda hücresel bileşenler için raportör yapılarının test edilmesi veCa2+ dalgasının mutant arka planlarda 14,24 görselleştirilmesi de dahil olmak üzere, bu tekniğin gelecekteki birçok potansiyel uygulaması vardır. Deneysel ve genetik araçlarla birlikte, burada sunulan ex vivo yumurta aktivasyon testi, evrensel olarak korunmuşCa2+ dalgasının tetikleyici, yayılma ve aşağı akış etkilerinin incelenmesini sağlar.
Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.
Biz bu yazının hazırlanması sırasında yardım için Laura Bampton, Alex Davidson, Richard Parton, Arita Acharya'sına minnettarız; Yumurta aktivasyonu üzerine tartışmalar Mariana Wolfner; Görüntüleme destek Mat Wayland; ve Nan Hu laboratuvarda genel destek için.
Bu çalışma TTW Cambridge, ISSF Üniversitesi [hibe sayısı 097.814] tarafından desteklenmiştir.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Kuru aktif maya | Fleischman' s | # 2192 | |
| Diseksiyon mikroskobu | Leica | MZ6 | Çeşitli çalışacak |
| Lamba | Mircotec Fiber optik | MF0-90 | Çeşitli çalışacak |
| Tıbbi mendiller | Kimberly-Clark Corporation KLEW3020 | ||
| Marker kalem | Stabilo | 841/46 | OHPen evrensel, siyah - çoğu kırtasiye mağazasında mevcuttur. Süper İnce Genişlik 0,4 mm |
| CO2 ped | & Genesee Scientific | 59-114 (789060 Dutscher) | |
| Kapak kayması, No. 1.5, 22 x 50 mm, | Uluslararası- No1-VWR Cat=631-0137-22-50mm | , Menzel-Glaser-22-50mm-MNJ 400-070T | |
| Halokarbon yağı, seri 95 | Halocarbon Products Corp. | Avrupa'daki Distribütör: | |
| Solvadis (GMBH) | |||
| Oil 10 S | VWR Chemicals | 24627.188 | Halokarbon yağı yerine kullanılabilir, seri 95 |
| Forseps | Güzel Bilim Araçları | 11252-00 | Bu aletlerin temiz olması gerekirken, otoklav kullanımına gerek yoktur, etanol yeterli olacaktır. |
| Prob | Güzel Bilim Araçları | 10140-01 | |
| Cam pipet | Fisherbrand,FB50251 | Pasteur Pipetler, cam, fişsiz, 150 mm uzunluk | |
| Flakon | Regina Industries | P1014 | GPPS 80 mm x 25 mm |