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我们描述了独立的细胞器密度的方法,在生活果蝇胚胎。胚胎中嵌入琼脂,离心。这种技术产生沿前后胚胎轴重复性的主要细胞器的分离。这种方法有利于共定位实验和产量的细胞器组分生化分析和移植实验。
净化和隔离不同类型的细胞器的一个重大战略,是他们彼此分开的基础上浮力密度的差异。然而,当细胞被破坏之前,在这个非母语的环境中的离心,蛋白质和细胞器往往不适当地坚持对方。在这里,我们描述一个单独的细胞器的方法,完好,生活果蝇胚胎中的密度。收获人口笼cellularization前的早期胚胎,并删除其外层的蛋壳是用50%漂白粉治疗。胚胎,然后转移到一个小的琼脂平板和插入,结束后第一,在琼脂小垂直孔。包含嵌入式胚胎的板是离心30分钟3000克。琼脂支持胚胎,并保持在一个确定的方向。之后,胚胎挖的琼脂用钝针。
离心分离成不同的层次的重要细胞器,一个分层容易被亮视野显微镜可见。一些荧光标记确认活胚胎的成功分层。与某些细胞器相关的蛋白质会在一个特定的层丰富,展示共区域化。生化分析或移植到捐赠卵子可以恢复单个图层。这种技术适用于在其他大的细胞,包括品种多样的卵和卵母细胞的细胞器分离。
1)准备琼脂平板
概述:此协议采用琼脂平板上,两个不同的用途。首先,琼脂平板作为鸡蛋征收面;苹果汁琼脂刺激产蛋。其次,在琼脂嵌入式胚胎举行,在一个固定的方向时板离心;一个足够高的浓度,琼脂是必要的,以防止在离心瓦解板。为了简便起见,都使用单一类型的苹果汁琼脂聘用。
材料
设备
2)收获胚胎
概述:在发展的第3小时(室温), 果蝇胚胎的单个细胞(不计的种系的前体,向后位于杆细胞)。当这些阶段的正确导向胚胎离心,密度单独的主要细胞器沿长轴鸡蛋。 cellularization阶段,这个大的单细胞转换成数以千计的小细胞,离心势力不会破裂,这些细胞。主要细胞器的成功分离,因此,它是关键离心机尚未完成cellularization的胚胎。
材料
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3)从胚胎取出蛋壳
概述:外层(绒毛膜)(卵黄膜)为主制成的蛋白质和内层蜡: 果蝇胚胎是由两个保护层覆盖。他们免受机械侮辱和干燥的胚胎。绒毛膜有两个扩展(鸡蛋丝或背附属物)作为独特的结构,很容易可见。在这一步,我们将删除50%的漂白粉浸泡鸡蛋的蛋壳。胚胎绒毛膜一旦被删除,变得透明,在透射光下,允许选择具体的萌芽阶段,离心。由于绒毛膜也会干扰许多离心后的程序(例如,固定在第6步),去除绒毛膜现在将允许快速处理后。
50%的漂白治疗绒毛膜会溶解在几分钟之内,但它不会伤害胚胎。卵黄膜保持漂白了。我们将继续漂白处理,直到鸡蛋丝不再可见。之后,我们将单独浇通过一个很小的筛子(丝网制成的一篮子)的胚胎/漂白浆漂白的胚胎。至关重要的是不要急于漂白的曝光步骤。如果漂白洗掉过早,以后的步骤(例如,去除卵黄膜下面固定)可能会受到损害。
材料:
设备:
4)在琼脂安装胚胎
概述: 果蝇卵是远远长于宽(〜180微米)(〜500微米)。为了获得最大的和一致的过程中离心分离细胞器,我们东方的胚胎,其前结束对旋转中心的点(图1,3)。通过这种方式,最轻的细胞内的结构脂滴积聚于前年底在所有的胚胎,而非常致密的结构(蛋黄组件)附近的后结束积累。胚胎苹果汁琼脂小垂直孔插入,坚持前结束。琼脂保持在一个固定在离心方向的胚胎。
设备:
材料:
5)离心和胚胎复苏
概述:板转移到摆动水桶一个Sorvall RT7加离心机离心30分钟在4000转,这相当于约3000克。离心后,板与TSS的覆盖。用针,胚胎被挖了出来在琼脂上的孔,并通过移液器转移到适当的船只。
设备:
材料:
6)进一步处理
根据不同的应用,胚胎也将随之被视为以不同的方式。
7)代表性的成果
如果离心工作不如预期,主要胚胎细胞器将理清密度2。例如,低密度脂滴积聚于前年底,高密度的蛋黄囊泡会积聚在后结束(图1,2)。脂滴和蛋黄囊泡存储脂类和蛋白质的细胞器。
透密度依赖分层的确认是通过解剖或复式显微镜下,通过目视检查活胚胎。胚胎应该出现在图5A:脂滴将在很前的提示(“脂盖”),形成一个坚实的的棕色层;卵黄积累后的最终结果将在一个黑暗的灰色地带。代表其他细胞器和细胞质了广阔的明确区分开这两个暗层。如果胚胎后cellularization离心,分层将微乎其微(图5C)。
如果epifluorescence显微镜,这些生活,离心胚胎紫外线激发下可以检查。在这些情况下,蛋黄,显示了强烈的蓝色自体荧光(图5B)。一个在后极autofluorescent材料的致密层,表示成功离心后结束的标记。
请注意,这些层的外观将发生急剧变化,如果胚胎是固定的。例如,当胚胎是由固定的标准热或甲醛固定庚烷甲醇devitellinization 1,成为半透明的脂滴和脂质层出现发白和蓬松的,由明亮的光镜,而不是黑褐色(图5D )。卵黄自体荧光是由固定部分或完全被毁,成为少得多激烈,甚至检测不到。
如果体内离心突出一个特定的细胞器,它是有帮助的标签,细胞器与荧光标记进行确认。例如,YFP的融合蛋白定位到线粒体,ER或高尔基被描述4。在离心胚胎,这些标志物堆积在沿前后轴(图1)的特征位置。最后,某些组蛋白的融合蛋白本地化脂滴和原子核 2,因而可以用来标记这些细胞车厢(图5,E,F)以及监控胚胎阶段(标记细胞核的数量) 。可从布卢明顿果蝇股票中心(http://flystocks.bio.indiana.edu/)飞株表达在本段中提到的标记。对于组蛋白H2Av,GFP和MRFP变种是5, 6
图1通过离心分离细胞器(修改后 2) 。离心型胚胎在不同的分层结果(耀眼的光芒)。主要细胞器的积累特征的立场,沿前(上) - 后(下)轴:脂滴(固定胚胎尼罗红染色检测);内质网,高尔基体,线粒体(活胚胎通过在YFP的标记检测主要文本);蛋黄(自体荧光检测)。共聚焦显微镜,荧光图像被收购。
图2原理图描绘的胚胎。
答:鸡蛋与鸡蛋壳和突出的鸡蛋丝(背附肢。)由于鸡蛋壳是不透光的,出现鸡蛋均匀黑暗。
B.与蛋壳的蛋删除。前端(左),珠孔是可见的。根据发展阶段,胚胎内的卵黄膜会出现均匀暗棕色或显示不同的结构。参见图4-3的例子。
C.离心胚胎,在这里描述的协议为导向。脂滴的积累作为一个棕色的“帽子”,在珠孔端;蛋黄形成了一层灰色或附近的另一端。
图3。示意图描述的过程。左:没有蛋壳的胚胎放在琼脂平板上,用针推入孔在琼脂。这种安装在所有胚胎的一致方向的结果,与前结束。右:离心后,胚胎是分层的。琼脂覆盖TSS(蓝色),胚胎从琼脂针收回。 TSS的暂停后,胚胎可以拿起一个移液器。
图4。亮光影像生活果蝇胚胎,他们怎么会出现在步骤4.1相似。胚胎标准方向:前年底到左边,正确的,背的一面朝上,腹侧下来后结束。一个早期胚胎发育的时间间隔短片,作为本议定书所附的视频的一部分。
A.卵裂阶段的胚胎出现均匀的棕色。像这样的阶段是理想的体内离心。
B.胚胚胎有一个清晰的轮辋的出现在各方面相似。这个清晰的边缘,部分原因是由于积累的原子核在细胞膜和部分由于卵黄泡和脂滴7外来运输。这个明确的外围扩展,直至接近 cellularization 1月底。胚胎仍然可以成功地通过离心分层cellularization 8月底之前,虽然蛋黄和原子核的层次感不卵裂阶段一致。
C.后cellularization,胚胎出现不对称;成为独特的背,腹两侧,以及各种褶皱的发展。显示胚胎在早期生殖波段扩展。在这些阶段,离心分层的主要细胞器不再有效。
图5。离心胚胎。在此图中的所有胚胎离心其前结束,并在该方向显示。
A.亮光的形象,一个成功的离心胚胎。在很前结束的棕色层是由于脂滴的积累。一个广阔的后部附近的灰层是由于蛋黄囊泡。经常有一个来历不明的,下面的蛋黄层明确区。淡黄色的区域往往是明显的蛋黄层之上,它可能是线粒体。可溶性蛋白的发现整个清晰的层之间的脂滴和蛋黄2。
B.胚胎在一个由紫外线激发下epifluorescence显微镜观看。蛋黄的蓝色自体荧光的特性,有助于确定后结束。
C.胚胎生殖波段扩展,即在离心后cellularization。蛋黄仍可能积聚在后结束,但另有分层是最小的。
D.成功分层胚胎后,热固定。脂滴层出现白色,蓬松,而不是在不固定的胚胎暗棕色(一)的。
E.&F胚胎表达His2Av - GFP和成像共聚焦显微镜(修改后2)。电子邮件:离心裂解阶段; His2Av - GFP似乎只标记的脂滴层,因为这个时候形成的几个核。根据焦平面上,细胞核可刚下液滴层可见(此处未显示)。传真:离心胚阶段; His2Av - GFP标记的脂滴层(顶部)和细胞核(在液滴层以下的广阔地带)。
关键步骤
确保琼脂浓度足够高 ,如果它太低,琼脂将瓦解在离心过程中,胚胎会爆裂或随机取向。如果琼脂的浓度只是稍微过低或琼脂是湿的(不够晒干或步骤4.3中清除多余的TSS的不足),胚胎会浮在离心其孔,成为不正确导向。琼脂倒入如果过于分散,它也将崩溃或裂纹在离心。
确保胚胎不能超越cellularization阶段的先进,否则,细胞器的分离将无法工作(图5C),因为细胞器将成为成千上万的单个细胞内固定。在年轻的一个细胞阶段的胚胎,细胞器是自由迁移大的距离,根据他们的特点密度和积累。为了避免分析胚胎太旧,确保(i)包括一个预收款,让女性躺在老蛋(步骤2.4),(二)收集3小时或更少的胚胎(步骤2.5),(三)直观地选择前cellularization阶段的胚胎嵌入到琼脂(步骤4.2),(四)保持嵌入时间短,以防止通过发展cellularization(步骤4.6)结束,(五)正确丢弃的胚胎,没有层(步骤5.6) 。
不要吝啬离心时间 ,虽然有些胚胎将显示很好的分层,即使只有10分钟的离心后,分离是从胚胎到胚胎的不一致。 30分钟旋转给予了高度一致的结果。此外,离心时间较长,不再层是稳定的离心后已经结束。这一点很重要,这些应用程序,它需要时间处理,使用前胚胎进一步(例如,如果他们需要处理的移植实验,或安装共聚焦分析)。
可能的修改
蛋收集和绒毛膜去除许多不同的协议中存在的步骤2 和3 1,3,9,和会的工作,以及这里的描述,只要使用的胚胎是年轻,鸡蛋产量高,分数MIS上演的胚胎是最小化。
该协议前后对齐定位所有胚胎后到底是埋在琼脂和前结束(图3)。这个方向是一致性好,因此,它有可能使用年底指出在离心5)(图1,作为一个具有里程碑意义的珠孔。然而,实践中,它很容易挑选出的脂滴和蛋黄层亮视野显微镜的独特的外观离心胚胎的方向。然后安装任何一端的胚胎成为可能,这种灵活性加快了安装过程。
无向离心的协议中最耗费时间和技术上具有挑战性的方面是安装在琼脂胚胎(步骤4 )。它需要触及每个胚胎两次(一次插入孔内,并一次来恢复它,离心后)。作为替代方案,可以在步骤4.1传输与TSS的离心管中充满的胚胎。当这些管子中的微量离心(13,000 RPM,10-30分钟),胚胎通常也会层以及10-13。这种变化可以处理数百个胚胎,在同一时间,速度非常快。然而,层叠不作为一致;一小部分的胚胎不发展,尽管不同的层次要高得多的离心势力(〜16,000 G),比上述协议中的应用。更具有挑战性的是,胚胎的方向是可变的,人们可以观察到不同的角度主要胚胎轴分离。这种可变性,需要实验者进行排序后,在一个特定的胚胎是如何安排在离心管中离心。蛋黄自体荧光标记胚胎的最密集的部分使用,这往往是可能的,但它需要大量的实践和更多的判断做可靠。如果有足够的胚胎样品中,一种可能是能够理清这些实例在胚胎发生像图安排。 1。
离心他们的蛋壳中的胚胎很可能在步骤4琼脂中嵌入胚胎不删除绒毛膜第2。在这种方法中,胚胎收集盘上都覆盖着卤烃油,而不是50%漂白步骤3.2(卤烃变成绒毛膜半透明)。选择适当阶段的胚胎,并转移到一个新的琼脂平板上,用小镊子抓住镊子,损害的只有鸡蛋丝胚胎适当是可以避免的。胚胎是嵌入在步骤4.4至4.8%,与前鸡蛋丝琼脂孔伸出。蛋壳被删除50%漂白处理后的胚胎已经离心,在步骤5.4的琼脂挖。在鸡蛋壳的存在离心可提高固定后devitellinization率(步骤6.2),但选择正确的离心阶段(步骤4.2)是更具挑战性的。
应用
胚胎离心共定位实验,即进行测试,如果一种特定的蛋白质定位于一定的主要细胞器是非常有用的。例如,Klar蛋白是目前对早期胚胎的脂滴,但这种本地化是具有挑战性的,以展示完整的胚胎。在某种程度上,这是因为这两个Klar puncta和脂滴丰富,使得虚假的共定位很难排除在胚胎外围10。然而,离心浓缩成一个独特的层脂滴,因此,共定位Klar信号变得明显10。
类似的分析,明确地表明了对其他蛋白质的本地化脂滴8日,13日至 15日,包括令人惊讶的例子,如某些组蛋白2的一种蛋白质是目前普遍存在的情况下,但丰富的脂滴8。作为胚胎发育阶段(步骤4.2),可以选择在视觉上,它甚至可以检测发育调控的蛋白质招聘脂滴8,15。测试与脂滴共定位是特别容易,因为脂滴堆积在视觉上不同的“帽子”,所以没有进一步的标记或染色,以确定这一层。事实上,我们的实验室,因为它的易用性和潜在引人注目的视觉效果(图1,图5 D,E),采用这种技术,现在通常作为第一个测试候选人蛋白是否是本地化的脂滴。原则上,类似的共定位研究工作图的其他细胞器。 1,并有可能为他人(包括细胞内寄生虫),其分布在离心胚胎还没有被记录在案。
由于离心浓缩成严密乐队的细胞器,它有利于在这些细胞器丰富的一小部分隔离。这种方法已经被用来恢复到捐助者的胚胎移植2的脂滴。它也是可能的生化分析丰富的一小部分(例如,通过切断胚层固定后15)。
描述的方法,这里已经超越果蝇胚胎的应用,如可用于离心分层许多不同的物种(包括青蛙,线虫,被囊动物,环节动物,海胆,软体动物,腔肠动物)16鸡蛋。在我们自己的实验室,我们使用以上家蝇家蝇胚胎协议,并已聘用在胚胎从真菌GNAT Sciara coprophila 17日和蜗牛Ilyanassa obsoleta 17分析的无向离心。最后,这种方法并不局限于胚胎:离心等大型的细胞,如卵母细胞(例如, 在 果蝇2,18日和马利筋错误Oncopeltus fasciatus 17),也可以分层。对于不同的试样,确切的离心条件下需要进行优化:例如,在3000克10分钟是足够的,有效地进行 分层胚胎家蝇2,如果离心更长的时间,胚胎往往打破固定和免疫期间除了。
我们感谢提供材料测试Sciara coprophila Ilyanassa obsoleta体内离心,分别苏珊Gerbi,海蒂史密斯和大卫兰伯特。我们感谢的技术和手稿的意见Welte实验室的成员。 在体内的离心检测的发展和细化支持NIGMS授予GM64687鱼鳔。图像如图所示。 1和图。 5E,F察看2,经许可后转载。
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
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Name | Company | Catalog Number | Comments | |
60x15 mm Petri dishes | Becton Dickinson | #35-1007 | From Falcon | |
Wire mesh | Small Parts | CX-0150 | stainless steel type 304; mesh size #150 x150, wire diameter: 0.0026 inches | |
Tungsten needles | Fine Science Tools | 10130-10 | 0.25 mm | |
Moria Nickel Plated Pin/Needle Holder | Fine Science Tools | 26016-12 | ||
Fly Cages | Genesee Scientific | 59-100 or 59-101 | For 65 mm or 100 mm diameter Petri dishes, respectively | |
Halocarbon Oil 27 | Sigma | H8773 |
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