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Method Article
Frühe Entwicklung der Fruchtfliege, Drosophila melanogaster, wird durch eine Reihe von Zell-Form verändert, dass auch für die Bildgebung Ansätze geeignet sind, geprägt. Dieser Artikel beschreibt grundlegende Werkzeuge und Methoden für die Live-konfokale Abbildung von Drosophila Embryonen erforderlich ist, und wird auf eine Zelle Formveränderung genannt Zellularisierung konzentrieren.
Die Entwicklung von Drosophila melanogaster Embryo durchläuft eine Reihe von Zellform Veränderungen, die sehr gut für konfokale Bildgebung leben. Zellform Veränderungen in-the-fly sind analog zu denen in höheren Organismen, und sie fahren Gewebemorphogenese. Also, in vielen Fällen hat ihre Studie direkte Implikationen für das Verständnis menschlicher Erkrankungen (Tabelle 1) 1-5. Auf der sub-zellulärer Ebene sind diese Zellform Veränderungen das Produkt der Aktivitäten reicht von der Genexpression bis Signaltransduktion, Zellpolarität, Zytoskelett-Umbau-und Membran-Handel. Somit stellt die Drosophila-Embryo nicht nur den Kontext zu Zellform Veränderungen zu bewerten, da sie Gewebemorphogenese beziehen, sondern bietet auch eine völlig physiologischen Umgebung, die sub-zellulären Aktivitäten, die Form-Zellen zu studieren.
Die hier beschriebene Protokoll wurde entwickelt, um Bild einer bestimmten Zelle Formveränderung genannt Zellularisierung. Zellularisierung ist ein Prozess der dramatischen Plasmamembran Wachstum, und es letztendlich wandelt die Syncytial Embryo in die zelluläre Blastoderm. Das heißt, bei der Interphase der Mitose-Zyklus 14, der Plasmamembran gleichzeitig stülpt sich um jede ~ 6000 kortikal verankert Kerne auf ein Blatt von primären Epithelzellen zu generieren. Zähler zur vorherigen Vorschläge, ist Zellularisierung nicht von Myosin-2 Kontraktilität 6 angetrieben, sondern wird weitgehend durch Exozytose von Membran aus internen Shops 7 angeheizt. So ist Zellularisierung ein hervorragendes System zur Untersuchung von Membran-Handel während der Zellform Veränderungen, die Plasmamembran Invagination oder Erweiterung erfordern, wie Zytokinese oder Quer-Tubuli (T-Tubulus) Morphogenese in der Muskulatur.
Beachten Sie, dass dieses Protokoll einfach auf die Abbildung von anderen Zellform Veränderungen in-the-fly Embryo angelegt und erfordert nur geringe Anpassungen wie die Änderung der Phase der Embryo-Entnahme oder Verwendung von "Embryo Kleber", um den Embryo in einer bestimmten Orientierung (Tabelle montieren 1) 8-19. In allen Fällen wird der Workflow im Grunde die gleichen (Abbildung 1). Standard-Verfahren für das Klonen und Drosophila Transgenese werden verwendet, um stabile fliegen Aktien, die ein Protein von Interesse exprimieren, fusioniert mit Green Fluorescent Protein (GFP) oder dessen Varianten vorzubereiten und diese Fliegen bieten eine erneuerbare Quelle von Embryonen. Alternativ sind auch fluoreszierende Proteine / Sonden direkt in fly Embryonen über einfache Mikro-Injektion Techniken 9-10 eingeführt. Dann, je nach Entwicklungs-Event-und Zell-Form zu ändern, die abgebildet werden, sind Embryonen gesammelt und inszeniert von Morphologie auf einem Binokular und schließlich positioniert und montiert für Zeitraffer-Bildgebung an einem konfokalen Mikroskop.
1. Montieren Embryo Sammlung Cups
2. Machen Apfelsaft Agar-Platten
Notes:
3. Add GFP Flies auf die Embryo-Entnahme-Cups
4. Bereiten Sie eine Montage Kammer
Notes:
5. Dechorionate Embryos
Notes:
6. Bühne und Mount Embryos
Notes:
7. Bild Embryos
Hinweis:
8. Alternative Methode: Mount Embryonen mit "Embryo-Kleber"
9. Repräsentative Ergebnisse:
Wenn die Embryonen gesund sind und die Abbildung optimal ist, dann Zellularisierung sollte 50-60 Minuten, und der Plasmamembran Einstülpungen sollte das Eindringen von fast 40 Mikron. Allerdings, wenn die Embryonen over-gebleicht, Sauerstoff entzogen oder durch Phototoxizität beschädigt sind, dann Einstülpung entweder verlangsamen oder stoppen, vor allem in der abgebildeten Fläche. Solche Verschlechterung der Embryo Gesundheit führt oft veränderte Entwicklung, und ein Ausfall als Larven schlüpfen. Somit ist für einen rigorosen Test Test Embryo Gesundheit nach der Bebilderung, halten Sie Ihre Folien in einer feuchten Kammer und sehen für das Ausbrüten des nächsten Tages.
Abbildung 1. Workflow von Embryo-Entnahme zur Bildgebung. Der Workflow des Protokolls lässt sich in vier Hauptphasen unterteilt werden. In der ersten Phase werden alle einzelnen Lieferungen und Komponenten hergestellt, und dann die Embryo-Entnahme-cup, Apfelsaft-Agar-Platte und GFP Fliegen sind zusammen, um den Embryo-Verlegung zu schaffen setzen. In der zweiten Phase werden die Eier und Embryonen, die auf der Apfelsaft-Agar-Platten gelegt werden gesammelt. In der dritten Phase, die Embryonen von der Platte entfernt werden, inszeniert und an die Montage Kammer. In der vierten Phase werden die montierten Embryonen auf einem konfokalen Mikroskop abgebildet.
Abbildung 2. Repräsentative Daten aus Zeitraffer-Bildgebung von Zellularisierung. Embryonen werden mit dorsaler (D) und ventralen (V) Seiten gut sichtbar angebracht und sind in der Nähe ihrer Mitte abgebildet an die Plasmamembran Einstülpungen im Querschnitt zu folgen. Der Embryo hier gezeigten drückt eine GFP-Myosin-2-Sonde 6, die an den Spitzen der Plasmamembran Einstülpungen konzentriert. So verfolgen das Eindringen von dieser Front im Laufe der Zeit gibt die Rate, mit der Plasmamembran stülpt. Die 0.00 Minuten-Zeitpunkt entspricht Zellularisierung Beginn. Kurz nach der 56:00 Minuten-Zeitpunkt, beginnt der Gastrulation auf der Bauchseite des Embryos. Bar ist 40 Mikron.
Movie 1. Vertreter Film von Zeitraffer-Bildgebung von Zellularisierung. Dieser Film entspricht 2 Abbildung. So nehmen Sie den gesamten Prozess der Zellularisierung begann Bildgebung in der vorherigen Mitosecyclus 13, Erfassung pseudocleavage Furche Regression, und dauerte bis Gastrulationsbewegungen auf der Bauchseite des Embryos zu sehen waren. Die Bilder wurden in Intervallen von einer Minute gesammelt. Die Intensitäten wurden nach der Akquisition erhöht, um es einfacher, die Gastrulationsbewegungen sehen.
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Developmental Event-und Timing * | Zellform Änderungen im Zusammenhang mit | Ein Link zu Krankheit oder die menschliche Gesundheit | Aktuelle Referenzen mit Live-Bildgebung |
Pseudo-Teilungsfurche Bildung (4; 90 Minuten pf) | Cytokinesis | Polyploidie und Krebs Reihe 1 | Mavrakis et al., 2009 8 Cao et al., 2010 9 |
Zellularisierung (5; 130 Minuten pf) | Cytokinesis | Polyploidie und Krebs Reihe 1 | Cao et al., 2008 10 Sokac & Wieschaus, 2008 11 |
Bildung der ventralen Furche; Mesoderm Invagination (6; 180 Minuten pf) | Apikalen Konstriktion, Epithelial-mesenchymale Transition | Krebs Metastasen 2 | Fox & Peifer, 2007 12 Martin et al., 2009 13 |
Germband Erweiterung (7; 195 Minuten pf) | Konvergente Extension | Neuralrohrdefekte 3 | Bertet et al., 2004 14 Blankenship et al., 2006 15 |
Tracheogenesis (11; 320 Minuten pf) | Epitheliale tube formation und Verzweigung | Angiogenese 4 | Caussinus et al., 2008 16 Gervais & Casanova, 2010 17 |
Dorsal Schließung (14; 620 Minuten pf) | Apikalen Konstriktion | Die Wundheilung 5 | Gorfinkiel et al., 2009 18 Solon et al., 2009 19 |
Tabelle 1. Beispiele Zellform Veränderungen in lebenden Embryonen zu fliegen abgebildet
* Die Bownes Bühne Zahl und Zeit nach der Befruchtung (pf), wenn jedes Ereignis beginnt, werden nach Campos-Ortega, 1985 aufgeführt.
Fly Lager | Labels | Original-Referenz |
Spider-GFP (95-1) | Plasma-Membran | Morin et al., 2001 22 |
Resille-GFP (117-2) | Plasma-Membran | Morin et al., 2001 22 |
GAP43-Venus | Plasma-Membran | Mavrakis et al., 2009 8 |
Spaghetti Squash-GFP (SQH-GFP) | Myosin-2 | Royou et al., 2002 6 |
E-Cadherin-GFP (ECAD-GFP) | Zell-Zell-Verbindungen | Oda et al., 2001 23 |
GFP-Moesin | F-Aktin | Kiehart et al., 2000 24 |
Utrophin-Venus (Utro-Venus) | F-Aktin | Sokac et al., Unveröffentlichte Ergebnisse |
Tabelle 2. Nützliche Aktien für die Bildgebung Zellform Änderung fliegen Embryonen
Das Protokoll beschriebenen wird die Live-, konfokale Bildgebung von einer Reihe von Zellform Veränderungen in den Entwicklungsländern zu fliegen Embryo zu ermöglichen. GFP Aktien für die Bildgebung kann durch einen individuellen Labor (Tabelle 2) hergestellt werden, aber viele dieser Bestände sind auch öffentlich verfügbar von Zentren wie Bloomington Drosophila Stock Center an der Indiana University ( http://flystocks.bio.indiana.edu ) und Fliegenfalle Stoc...
Wir danken Eric Wieschaus, der das Fundament, auf dem dieses Protokoll wurde entwickelt, zur Verfügung gestellt. Unsere Arbeit wird durch eine Verna & Marrs McLean Department of Biochemistry and Molecular Biology Start-up Award, Baylor College of Medicine unterstützt.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Slides | Fisher Scientific | 12-550-343 | |
Cover slips 25x25 | Fisher Scientific | 1 2-524C | |
Squirt bottles (H2O) | Fisher Scientific | 02-897-11 | |
50 ml Falcon tubes | Fisher Scientific | 14-432-22 | |
Bulbs for small pipets, 1 mL | Fisher Scientific | 03-448-21 | |
Scintillation vials with caps | VWR international | 66021-533 | |
Tri-Corn Beakers, 100 mL | Electron Microscopy Sciences | 60970 | |
BD Falcon Petri dish 60x15mm | Fisher Scientific | 08757 100B | |
BD Falcon Cell strainer | Fisher Scientific | 08-771-2 | |
Yellow pipet tips | Rainin | L200 | |
Stainless steel mesh, 304, 12x24 | Small Parts, Inc. | CX-0150-F-01 | |
Glass 5¾ inch Pasteur Pipets | Fisher Scientific | 13-678-20B | |
P4 Filter paper | Fisher Scientific | 09-803-6F | |
Rubber bands | Office Max | A620645 | |
Scotch double-sided tape, ½ inch | Office Max | A8137DM-2 | |
Robert Simmons Expression paint brushes E85 round #2 | Jerry’s Artarama | 56460 | |
Dumont #5 Forceps High Precision Inox | Electron Microscopy Sciences | 72701-DZ | |
Razor blades | VWR international | 55411-050 | |
Halocarbon Oil 27 | Sigma-Aldrich | H 8773 | |
Heptane | Fisher Scientific | H360-1 | |
BD Bacto Agar | VWR international | 90000-760 | |
Sucrose | Sigma-Aldrich | S7903 | |
p-Hydroxybenzoic acid | Sigma-Aldrich | H5501 | |
Red Star Active Dry Yeast | LeSaffre | 15700 | |
Paper towels, C-fold | Kleenex | ||
Heavy duty aluminum foil | Reynolds Wrap | ||
Bleach | Austin’s A-1 Commercial | ||
100% Apple juice | Ocean Spray or Tree Top |
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