Die Autoren danken SI Bernstein (San Diego State University) für die kritische Durchsicht und Anregungen in Bezug auf die Erstellung des Manuskripts. Diese Arbeit wurde vom NIH gewährt SI Bernstein, SDSU, und R. Bodmer, BIMR unterstützt, und durch ein Postdoc-Stipendium von der Western States Partner der American Heart Association zu G. Vogler und A. Cammarato.

Bevor Sie beginnen <ol><li> Bereiten Sie die folgenden Lösungen: <ol class="lalpha"><li> Entspannung Puffer (künstliche Drosophila Hämolymphe (ADH) (siehe &quot;Visualisierung des schlagenden Herzens in Drosophila&quot;), die 10 mM EGTA enthält) </li><li> Fixativ (4% Formaldehyd in 1x PBS) </li><li> PBSTx (PBS mit 0,1% Triton-X-100) </li><li> Entsprechend verdünnten Primär-und Spezies-spezifische fluoreszenzmarkierte Sekundärantikörper in PBSTx </li></ol></li><li> Dissect Drosophila, die Herz-Röhren (von erwachsenen Fliegen und / oder Larven) folgende aussetzen <ol class="lalpha"><li> die semi-intakten Drosophila Herzen Vorbereitung Protokoll in &quot;Visualisierung des schlagenden Herzens in Drosophila&quot;, oder </li><li> Drosophila Larven NMJ Dissection-Protokoll 1 mit folgenden Änderungen: Mit Sauerstoff ADH während Larven Dissektion und verdrängen den hinteren Stift leicht von der ventralen Mittellinie. Die Larven sind entlang der ventralen Mittellinie geschnitten. Entfernen Sie nicht jedes Gewebe vor der Fixierung. </li></ol></li></ol> Fluoreszenzfärbung <ol><li> Prüfen Sie, ob alle Herzen sind rhythmisch schlagen in Sauerstoff ADH. Schnell zu ersetzen ADH mit entspannenden Puffer. Untersuchen Sie jeden Herzschlauchs, um sicherzustellen, Kontraktionen gehemmt werden. </li><li> Fix die Herzen durch den Austausch des entspannten Puffer mit Fixativ. Inkubieren bei Raumtemperatur für 20 Minuten unter leichtem Schütteln. (Für Larven Vorbereitung Schütteln ist nicht notwendig, bei jedem Schritt, und darf als schädlich für Herzgewebe Integrität). </li><li> Wash Proben dreimal für 10 Minuten mit PBSTx bei Raumtemperatur unter ständigem Schütteln. </li><li> Für Erwachsene, sorgfältig trimmen zurück ventralen Kanten der abdominalen Häutchen, wie das, was bleibt, ist mehr elliptisch und weniger abgerundet. Zusätzlich mit einem einzigen Schnitt zwischen den Bauch und Brustkorb, sorgfältig und sauber zu trennen beide Körper ab und sorgen für minimale Schäden an den vorderen Bereich des Herzens. Für Larven Herzen, entfernen Sie vorsichtig die fetten Körper mit feinen Pinzetten. Die Fettabsaugung muss mit äußerster Vorsicht ausgeführt werden, da die Larven Herz ist besonders empfindlich und hat sehr wenig Unterstützung von anderen Muskeln oder Bindegewebe. Entfernen Sie nicht die trachealen Äste, da dies das Herz schädigen können. </li><li> Übertragen Sie die getrimmt dorsalen Bereich der Bauch-Nagelhaut an den Rändern, Vermeidung von Kontakt mit dem zentral gelegenen Herz-Rohr, in eine 96-Well-Platte mit Brunnen dass 50-100 ul des primären Antikörpers in PBSTx verdünnt enthalten. Legen Sie nicht mehr als 12 Proben pro Vertiefung. Inkubieren bei Raumtemperatur für 2 Stunden unter ständigem Rühren. Incubation kann auch über Nacht bei 4 ° C. </li><li> Entfernen primärer Antikörper-Lösung. Waschen Sie die Herzen dreimal für 10 Minuten mit 100 ul PBSTx bei Raumtemperatur unter ständigem Schütteln. </li><li> Nach dem Entfernen des letzten Waschpuffer, 100 ul des sekundären Antikörpers in PBSTx mit Alexa594-Phalloidin (1:1000) ergänzt. Inkubieren für eine Stunde unter ständigem Schütteln bei Raumtemperatur. Keep Proben abgedeckt, um zu verhindern Fluorophor Bleichen. </li><li> Nach sekundären Inkubation, waschen Sie die Herzen dreimal für 10 Minuten mit 100 ul PBSTx bei Raumtemperatur unter ständigem Schütteln. Halten Sie die Proben während der Waschschritte abgedeckt. </li><li> Zur Entfernung von Triton-X-100, spülen Sie die Herzen ein letztes Mal in 100 ul PBS für 10 Minuten. Die Proben können im Dunkeln bei 4 ° C für mehrere Tage gelagert, bevor Montage. </li></ol> Halterung für Adult Herzen <ol><li> Beachten zwei 18 x 18 mm Deckgläser auf einen Objektträger mit 10 ul Vectashield Eindeckmedium. Die Deckgläser sollten ~ 10-15 mm auseinander liegen. Legen Sie eine kleine Terz Tropfen Eindeckmedium in-zwischen den beiden Deckgläsern. </li><li> Platz 20 ul der Vectashield in der Mitte ein Drittel Deckglas. </li><li> Entfernen Sie vorsichtig jede der Herzen aus dem PBS-Waschlösung durch den äußersten Rändern der Kutikula, und sanft lege sie Herz-Seite nach unten auf den Tropfen Eindeckmedium auf der dritten Deckglas. Legen Sie nicht mehr als fünf Herzen pro Tropfen auf dem Deckglas. </li><li> Überprüfen Sie unter einem Mikroskop, um sicherzustellen, alle Herzen nach unten zeigen. </li><li> Vorsichtig umdrehen das Deckglas mit dem Herzen und schnell platzieren Sie es auf die Folie mit den zwei Deckgläser, so dass die Tropfen mit kardiologischen Rohre verschmilzt mit dem Vectashield Tropfen zwischen Deckglas Paar. Eine &quot;Brücke&quot; sollte durch die Deckgläschen gebildet werden. Die Herzen werden zwischen einem Deckglas und dem Objektträger suspendiert werden. </li><li> Überprüfen Sie unter einem Mikroskop, um sicherzustellen, dass die Herzen sind jetzt nach oben. </li><li> Fix Deckgläschen an ihren Rändern mit Nagellack. </li><li> Die Herzen sind nun bereit, über fluoreszierende oder konfokalen Mikroskopie abgebildet werden. </li></ol><ol><li> Geben Sie einen Tropfen (~ 20 ul) Vectashield auf einen Objektträger. </li><li> Sorgfältig Transfer bis zu zwei Larven Exemplaren in die Vectashield und orientieren sie dorsalen Seite nach unten mit Wolfram Nadeln. </li><li> Individuell ziehen Sie die Proben aus dem Eindeckmedium und richten jeweils parallel. </li><li> Legen Sie ein Deckglas auf gegenüberliegenden Seiten der Probe. Mit einer Pinzette, statt ein Drittel Deckglas auf, zunächst durch Verlegung einer Seite auf die hintere Deckglas und Senken es auf den vorderen Deckglas bildet somit eine Brücke. Kapillarkräfte verursacht einen Strom von Vectashield von posterior nach anterior, die korrekte Ausrichtung der Larven Herzen hilft. </li><li> Fix alle Deckgläser in Ort, an ihren Rändern, mit Nagellack und sorgfältig füllen den Raum zwischen den Deckgläschen mit 20-30 ul Vectashield. </li><li> Seal mit Nagellack und lagern bei 4 ° C, oder für die langfristige Lagerung bei -20 ° C. </li></ol> Repräsentative Ergebnisse Wenn richtig ausgeführt, sollten alle Komponenten und der dazugehörigen Gewebe des dorsalen Gefäß intakt bleiben und leicht sichtbar gemacht werden. Die Hintergrund-Fluoreszenz sollte minimal sein. Für Erwachsene, die ventralen Längs-Muskelschicht Flecken sehr gut und erzeugt eine erhebliche Signal (Abbildung 1 und Abbildung 2). Die zugrunde liegenden kreisförmigen Kardiomyozyten jedoch eher nicht so intensiv ein Signal, dass der darüberliegenden ventralen Schicht zu erzeugen. Die Myozyten des vorderen &quot;konischen Kammer&quot; des erwachsenen Herzens enthalten eine beträchtliche Menge von kontraktilen Materials und damit erscheint diese Region als die robustesten gegenüber dem Rest des Herzschlauches. Die Larven Herz zeigt eine Spirale myofibrillären Anordnung ähnlich der des Erwachsenen kontraktilen Kardiomyozyten (Abbildung 3). <img src="/files/ftp_upload/1423/1423fig1atmb.jpg" alt="Abbildung 1a" border="0" /> <img src="/files/ftp_upload/1423/1423fig1btmb.jpg" border="0" alt="Abbildung 1b" /> Abbildung 1: Top. Ein fluoreszierendes Aufnahme zeigt das gesamte Herz-Rohr eines erwachsenen Drosophila melanogaster, dass Myosin-GFP zum Ausdruck bringt. Das Bild wurde mit einem Zeiss-Imager Z1 Fluoreszenzmikroskop mit einer Apotome Schiebe-Modul ausgestattet übernommen. Myosin-GFP in grün angezeigt wird, Aktin ist mit AlexaFluor ® 594 Phalloidin (rot) und α-Actinin gefärbt mit anti-α-Antikörper actinin (blau) markiert. Beachten Sie die präparativen Verfahren ermöglicht Wiederherstellung von Herz-Proben mit gut erhaltenen Strukturen. CC = konische Kammer; AM = Alary Muskel; V = internes Ventil; VLL = ventralen Längs-Muskelschicht. Bottom. Eine Region der erwachsenen Herzschlauchs von der CC durch das 3. Abdominalsegment des Herzens nur unter der ventralen Längs-Schicht zeigt die Spirale Myofibrille Anordnung der kontraktilen Kardiomyozyten. Bitte <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1423/1423fig1a.jpg">klicken Sie hier</a> für eine größere Version der Abbildung 1a und <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1423/1423fig1b.jpg">hier</a> für eine größere Version der Abbildung 1b <img border="0" src="/files/ftp_upload/1423/1423fig2tmb.jpg" alt="Abbildung 2" /> Abbildung 2: Repräsentative konfokalen Stapel von einer vorderen Teil des erwachsenen Herzens mit AlexaFluor ® 594 Phalloidin (rot) und ein Anti-Pericardin (Kollagen Typ IV) (grün)-Antikörper gefärbt. Pericardin ist mit dem Herzen an der ventralen Fläche verbunden sind, wahrscheinlich aus dem längsorientierten Myofibrillen der ventralen Muskelschicht. Bitte <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1423/1423fig2.jpg">klicken Sie hier</a> für eine größere Version der Abbildung 2 dargestellt. <img border="0" src="/files/ftp_upload/1423/1423fig3tmb.jpg" alt="Abbildung 3" /> Abbildung 3: Ein fluoreszierendes Aufnahme Segment A7 des Herzens ordnungsgemäße einer dritten Stufe Drosophila Larve. Das Bild wurde mit einem Zeiss-Imager Z1 Fluoreszenzmikroskop mit einer Apotome Schiebe-Modul ausgestattet übernommen. Aktin ist mit AlexaFluor ® 594 Phalloidin (grün) und α-Actinin beschriftet ist mit Anti-α-Antikörper actinin (rot) gefärbt. Bitte <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1423/1423fig3.jpg">klicken Sie hier</a> für eine größere Version der Abbildung 3 dargestellt.

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	<li>Brent, J. R., Werner, K. M., McCabe, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+larval+NMJ+dissection.">Drosophila larval NMJ dissection.</a> J Vis Exp. , (2009).</li><li>Molina, M. R., Cripps, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ostia,+the+inflow+tracts+of+the+Drosophila+heart,+develop+from+a+genetically+distinct+subset+of+cardial+cells.">Ostia, the inflow tracts of the Drosophila heart, develop from a genetically distinct subset of cardial cells.</a> Mech Dev. 1, 51-59 (2001).</li><li>Dulcis, D., Levine, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glutamatergic+innervation+of+the+heart+initiates+retrograde+contractions+in+adult+Drosophila+melanogaster.">Glutamatergic innervation of the heart initiates retrograde contractions in adult Drosophila melanogaster.</a> J Neurosci. 2, 271-280 (2005).</li><li>Zeitouni, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Signalling+pathways+involved+in+adult+heart+formation+revealed+by+gene+expression+profiling+in+Drosophila.">Signalling pathways involved in adult heart formation revealed by gene expression profiling in Drosophila.</a> PLoS Genet. 10, 1907-1921 (2007).</li><li>Robertson, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+metamorphosis+of+Drosophila+melanogaster,+including+an+accurately+timed+account+of+the+principal+morphological+change.">The metamorphosis of Drosophila melanogaster, including an accurately timed account of the principal morphological change.</a> J. Morphol. 2, 351-399 (1936).</li><li>Miller, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The internal anatomy and histology of the imago of Drosophila melanogaster. , (1950).</li><li>Rizki, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+circulatory+system+and+associated+cells+and+tissues.">The circulatory system and associated cells and tissues.</a> , (1978).</li><li>Cammarato, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myosin+transducer+mutations+differentially+affect+motor+function,+myofibril+structure,+and+the+performance+of+skeletal+and+cardiac+muscles.">Myosin transducer mutations differentially affect motor function, myofibril structure, and the performance of skeletal and cardiac muscles.</a> Mol Biol Cell. 2, 553-562 (2008).</li><li>Taghli-Lamallem, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dystrophin+deficiency+in+Drosophila+reduces+lifespan+and+causes+a+dilated+cardiomyopathy+phenotype.">Dystrophin deficiency in Drosophila reduces lifespan and causes a dilated cardiomyopathy phenotype.</a> Aging Cell. 2, 237-249 (2008).</li><li>Kelso, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=a+database+documenting+a+GFP+protein-trap+insertion+screen+in+Drosophila+melanogaster.">a database documenting a GFP protein-trap insertion screen in Drosophila melanogaster.</a> Nucleic Acids Res. 32, D418-D420 (2004).</li><li>Dietzl, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+genome-wide+transgenic+RNAi+library+for+conditional+gene+inactivation+in+Drosophila.">A genome-wide transgenic RNAi library for conditional gene inactivation in Drosophila.</a> Nature. 7150, 151-156 (2007).</li><li>Mery, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Drosophila+muscle+LIM+protein,+Mlp84B,+is+essential+for+cardiac+function.">The Drosophila muscle LIM protein, Mlp84B, is essential for cardiac function.</a> J Exp Biol. 211, 15-23 (2008).</li></ol>

Hier präsentieren wir ein Protokoll, die zur Herstellung und Färbung der Drosophila melanogaster dorsalen Gefäß und der dazugehörigen Gewebe für die Bildgebung mittels Fluoreszenz-oder konfokalen Mikroskopie. Wir bieten eine übersichtliche Darstellung der Schritte verfeinert und am häufigsten in unserem Labor für eine effektive Färbung, die gut aufgelösten erlaubt in situ Darstellung von Larven und erwachsenen Drosophila Herzen Rohre eingesetzt. Andere haben ähnliche Methoden in ab...

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		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Ethylene glycol-bis (2-amino-ethylether) -N,N,N&#x2019;,N&#x2019;-tetra-acetic acid (EGTA)</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma-Aldrich&reg;</td>
<td>E4378</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Formaldehyde, 10%, methanol free, Ultra Pure</td>
<td>Reagent</td>
<td>Polysciences Inc.</td>
<td>50-00-0</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Triton-X-100</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma-Aldrich&reg;</td>
<td>9002-93-1</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Alexa Fluor&reg; 594 phalloidin</td>
<td>Reagent</td>
<td>Invitrogen&trade;</td>
<td>A12381</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Vectashield&reg; Mounting Medium for Fluorescence with DAPI</td>
<td>Reagent</td>
<td>Vector Laboratories, Inc.</td>
<td>H-1200</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Tungsten pins</td>
<td>Reagent</td>
<td>Fine Science Tools</td>
<td>26002-10</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Pin holder</td>
<td>Reagent</td>
<td>Fine Science Tools</td>
<td>26018-17</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

fluorescent labeling of drosophila heart structures

Die<em&gt; Drosophila melanogaster</em&gt; Dorsalen Gefäß oder Herz, ist eine röhrenförmige Struktur aus einer einzigen Schicht von kontraktilen Kardiomyozyten, Herzbeutel-Zellen, die an jeder Seite der Herzwand, unterstützende Alary Muskeln und bei Erwachsenen, eine Schicht der ventralen Längs-Muskelzellen align zusammen. Die kontraktilen Fasern Haus konservierte Bestandteile des Muskels Zytoarchitektur einschließlich dicht gepackte Bündel von Myofibrillen und Zytoskelett / submembranous Protein-Komplexe, die mit homologen Komponenten der extrazellulären Matrix interagieren. Hier beschreiben wir ein Protokoll für die Fixierung und die Fluoreszenzmarkierung insbesondere Myokardinfarkt Elemente aus den Herzen der sezierten Larven und semi-intakten, erwachsenen<em&gt; Drosophila</em&gt;. Insbesondere zeigen wir, die Kennzeichnung von Sarkomer F-Aktin und der α-Actinin in Larven Herzen. Darüber hinaus führen wir von F-Aktin und α-Actinin Kennzeichnung in Myosin-GFP-exprimierenden erwachsenen Fliegen und der α-Actinin und pericardin, eine Typ-IV-Kollagen der extrazellulären Matrix, in Wildtyp erwachsenen Herzen. Besonderes Augenmerk wird auf einer Montageplatte Strategie für semi-intakten, erwachsenen Herzen, die Handhabung minimiert und optimiert die Möglichkeit zur Aufrechterhaltung der Integrität des Herz-Rohren und dem dazugehörigen Gewebe gegeben. Diese Präparate eignen sich für die Bildgebung mittels Fluoreszenz-und konfokale Mikroskopie. Insgesamt ermöglicht dieses Verfahren eine sorgfältige und detaillierte Analyse der strukturellen Merkmale des Herzens von einem leistungsstarken genetisch manipulierbaren Modellsystem.

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Fluorescent Labeling of Drosophila Heart Structures

Hier beschreiben wir eine grundlegende Protokoll für die Fluoreszenzmarkierung der verschiedenen Elemente des Herzens Rohre von Larven und erwachsenen<em&gt; Drosophila melanogaster</em&gt;. Diese Proben sind für die Bildgebung mittels Fluoreszenz-oder konfokalen Mikroskopie geeignet. Diese Technik ermöglicht detaillierte Strukturanalyse der Funktionen des Herzens von einem leistungsstarken Modell-Organismus.

Fluoreszenzmarkierung Drosophila Herz Structures

The Drosophila melanogaster dorsal vessel, or heart, is a tubular structure comprised of a single layer of contractile cardiomyocytes, pericardial cells ...

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Research

JoVE Journal

Biology

Fluorescent Labeling of Drosophila Heart Structures

13.6K Aufrufe.  San Diego State University. Hier beschreiben wir eine grundlegende Protokoll für die Fluoreszenzmarkierung der verschiedenen Elemente des Herzens Rohre von Larven und erwachsenen Drosophila melanogaster. Diese Proben sind für die Bildgebung mittels Fluoreszenz-oder konfokalen Mikroskopie geeignet. Diese Technik ermöglicht detaillierte Strukturanalyse der Funktionen des Herzens von einem leistungsstarken Modell-Organismus.

Serie: Fluorescent Labeling of Drosophila Heart Structures

Labeling Stem Cells with Fluorescent Dyes for non-invasive Detection with Optical Imaging

Optical imaging (OI) is an easy, fast and inexpensive tool for in vivo monitoring of new stem cell based therapies. The technique is based on ex vivo labeling of stem cells with a fluorescent dye, subsequent intravenous injection of the labeled cells and visualization of their accumulation in specific target organs or pathologies. The presented technique demonstrates how we label human mesenchymal stem cells (hMSC) by simple incubation with the lipophilic fluorescent dye DiD (C67H103CIN2O3S) and how we label human embryonic stem cells (hESC) with the FDA approved fluorescent dye Indocyanine Green (ICG). The uptake mechanism is via adherence and diffusion of the lypophilic dye across the phospholipid cell membrane bilayer. The labeling efficiency is usually improved if the cells are incubated with the dye in serum-free media as opposed to incubation in serum-containing media. Furthermore, the addition of the transfection agent Protamine Sulfate significantly improves contrast agent uptake.

This video shows techniques for labeling of human embryonic stem cells and mesenchymal stem cells with fluorescent dyes. This technique can be used for an in vivo tracking of transplanted stem cells with optical imaging and for histopathological correlations with fluorescence microscopy.

Labeling Stammzellen mit fluoreszierenden Farbstoffen zur nicht-invasiven Detektion mit Optical Imaging

Optical imaging (OI) is an easy, fast and inexpensive tool for in vivo monitoring of new stem cell based therapies. The technique is based on ex vivo ...

Forschung

Biologie

Visualizing the Live Drosophila Glial-neuromuscular Junction with Fluorescent Dyes

Our project identified GFP labeled glial structures at the developing larval fly neuromuscular synapse. To look at development of live glial-nerve-muscle synapses, we developed a larval tissue preparation that had features of live intact larvae, but also had good optical properties.  This new preparation also allowed for access of perfusates to the synapse.  We used fly larvae, immersed them in artificial hemolymph, and relaxed their normal rhythmic body contractions by chilling them. Next we dissected off the posterior segments of each animal and with a blunt insect pin pushed the mouth parts backward through the body cavity.  This everted the larval body wall, like turning a sock inside-out.  We completed the dissection with ultra-fine dissection scissors and thus exposed the visceral side of the body wall muscles. The glial structures at the NMJ expressed membrane targeted GFP under the control of glial specific promoters. The post-synaptic membrane, the SSR (Subsynaptic Reticula) in muscle expressed synaptically targeted dsRed. We needed to acutely label the motor neuron terminals, the third part of the synapse. To do this we applied primary antibodies to HRP, conjugated to a far-red emitting flurophore.  To test for dye diffusion properties into the perisynaptic space between the motor neuron terminals and the SSR, we applied a solution of large Dextran molecules conjugated to far-red emitting flurophore and collected images.

Visualizing the Live Drosophila Glial-neuromuscular Junction with Fluorescent Dyes

We described structural features of the Glia-neuromuscular synapses in a novel Inside-out tissue preparation of live fly larvae using fluorescent dyes with confocal microscopy. We labeled live neuron terminals with fluorescent primary antibodies to HRP, and also visualized the perisynaptic space with fluorescent Dextrans.

Visualisierung der Live- Drosophila Glial-neuromuskulären Synapse mit Fluoreszenzfarbstoffen

Our project identified GFP labeled glial structures at the developing larval fly neuromuscular synapse. To look at development of live glial-nerve-muscle ...

Visualizing the Beating Heart in Drosophila

The Drosophila heart has recently emerged as a good model system for examining the genetic, cellular, and molecular mechanisms underlying function in myogenic hearts. A key step in examining heart function in the fly is finding a way to access the heart in a manner that preserves its myogenic function while still allowing the beating heart organ to be observed and recorded. Two different methods for observing and recording the beating heart in both larva and adult Drosophila are described here. Our semi-intact preparation using adult flies allows clear visualization of the abdominal heart without interference from the pigmented cuticle and overlying fat bodies. To record larval heart beats it is necessary to immobilize the larva, which minimizes body wall movements thereby reducing heart movements that are not associated with myocardial contractions. Our methodologies produce stable adult and larval heart preparations that can beat for hours at rates of 1-3 Hz.

Visualizing the Beating Heart in Drosophila

Technique required for visualizing the beating heart in larval and adult Drosophila are presented. Each life stage requires a different methodology.

Visualisierung des schlagenden Herzens in Drosophila</em

The Drosophila heart has recently emerged as a good model system for examining the genetic, cellular, and molecular mechanisms underlying function in ...

Monitoring Heart Function in Larval Drosophila melanogaster for Physiological Studies

We present various methods to record cardiac function in the larval Drosophila. The approaches allow heart rate to be measured in unrestrained and restrained whole larvae. For direct control of the environment around the heart another approach utilizes the dissected larvae and removal of the internal organs in order to bathe the heart in desired compounds. The exposed heart also allows membrane potentials to be monitored which can give insight of the ionic currents generated by the myocytes and for electrical conduction along the heart tube. These approaches have various advantages and disadvantages for future experiments that are discussed. The larval heart preparation provides an additional model besides the Drosophila skeletal NMJ to investigate the role of intracellular calcium regulation on cellular function. Learning more about the underlying ionic currents that shape the action potentials in myocytes in various species, one can hope to get a handle on the known ionic dysfunctions associated to specific genes responsible for various diseases in mammals.

Monitoring Heart Function in Larval Drosophila melanogaster for Physiological Studies

We present various ways to monitor heart function in the larva of Drosophila for assessing questions dealing with the function of gap junctions, ion channel mutations, modulation of pacemaker activity and pharmacological studies.

Überwachung Herzfunktion Larven Drosophila melanogaster Für physiologische Untersuchungen

We present various methods to record cardiac function in the larval Drosophila. The approaches allow heart rate to be measured in unrestrained  and  ...

Preparation of embryos for Electron Microscopy of the Drosophila embryonic heart tube

The morphogenesis of the Drosophila embryonic heart tube has emerged as a valuable model system for studying cell migration, cell-cell adhesion and cell shape changes during embryonic development. One of the challenges faced in studying this structure is that the lumen of the heart tube, as well as the membrane features that are crucial to heart tube formation, are difficult to visualize in whole mount embryos, due to the small size of the heart tube and intra-lumenal space relative to the embryo. The use of transmission electron microscopy allows for higher magnification of these structures and gives the advantage of examining the embryos in cross section, which easily reveals the size and shape of the lumen. In this video, we detail the process for reliable fixation, embedding, and sectioning of late stage Drosophila embryos in order to visualize the heart tube lumen as well as important cellular structures including cell-cell junctions and the basement membrane.

Preparation of embryos for Electron Microscopy of the Drosophila embryonic heart tube

We describe a process for fixation, embedding, sectioning, and imaging of late stage Drosophila embryos for Trasmission Electron Microscopy of the embryonic heart tube. This technique allows for the visualization of the heart tube lumen as well as the basement membrane, which lines the lumen of the heart.

Vorbereitung der Embryonen für Elektronenmikroskopie der Drosophila Embryonale Herz Rohr

The morphogenesis of the Drosophila  embryonic heart tube has emerged as a valuable model system for studying cell migration, cell-cell adhesion and cell ...

Preparation of Drosophila Polytene Chromosome Squashes for Antibody Labeling

Drosophila has long been a favorite model system for studying the relationship between chromatin structure and gene regulation due to the cytological advantages provided by the giant salivary gland polytene chromosomes of third instar larvae.  In this tissue the chromosomes undergo many rounds of replication in the absence of cell division giving rise to approximately 1000 copies.  The DNA remains aligned after each replicative cycle resulting in greatly enlarged chromosomes that provide a unique opportunity to correlate chromatin morphology with the localization of specific proteins.  Consequently, there has been a high level of interest in defining the epigenetic modifications present at different genes and at different stages of the transcription process. An important tool for such studies is the labeling of polytene chromosomes with antibodies to the enzyme, transcription factor, or histone modification of interest. This video protocol illustrates the squash technique used in the Johansen laboratory to prepare Drosophila polytene chromosomes for antibody labeling.

This video protocol illustrates the squash technique used in the Johansen laboratory to prepare Drosophila polytene chromosomes for antibody labeling.

Vorbereitung von Drosophila Polytäne Chromosome Kürbisse für Antikörpermarkierung

Drosophila has long been a favorite model system for studying the relationship between chromatin structure and gene regulation due to the cytological ...

Fluorescent Labeling of COS-7 Expressing SNAP-tag Fusion Proteins for Live Cell Imaging

SNAP-tag and CLIP-tag protein labeling systems enable the specific, covalent attachment of molecules, including fluorescent dyes, to a protein of interest in live cells. These systems offer a broad selection of fluorescent substrates optimized for a range of imaging instrumentation. Once cloned and expressed, the tagged protein can be used with a variety of substrates for numerous downstream applications without having to clone again. There are two steps to using this system: cloning and expression of the protein of interest as a SNAP-tag fusion, and labeling of the fusion with the SNAP-tag substrate of choice. The SNAP-tag is a small protein based on human O6-alkylguanine-DNA-alkyltransferase (hAGT), a DNA repair protein. SNAP-tag labels are dyes conjugated to guanine or chloropyrimidine leaving groups via a benzyl linker. In the labeling reaction, the substituted benzyl group of the substrate is covalently attached to the SNAP-tag. CLIP-tag is a modified version of SNAP-tag, engineered to react with benzylcytosine rather than benzylguanine derivatives. When used in conjunction with SNAP-tag, CLIP-tag enables the orthogonal and complementary labeling of two proteins simultaneously in the same cells.

SNAP-tag and CLIP-tag protein labeling systems enable the specific, covalent attachment of molecules, including fluorescent dyes, to a protein of interest in live cells. Once cloned and expressed, the tagged protein can be used with a variety of substrates for numerous downstream applications without having to clone again.

Fluoreszenzmarkierung von COS-7 mit dem Ausdruck SNAP-tag-Fusionsproteinen für das Live Cell Imaging

SNAP-tag and CLIP-tag protein labeling systems enable the specific, covalent attachment of molecules, including fluorescent dyes, to a protein of interest ...

Whole Mount RNA Fluorescent in situ Hybridization of Drosophila Embryos

Assessing the expression pattern of a gene, as well as the subcellular localization properties of its transcribed RNA, are key features for understanding its biological function during development. RNA in situ hybridization (RNA-ISH) is a powerful method used for visualizing RNA distribution properties, be it at the organismal, cellular or subcellular levels 1. RNA-ISH is based on the hybridization of a labeled nucleic acid probe (e.g. antisense RNA, oligonucleotides) complementary to the sequence of an mRNA or a non-coding RNA target of interest 2. As the procedure requires primary sequence information alone to generate sequence-specific probes, it can be universally applied to a broad range of organisms and tissue specimens 3. Indeed, a number of large-scale ISH studies have been implemented to document gene expression and RNA localization dynamics in various model organisms, which has led to the establishment of important community resources 4-11. While a variety of probe labeling and detection strategies have been developed over the years, the combined usage of fluorescently-labeled detection reagents and enzymatic signal amplification steps offer significant enhancements in the sensitivity and resolution of the procedure 12. Here, we describe an optimized fluorescent in situ hybridization method (FISH) employing tyramide signal amplification (TSA) to visualize RNA expression and localization dynamics in staged Drosophila embryos. The procedure is carried out in 96-well PCR plate format, which greatly facilitates the simultaneous processing of large numbers of samples.

Whole Mount RNA Fluorescent in situ Hybridization of Drosophila Embryos

Here we describe a whole-mount fluorescent in situ hybridization (FISH) protocol for determining the expression and localization properties of RNAs expressed during embryogenesis in the fruit fly, Drosophila melanogaster.

Whole Berg RNA Fluorescent<em&gt; In situ</em&gt; Hybridisierung<em&gt; Drosophila</em&gt; Embryonen

Assessing  the expression pattern of a gene, as well as the subcellular localization  properties of its transcribed RNA, are key features for ...

Intravital Microscopy for Imaging Subcellular Structures in Live Mice Expressing Fluorescent Proteins

Here we describe a procedure to image subcellular structures in live rodents that is based on the use of confocal intravital microscopy. As a model organ, we use the salivary glands of live mice since they provide several advantages. First, they can be easily exposed to enable access to the optics, and stabilized to facilitate the reduction of the motion artifacts due to heartbeat and respiration. This significantly facilitates imaging and tracking small subcellular structures. Second, most of the cell populations of the salivary glands are accessible from the surface of the organ. This permits the use of confocal microscopy that has a higher spatial resolution than other techniques that have been used for in vivo imaging, such as two-photon microscopy. Finally, salivary glands can be easily manipulated pharmacologically and genetically, thus providing a robust system to investigate biological processes at a molecular level.
In this study we focus on a protocol designed to follow the kinetics of the exocytosis of secretory granules in acinar cells and the dynamics of the apical plasma membrane where the secretory granules fuse upon stimulation of the beta-adrenergic receptors. Specifically, we used a transgenic mouse that co-expresses cytosolic GFP and a membrane-targeted peptide fused with the fluorescent protein tandem-Tomato. However, the procedures that we used to stabilize and image the salivary glands can be extended to other mouse models and coupled to other approaches to label in vivo cellular components, enabling the visualization of various subcellular structures, such as endosomes, lysosomes, mitochondria, and the actin cytoskeleton.

Intravital microscopy is a powerful tool that enables imaging various biological processes in live animals. In this article, we present a detailed method for imaging the dynamics of subcellular structures, such as the secretory granules, in the salivary glands of live mice.

Intravitalmikroskopie zur Imaging subzellulärer Strukturen in lebenden Mäusen Ausdruck Fluoreszierende Proteine

Here we describe a procedure to image subcellular structures in live rodents that is based on the use of confocal intravital microscopy. As a model organ, ...

Drosophila Preparation and Longitudinal Imaging of Heart Function In Vivo Using Optical Coherence Microscopy (OCM)

Longitudinal study of the heartbeat in small animals contributes to understanding structural and functional changes during heart development. Optical coherence microscopy (OCM) has been demonstrated to be capable of imaging small animal hearts with high spatial resolution and ultrahigh imaging speed. The high image contrast and noninvasive properties make OCM ideal for performing longitudinal studies without requiring tissue dissections or staining. Drosophila has been widely used as a model organism in cardiac developmental studies due to its high number of orthologous human disease genes, its similarity of molecular mechanisms and genetic pathways with vertebrates, its short life cycle, and its low culture cost. Here, the experimental protocols are described for the preparation of Drosophila and optical imaging of the heartbeat with a custom OCM system throughout the life cycle of the specimen. By following the steps provided in this report, transverse M-mode and 3D OCM images can be acquired to conduct longitudinal studies of the Drosophila cardiac morphology and function. The en face and axial sectional OCM images and the heart rate (HR) and cardiac activity period (CAP) histograms, were also shown to analyze the heart structural changes and to quantify the heart dynamics during Drosophila metamorphosis, combined with the videos constructed with M-mode images to trace cardiac activity intuitively. Due to the genetic similarity between Drosophila and vertebrates, longitudinal study of heart morphology and dynamics in fruit flies could help reveal the origins of human heart diseases. The protocol here would provide an effective method to perform a wide range of studies to understand the mechanisms of cardiac diseases in humans.

Drosophila Preparation and Longitudinal Imaging of Heart Function In Vivo Using Optical Coherence Microscopy OCM

Here, the experimental protocols are described for preparing Drosophila at different developmental stages and performing longitudinal optical imaging of Drosophila heartbeats using a custom optical coherence microscopy (OCM) system. The cardiac morphological and dynamical changes can be quantitatively characterized by analyzing the heart structural and functional parameters from OCM images.

Drosophila Vorbereitung und Longitudinal Imaging der Herzfunktion in vivo unter Verwendung optischer Kohärenzmikroskopie (OCM)

Longitudinal study of the heartbeat in small animals contributes to understanding structural and functional changes during heart development. Optical ...