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Method Article
Se presenta una técnica para el etiquetado de las neuronas individuales en el sistema nervioso central (SNC) de Drosophila Embriones, lo que permite el análisis de la morfología neuronal ya sea por la luz transmitida o microscopía confocal.
En este artículo se describe cómo etiquetar individualmente las neuronas en el sistema nervioso central embrionario de Drosophila melanogaster por inyección juxtacellular del lipofílico fluorescente Dil marcador de membrana. Este método permite la visualización de la morfología de las células neuronales en gran detalle. Es posible marcar cualquier célula en el SNC: cuerpos celulares de las neuronas diana son visualizadas bajo óptica DIC o por expresión de un marcador genético fluorescente tal como GFP. Después del marcaje, el Dil se puede transformar en una permanente mancha marrón por fotoconversión para permitir la visualización de la morfología celular con luz transmitida y la óptica DIC. Alternativamente, las células marcadas con Dil se puede observar directamente con la microscopía confocal, permite genéticamente introducidos proteínas indicadoras fluorescentes que se colocalizaban. La técnica se puede utilizar en cualquier animal, independientemente del genotipo, haciendo posible el análisis de fenotipos mutantes con una resolución de célula individual.
El conocimiento de la morfología neuronal a nivel de células individuales es una condición previa esencial para la comprensión de la conectividad neuronal y la función del SNC. Así, desde los primeros días de la neurociencia, los investigadores han tratado de desarrollar técnicas de marcaje de células individuales (véase 7 para un tratamiento histórico de este número). Los métodos clásicos, tales como la tinción de Golgi proporcionar una excelente resolución de la morfología neuronal, pero no son adecuados si se busca una etiqueta en un tipo particular de neurona en forma dirigida, como la tinción se produce de una manera aleatoria. El desarrollo de métodos para la tinción de las células individuales por inyección intracelular o juxtacellular de colorantes de un microelectrodo se dirigió a la exigencia de un etiquetado específico.
La aplicación de una sola neurona de inyección de tinte para Drosophila presentó un desafío importante, debido al tamaño pequeño de tanto el organismo y sus neuronas. Sin embargo, la tinción única neurona de embriones de Drosophila Neuronas se logró a mediados de la década de 1980 en el laboratorio de Corey Goodman 15. Mientras que el método ha sido eminentemente útil y ha dado algunas ideas clave sobre los mecanismos para el desarrollo neuronal en Drosophila en los últimos 20-30 años (por ejemplo, 2, 10), muchos trabajadores se han negado a ello, en gran parte debido a sus exigencias técnicas.
La disponibilidad en los años más recientes de técnicas genéticas para el etiquetado neuronal en Drosophila también ha contribuido a la impopularidad de la inyección de un solo tinte neurona. GAL4 expresión dirigida de los constructos de GFP específicos de membrana puede proporcionar una excelente resolución de la morfología neuronal 1, 20. Sin embargo, este método tiene ciertas limitaciones: la expresión a menudo inevitable de GFP en las células múltiples puede oscurecer la estructura de las neuronas individuales, y una línea GAL4 conductor puede no estar disponible para conducir la expresión en una neurona particular de interés. El MARCM (Análisis Mosaico con un representantemarcador de células ressible) 8 método puede proporcionar un etiquetado de esencialmente cualquier neurona en el nivel de células individuales, pero no puede ser utilizado con éxito en el embrión y larva temprana debido a la lenta rotación de la proteína GAL80.
Dadas estas limitaciones de etiquetado genética, creemos que la inyección neurona solo tinte en el embrión de Drosophila sigue siendo una técnica valiosa y merece una aplicación más amplia. Para promover este objetivo, ofrecemos aquí una descripción detallada del método. Una ilustración de su potencia es proporcionada por nuestra cuenta reciente de la morfología de la serie completa de interneuronas en neuromeres abdominales de finales de los años 14 embrión de Drosophila. Este estudio, que reveló tanto la variabilidad morfológica de los distintos tipos de células neuronales y los principios de organización neuromere en el SNC del embrión, no habría sido posible con cualquier otro método de etiquetado disponibles en la actualidad.
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Hemos usado dos variantes ligeramente diferentes del método de etiquetado sola neurona en nuestros laboratorios. Las diferencias se refieren a la recogida de embriones, dechorionisation, devitellinisation y pasos de embrión de fileteado. Figura 1 ofrece una visión general de los pasos comunes y divergentes de las variantes.
1. Preparación de micro-agujas de disección de embriones y Micropipetas para Inyección Dye
2. Recolección, montaje y disección de embriones
Devitellinisation y fileteado se realiza manualmente mediante uno de los dos métodos descritos en 2.3A y 2.3B.
3. Llenado de inyección Micropipetas
Llene hasta la mitad un tubo Eppendorf de 0,5 ml de microfuga conuna solución al 0,1% de la Dil carbocynanine tinte (Molecular Probes, Eugene, OR) en el 100% de etanol (asegúrese de usar "seco" EtOH absoluto para evitar la precipitación DII). Hacer un agujero estrecho en la tapa del tubo e insertar el extremo romo de la micropipeta a través del agujero en la tapa. Permitir el Dil a ascender hasta el filamento durante al menos 5 min. (Siempre cubra el orificio de la tapa cuando no llenar una micropipeta para evitar la evaporación de etanol).
Equipo necesario para la neurona colorante inyección (Figura 3).
Microscopio. Un microscopio de platina fija debe ser utilizado para neurona inyección de colorante para evitar el movimiento vertical del embrión durante el enfoque. Cualquier movimiento tales desplazaría a la pipeta después de que haya entrado en contacto con el embrión. Hemos encontrado tanto la Zeiss Axioskop FS y la Olympus AX50/BX50 modelos de fases fijas a ser muy adecuado para este propósito. El microscopio debe estar equipado con óptica de luz transmitida por DIC para la visualización de neurons antes de la tinción. El microscopio también debe ser una posición vertical en lugar de un modelo invertido. Con un microscopio vertical, la punta de la micropipeta es en el mismo lado del embrión como objetivo la visualización, mientras que con un microscopio invertido los dos están en lados opuestos del embrión. La última disposición compromete la calidad de la óptica DIC. El microscopio se debe configurar para microscopía de fluorescencia, con un juego de filtros adecuado para la observación Dil. Desde Dil tiene un espectro amplio comparable con máximos de excitación y emisión a 549 y 565 nm muchos conjuntos de filtros de esta gama se trabajan, por ejemplo, aquellos para Alexa 568, Cy3, rodamina, rojo Texas o TRITC. Aunque es conveniente para ajustarse a un obturador controlado electrónicamente en el camino de la fuente de luz de fluorescencia, para permitir el funcionamiento de la obturación sin contacto de la mano con el microscopio, también efectivamente provistos, en una configuración que estaba equipado sólo con un disparador manual. Por último, un gran aumento, alto apertu numéricore objetivo de inmersión en agua es necesaria para la observación durante la inyección. Este objetivo debe ser diseñado para el uso sin cubreobjetos. Hemos utilizado con éxito el Zeiss Achroplan 100x/1.0W, Olympus FL LUMPlan 100x/1.0W y Olympus FL LUMPlan / IR 60x/0.9 W objetivos.
Un micromanipulador se requiere para colocar y mover el micropipeta durante neurona de inyección de tinte. Hemos utilizado tanto el micromanipulador Leica y una etapa de montaje Narashige 3-ejes micromanipulador hidráulico.
Un amplificador intracelular de DC, con la instalación para la inyección de corriente, se requiere para la inyección de Dil iontoforético de la micropipeta.
4. Procedimiento para la inyección de colorante
5. Fotoconversión para su examen a la óptica DIC
El principio de fotoconversión es la oxidación (foto-) de DAB por la luz fluorescente emitida por la célula teñida durante la iluminación con la longitud de onda apropiada. Esto significa que las células brillantes se photoconverted en un tiempo más corto en comparación con las células débilmente teñidas. Si varias celdas marcadas en una muestra difieren demasiado en cuanto a su brillo esto puede llevar a difficulties en photoconverting todos ellos en la misma calidad (ver Figura 4): en este caso se puede tomar una decisión sobre una transacción entre descuidar las células más débiles (con iluminación corta) o aceptar que las células comienzan a hincharse más brillantes (con más iluminación) . Si todas las células son demasiado débilmente marcado (por lo que requieren iluminación muy largo), de fondo causado por peroxidasas endógenas puede convertirse en un problema. Desde DAB es tóxico se debe manipular con cuidado. Los residuos pueden ser "desactivada" con un 7% de cloro blanqueador.
6. El examen por microscopía confocal
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La Figura 4 ilustra los resultados típicos de la técnica, como se describe aquí. Figura 4A muestra un ejemplo de un Dil llena interneuron único que se photoconverted limpiamente. Es muy bien demuestra la cantidad de detalle que ofrecen estas preparaciones. Cuando se observa bajo la óptica DIC el contexto espacial de la celda marcada dentro del tejido circundante no marcado se hace visible, por ejemplo, la posición del cuerpo de la celda dentro de la corteza y de la proyec...
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Una ventaja importante de Drosophila como sistema modelo es que permite el análisis del desarrollo y la función en el nivel de células individuales. Esto es especialmente útil en relación con el sistema nervioso, donde la diversidad de tipos de células es excepcionalmente alta y la función y la morfología de las células vecinas pueden ser totalmente diferentes.
El método que aquí presentamos permite el etiquetado de las neuronas individuales con un colorante que puede ser...
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Los autores declaran que no tienen intereses en conflicto financieros.
Este trabajo fue apoyado por una beca de la DFG en GMT
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nombre del reactivo / material | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
REACTIVOS | |||
DAB | Sigma-Aldrich | D-5905 | 2-3 mg / ml en 100 mM Tris-HCl, pH 7,4 |
Dil | Invitrogen / Molecular Probes | D-282 | 1 mg / ml en etanol |
Formaldehído | Merck Millipore | 7,4% en PBS | |
Glicerol | Roth | 3783 | 70% en PBS |
Heptano Glue | Beiersdorf AG | Cello 31-39-30 * | diluir ca. 1 a 1 con n-heptano |
PBS | 1x | ||
TRIS | Roth | 4855 | |
Vectashield | Vector Laboratories | H1000 | |
EQUIPO | |||
Microscopio Confocal | Leica | TCS SP2 | para ver y documentar etiquetados de la fluorescencia |
DC - unamplifier | Dragan Corporación | Cornerstone ION-100 | para llevar a cabo los etiquetados |
Cubreobjetos | Menzel | BB018018A1 | 18 x 18 mm |
Cubreobjetos | Menzel | BB024060A1 | 24 x 60 mm |
Microscopio de disección | Leica | MZ8 | para preparar y diseccionar embriones |
Piso Capilares | Hilgenberg | diámetro exterior 1 mm, grosor de 0,1 mm glas | |
Inyección Capilares | Science Products | 100 GB TF 8P | |
Micromanipulador R | Leica | para llevar a cabo los etiquetados | |
Modelo P-97 | Sutter Instruments | para tirar de los capilares | |
Diapositivas Objetos | Marienfeld Superior | 1000000 | |
Microscopio Científico | Zeiss | Axioskop 2 MOT | para ver etiquetados después fotoconversión |
Microscopio Científico | Olimpo | BX50 | para llevar a cabo los etiquetados |
Sony MC3255 cámara de vídeo | Sony / AVT Horn | Sony MC3255 | para grabar etiquetados después de fotoconversión |
Tabla 1.
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