A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

מערכת העיניים דרוזופילה היא כלי שימושי לחקר תהליכים ביולוגיים שונים, במיוחד מחלות נוירודגנרטיביות אנושיות. עם זאת, כימות ידני של פנוטיפים של עיניים גסות יכול להיות מוטה ולא אמין. כאן אנו מתארים שיטה שבה ilastik ו Flynotyper משמשים לכימות פנוטיפ העין בצורה משוחדת.

Abstract

עין התרכובת Drosophila melanogaster היא מערך בנוי היטב ומקיף של כ-800 אומטידיה, המציג תבנית סימטרית ומשושה. סדירות זו וקלות התצפית הופכות את מערכת העיניים דרוזופילה לכלי רב עוצמה למדל מחלות נוירודגנרטיביות אנושיות שונות. עם זאת, לדרכים לכימות פנוטיפים חריגים, כגון דירוג ידני של ציוני חומרת העין, יש מגבלות, במיוחד כאשר מדרגים שינויים חלשים במורפולוגיה של העין. כדי להתגבר על מגבלות אלה, פותחו גישות חישוביות כגון Flynotyper. השימוש באור טבעתי מאפשר תמונות איכותיות יותר הניגשות לשלמות של אומטידיה. עם זאת, תמונות אלה לא ניתן לנתח על ידי Flynotyper ישירות בשל צללים על ommatidia הציג אור הטבעת. כאן, אנו מתארים דרך בלתי משוחדת לכמת פנוטיפים של עיניים גסות שנצפו במודלים של מחלת דרוזופילה על ידי שילוב של שתי תוכנות, ilastik ו- Flynotyper. על ידי עיבוד מראש של התמונות עם אילסטיק, ניתן לכמת בהצלחה את פנוטיפ העין המחוספסת באמצעות Flynotyper.

Introduction

הגנום Drosophila melanogaster מכיל ~75% מהאורתולוגים הגנטיים הקשורים למחלות אנושיות. בנוסף, במהלך התפתחות העיניים של דרוזופילה, כשני שלישים מהגנים בגנום באים לידי ביטוי, מה שהופך את עין הדרוזופילה למערכת גנטית יוצאת דופן לחקר תפקודים מולקולריים ותאיים שונים, התפתחות ומודלים של מחלות 1,2. לפיכך, מערכת העיניים Drosophila היא כלי ניסיוני שימושי לחקר תהליכים ביולוגיים שונים.

העין המורכבת של דרוזופילה היא מערך בנוי היטב ומקיף של ~800 אומטידיה המציגים תבנית סימטרית ומשושה3. ניתן להשתמש ב....

Protocol

1. היערכות לכימות

  1. הורד והתקן את ilastik11, ImageJ ואת תוסף ImageJ Flynotyper1. ראה טבלת חומרים לקבלת קישורים לאתר אינטרנט להתקנה. הורד את החבילות המתאימות בהתאם למערכת ההפעלה של המחשב (Mac, Windows, Linux וכו '). בצע את הוראות ההתקנה בדיוק כפי שצוין.
    הערה: ביצוע ההוראות בדיוק כפי שצוין בקישורים שסופקו הוא הכרחי. המחשב המשמש זקוק למערכת הפעלה של 64 סיביות; אחרת, אין מפרטים נדרשים אחרים. עיין בטבלת החומרים לקבלת מפרט המחשב של המערכת המשמשת לפרוטוקול זה.
  2. השתמש בתמונה סטנדרטית כדי לאמן את מודל למידת המכונה. צלם תמונה ש....

תוצאות

במחקר קודם השתמשנו בפרוטוקול הזה כדי לקבוע משנים גנטיים של חלבון VCP מוטנטי הקשור לטרשת אמיוטרופית צידית עם דמנציה פרונטוטמפורלית (ALS-FTD)12. בנוסף, שיטה זו שימשה גם במאמר אחר כדי להעריך את הרעילות של ALS-FTD בתיווךS59L CHCHD10, אפילו בעת שימוש במיקרוסקופ סטריאוסקו.......

Discussion

האומטידיה של דרוזופילה מהווה מערכת שימושית לחקר תפקודים ביולוגיים שונים ומחלות גנטיות. הסדירות של אומטידיה היא מדידה טובה לבחינת ההשפעה של מוטציות גנטיות4. למרות שקיימות מספר שיטות לחישוב סדירות אומטידיאלית, כגון דירוג ידני, שיטות אלה יכולות להיות מו?.......

Disclosures

למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.

Acknowledgements

אנו מודים לפדרו פרננדז-פונז על השימוש במיקרוסקופ ובמצלמה המשמשים בפרוטוקול זה. ברצוננו להודות גם לאווה שפמן על מתן משוב על בהירות הפרוטוקול. תמיכה כספית ניתנה על ידי קרן Wallin Neuroscience Discovery Fund לנאם צ'ול קים.

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Computer specificationsRyzen 5, 16 GB RAM, Nvidia RTX 3070 Super, Windows 10
FlynotyperIyer, J. et al. (2016)Download software here: https://flynotyper.sourceforge.net/imageJ.htmlOpen source software. Do not use Flynotyper 2.0. At the time of publication, 2.0 was fairly new and this protocol is optimized for the original version of Flynotyper.
ilastikBerg, S. et al. (2019)Download software here: https://www.ilastik.org/download.htmlOpen source software. Download Version 1.4.0.post1 under Regular Builds corresponding to your computer operating system.
ImageJDownload software here: https://imagej.net/ij/download.htmlOpen source software. Versions 1.53 and 1.54 were used. 1.54 is the updated version and is the default download.
Leica Application Suite (LAS X)Leica MicrosystemsLASX Office 1.4.6 28433System and software used for z-stack acquisition.
Leica Z16 APO microscope with a DMC2900 cameraLeica Microsystems10 447 173, 12 730 466Referred to as Z-stack microscope and camera in the text. This product is now archived.

References

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

Drosophila melanogasterIlastikFlynotyperOmmatidia

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved