È necessario avere un abbonamento a JoVE per visualizzare questo. Accedi o inizia la tua prova gratuita.
Method Article
Noi descriviamo un protocollo semplificato per la generazione di "filetto" preparati di embrioni di Drosophila genotipi specifici. Questo protocollo permette l'esecuzione efficiente di una varietà di schermi genetica. Inoltre permette una visualizzazione eccellente delle strutture nell'embrione tardi.
Embrioni di Drosophila tra 14 e 17 stadi dello sviluppo embrionale può essere facilmente sezionato per generare "filetto" preparati. In questi preparativi, il sistema nervoso centrale funziona a metà, ed è affiancato dalle pareti del corpo. Molti fenotipi differenti sono stati esaminati utilizzando tali preparati. Nella maggior parte dei casi, i filetti sono stati generati da dissezione di anticorpi colorati fisso intero montaggio embrioni. Questi "dissezioni fisso" sono alcuni svantaggi, però. Si tratta di tempo per eseguire, ed è difficile per ordinare mutante (GFP-negativo) gli embrioni provenienti da stock nel quale sono mantenute le mutazioni più cromosomi bilanciatori GFP. Dal 2002, il nostro gruppo sta conducendo carenza e schermi espressione ectopica di identificare ligandi per i recettori orfani. Per fare questo, abbiamo sviluppato protocolli ottimizzato per la dissezione dell'embrione dal vivo e colorazione degli anticorpi di raccolte contenenti centinaia di linee bilanciate. Abbiamo concluso che è molto più efficiente per esaminare fenotipi in grandi collezioni di scorte da dissezione dal vivo che da dissezione fisso. Utilizzando il protocollo qui descritto, un singolo individuo addestrato può schermo fino a 10 righe al giorno per fenotipi, esaminando 4-7 embrioni mutanti da ogni riga sotto un microscopio composto. Ciò permette l'identificazione di mutazioni conferimento sottile, a bassa penetranza fenotipi, dato che fino a 70 hemisegments per linea sono segnati a forte ingrandimento 40X con un acqua-immersion lente.
Introduzione
Embrioni di Drosophila tra 14 e 17 stadi dello sviluppo embrionale può essere facilmente sezionato per generare "filetto" preparati. In questi preparativi, il sistema nervoso centrale (SNC) corre nel mezzo, ed è affiancato dalle pareti del corpo. L'intestino viene rimosso. Quando colorate con anticorpi, filetti di permettere la visualizzazione migliore del sistema nervoso centrale e strutture murarie del corpo (assoni motori ad esempio, i muscoli, sensoriale periferica (SNP) neuroni, trachee) di quanto non facciano con tutto il montaggio degli embrioni, perché non c'è tessuto intercorrenti tra la preparazione e la coprioggetto, e perché filetti sono piatti, permettendo strutture che si estendono attraverso la parete del corpo da visualizzare in un unico piano focale. Molti fenotipi differenti sono stati esaminati utilizzando tali preparati. Nella maggior parte dei casi, i filetti sono generate da dissezione di fisso, anticorpi macchiato di tutto il montaggio degli embrioni. Queste preparazioni fissi sono generati dalle seguenti fasi: 1) la rimozione corion con candeggina, 2) la fissazione con paraformaldeide / eptano; colorazione anticorpi 4) mediante immunoistochimica o immunofluorescenza;, 3) la rimozione della membrana vitellina con metanolo 5) di compensazione in glicerolo; 6) dissezione con aghi di tungsteno. Protocolli dettagliati per la colorazione di queste "dissezioni fisso" sono forniti in rif. [1].
Dissezioni fisso hanno alcuni svantaggi, però. In primo luogo, è spesso difficile per ordinare fisso, macchiato mutante (GFP-negativo) gli embrioni provenienti da stock o incroci in cui sono bilanciate le mutazioni più di bilanciatori GFP, anche se anti-GFP è utilizzata per il rilevamento. Ciò è dovuto a una varietà di fattori, compresa l'espressione materna di GFP. Per esempio, abbiamo scoperto che è quasi impossibile per ordinare fisso, macchiato embrioni omozigoti mutanti da equilibrato scorte terzo cromosoma utilizzando actina-GFP o armadillo (braccio)-GFP bilanciatori. In secondo luogo, è abbastanza tempo per generare dissezioni fisso di alta qualità. 10-15 per ora è circa veloce quanto la maggioranza delle persone può fare questo. In terzo luogo, alcuni anticorpi non si colorano bene in dissezioni fisso, sia perché gli epitopi degli anticorpi sono sensibili a risolvere, o perché un anticorpo che le macchie di entrambe le strutture interne ed esterne è "assorbito" da parte delle strutture esterne e non penetra a strutture interne ( ad esempio, gli anticorpi contro fasciclin III (Fas3)). Quarto, colorazione vivere con proteine di fusione del recettore per rilevare l'espressione ligando non può essere fatto su preparati fissati.
Dal 2002, il nostro gruppo ha condotto deficit (Df) e schermi espressione ectopica di identificare ligandi RPTP. Per fare questo, abbiamo sviluppato protocolli ottimizzato per la dissezione dell'embrione dal vivo e colorazione delle collezioni che contengono centinaia di linee bilanciate. Colorazione per ligandi del recettore orfano con proteine di fusione del recettore è una domanda specializzata che non è impiegato da molti gruppi. Tuttavia, molti gruppi usano colorazione degli anticorpi di filetti di visualizzare fenotipi embrionale. Attraverso il nostro sviluppo di questi metodi, abbiamo concluso che è molto più efficiente per esaminare fenotipi in grandi collezioni di scorte da dissezione dal vivo che da dissezione fisso. Abbiamo usato la dissezione dal vivo per caratterizzare motore assone, CNS, e fenotipi muscolo in più di 600 DFS, e hanno caratterizzato anche fenotipi del sistema nervoso prodotto dalla espressione ectopica di più di 400 superficie della cellula differente e proteine secrete (AW et al in preparazione.; HK. L. et al., in preparazione).
I protocolli di dissezione dal vivo che abbiamo usato sono evoluti nel corso degli anni. Uno degli autori (KZ) è stato introdotto per vivere dissezione più di 20 anni fa da Nipam Patel, che allora era uno studente laureato nel laboratorio di Corey Goodman. In anni più recenti, abbiamo utilizzato questo metodo per macchiare il SNC con anti-Fas3 [2], ma dissezioni impiegati fissi per tutti gli altri esperimenti. Nel 1999, Aloisia Schmid, poi un postdoc nel nostro gruppo, ha introdotto a vivere dissezione con aghi di vetro, che ha usato per esaminare fenotipi a doppio filamento di RNA-iniettato embrioni [3, 4]. Quando abbiamo cominciato a fare il ligando RPTP schermi pochi anni dopo, abbiamo modificato la sua protocolli per consentire l'analisi rapida di grandi collezioni di scorte mantenuto per bilanciatori GFP. Abbiamo scoperto che GFP-negativi embrioni possono essere facilmente ordinati dalla GFP bilanciato le scorte, anche quando non vi è sostanziale espressione GFP materna (ad esempio per il bilanciatore TM3armGFP), perché gli embrioni sono ordinati dal vivo e sottili differenze nell'espressione GFP può essere facilmente rilevato. Nostro schermo Df successo per un ligando Lar è descritto in [5].
Utilizzando i nostri protocolli attuali, un singolo individuo addestrato può schermo le righe 5-10 al giorno per fenotipi, esaminando 4-7 embrioni mutanti da ogni riga sotto un microscopio composto. Dopo aver selezionato gli embrioni ed arraying, ci vuole circa un'ora per sezionare 50 embrioni. Questo metodo ci permette di identificare mutazioni conferimento sottile, a bassa penetrazionefenotipi nce, dal momento che fino a 70 hemisegments per linea sono segnati a forte ingrandimento 40X con un acqua-immersion lente. Fenotipi quali sarebbe difficile o impossibile da individuare negli schermi di tutto macchiato di montaggio degli embrioni sotto un microscopio da dissezione.
Abbiamo definito un kit per lo screening fenotipico Df che contiene circa 250 righe e rappresenta circa la metà del genoma (AW et al., In preparazione). Lo sviluppo di questo kit è stato avviato come parte del nostro schermo del Df Bloomington kit come esisteva nel 2002-2003 per i geni necessari per la sintesi del ligando RPTP [5]. Nel corso di questa schermata, abbiamo sostituito Bloomington DFS kit per i quali Df / Df omozigoti non ha elaborato un sistema nervoso centrale (e quindi non potevano essere sottoposti a screening per ligando espressione CNS) con i più piccoli Dfs, preferibilmente molecolare mappati, che aveva un migliore sviluppo.
Df / Df omozigoti dalle linee nel nostro kit di screening fenotipico sono normali morfologie generale in fase di 16, permettendo un investigatore per lo screening sistematico per i geni che influenzano lo sviluppo del sistema nervoso centrale, del SNP, le fibre muscolari, la rete tracheale, e molti altri tessuti. Qualsiasi struttura, pattern di espressione, o il motivo localizzazione subcellulare che è visualizzabile con un anticorpo specifico o marcatore GFP nelle fasi 14-16 possono essere sottoposti a screening per fenotipi utilizzando questo kit. Ciò significa che, utilizzando il protocollo qui descritto, una spesa per persona circa la metà della sua / il suo tempo su questo progetto potrebbe sistematicamente schermo la metà di tutti i geni della Drosophila per ogni fenotipo desiderato embrionale entro sei mesi ad un anno.
A. Drosophila di raccolta degli embrioni
1. Preparare "Five-Barrel" camere di raccolta uova
Queste camere di risparmiare tempo e fatica in sede di esame un gran numero di linee di volo.
2. Preparare piatti raccolta delle uova
3. Preparare vola
4. Trasferimento vola camere uovo cinque barile collezione.
5. Raccogliere gli embrioni
6. Età embrioni
Posizionare la piastra di raccolta delle uova a testa in giù su una piastra di Petri coperta di carta bagnati 90 millimetri cerchio filtro e mantenere alla temperatura desiderata. Per dissezioni di scena 16 embrioni da equilibrato linee mutanti, di solito fanno una collezione in tarda mattinata, poi incubare gli embrioni perr> 22 ore a 19 ° C. Per guadagno di funzione studi utilizzando i UAS/GAL4 sistema, raccogliamo gli embrioni a temperatura ambiente nel pomeriggio e incubare per 16 ore a 19 ° C. Il giorno dopo abbiamo trasferire gli embrioni a 29 ° C incubatore per attivare il sistema UAS/GAL4 per 1 o 2 ore. Dopo questo periodo di tempo, gli embrioni sono per lo stadio 15, e questo permette abbastanza tempo per risolvere embrioni per la GFP e metterli in fila, in modo che essi saranno in scena 16 quando la dissezione è fatto.
7. Messa in scena degli embrioni e la selezione per l'espressione della GFP.
Di discriminare i genotipi di embrioni, usiamo bilanciatori GFP. Si esaminano gli embrioni dechorionated sul doppio bastone nastro (vedere la sezione successiva) sotto un GFP Olympus dissezione portata, e li abbiamo selezionati per età e di espressione della GFP, allo stesso tempo.
a) GFP ordinamento:
b) Stadiazione
Lo strumento principale per la stadiazione embrioni intorno st. 14-16 è morfologia intestinale. L'intestino si illumina con autofluorescenza nell'ambito di applicazione GFP. Prima di tentare di embrioni fase, si dovrebbe fare riferimento ai libri o siti che hanno immagini e diagrammi degli embrioni (per esempio la Hartenstein e Campos-Ortega libro verde), in modo che si capisce quello che dovrebbe essere simile. Il palcoscenico ideale per la dissezione si ha quando l'intestino è diviso in tre fasce. Prima di questo, l'intestino appare come un blob singolo. Una sorta spesso embrioni allo stadio di blob e poi loro età fino a raggiungere il miglior palcoscenico per la dissezione. Dopo le tre bande fase, l'intestino inizia a sviluppare le bande diagonali vicino alla coda, e poi le bobine, e l'embrione diventa più chiaro. Entro tale termine, l'embrione diventa difficile sezionare perché non si attacchi sul vetrino. Se si vuole sezionare stadio avanzato stadio 16/early 17 embrioni, è necessario analizzare e valutare molti embrioni che morfologie intestinali sono associati con embrioni che bastone o non bastone. Questo varia in qualche modo tra i genotipi pure.
B. Drosophila dissezione dell'embrione dal vivo
Ci auguriamo che questa dimostrazione video ha mostrato i nostri metodi per la dissezione dell'embrione dal vivo e colorazione in modo sufficientemente dettagliato che adesso possono essere facilmente eseguito da una persona che ha una certa esperienza in Drosophila genetica e dell'embriologia. Naturalmente, la pratica considerevole sarà ancora necessaria, soprattutto per gli stessi dissezioni. Nella nostra esperienza, ogni persona che impara i metodi di dissezione dal vivo crea un protocollo di dissez...
Ringraziamo Nicki Fox e Aloisia Schmid per il loro contributo allo sviluppo di questi protocolli. Questo lavoro è stato supportato da un RO1 NIH accordare ai KZ, NS28182.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Borosilicate Tubing With Filament | Sutter Instrument Co. | BF120-60-10 | |
Narishige model PC-10 needle puller | Narishige International | Tubes pulled using a heater level of 58.9 |
Richiedi autorizzazione per utilizzare il testo o le figure di questo articolo JoVE
Richiedi AutorizzazioneThis article has been published
Video Coming Soon