彼らのテクニカル サポートありがとうモナッシュ マイクロ イメージング。いくつかの系統は、線虫の遺伝学センター研究インフラストラクチャ プログラム (P40 OD010440) の NIH のオフィスによって資金が供給されるによって提供されました。この作品は、モナッシュ大学生物医学発見交わり、NHMRC プロジェクト助成金 (GNT1105374)、NHMRC 上級研究員 (GNT1137645) と veski 社革新交わりによって支えられた: ロジャー ・ ポコックに VIF 23。

1. 準備とワームの飼育
注: すべての製品情報材料の表を参照してください。
<ol><li>OP50大腸菌文化: 文化ホストゲノム スープ (LB) (1% トリプトン、0.5% 酵母、0.5% の塩化ナトリウム、pH 7.0) 37 ° C 抗生物質なしで一晩で OP50 細菌。</li>
	<li>OP50 細菌線虫成長メディア (NGM) 板 (1.5 g の塩化ナトリウム、寒天、ペプトン、1 M CaCl2エタノール、1 M MgSO4の 1 mL 中 5 mg/mL のコレステロールの 1 mL の 1 mL の 1.25 g の 8.5 g の 400 μ L をシードします。、と 25 mL の 1 M KPO4バッファー)、空気乾燥 48 時間の細菌。</li>
	<li>シード NGM プレート ワームをピックアップし、15 ° C、20 ° c. で孵化させなさい<ol>
<li>大人の両性生殖細胞の分析、細菌の芝生に栄養の十分な L4 ワームをピックアップ、20 ° C で一晩インキュベート</li>
		<li>両性具有で精子数をスコアリングのため、ワームが L4/大人脱皮まで 12 h 20 ° C で L4 ワームを孵化させなさい。L4 段階にワームを同期するには、漂白剤溶液 (1 M NaOH と 1:1 の比率で漂白剤) でたくさんの卵と成虫を選ぶことによって卵を準備します。卵を孵化・ L4 動物実験のための選択を許可します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>テフロン顕微鏡スライドを準備するには、スライドにポリ L リジン溶液の 25 μ L を配置し、ピペット チップを使用して、ソリューションを拡散します。ペーパー タオルで余分なポリ L リジンを除去した後、自然乾燥し、15 〜 20 分の 65 ° C でスライドをインキュベートするスライドを許可します。</li>
</ol>2. 生殖解剖と染色6,13
<ol><li>22 × 22 mm coverslip の 0.01 %tetramisole (麻酔) の 10 μ L を発見し、それに 1 日の古い大人のワームをピックアップします。</li>
	<li>(5 mL) 注射器や針 (24"× 1") を使用してそれが鎮静になるように末尾にワームを解剖し、生殖細胞が破損していないことを確認します。 注: 解剖遂行されなければならない前にワームが完全に麻痺するワームとワームの動きに否定的な圧力援助生殖細胞の放出するようです。精子をスコアリングのため注意が必要、交尾を害することのない針で解剖時に。解離ポイント以外の針で、交尾後、生殖を触れないでください。生殖細胞のコンパートメントに分割がある場合、生殖細胞から任意放電が観察される、生殖細胞は分析のため使用しないでください。</li>
	<li>場所ポリ L リジン コーティング スライドの反転 coverslip スライドに切り裂かれた生殖細胞を維持します。</li>
	<li>1 分はすぐに針を用いたスライドの germlines coverslip を削除するため、液体窒素で観察して配置、スライドの隅にペーパー タワーを置くことによって、coverslip の下で余分な液体を削除します。</li>
	<li>-20 ° C のメタノール、商工会議所で 30-60 秒のためにスライドを転送し、作りたての定着液 (リン酸緩衝生理食塩水 (PBS) 含む 0.08 M HEPES pH 6.9、1.6 mM MgSO4、0.8 mM エチレング リコール bis(beta-aminoethyl × 1 で 30 分間インキュベートエーテル)-N, N, N', N'-四酸 (グリコールエーテルジアミン四酢酸)、および 3.7% パラホルムアルデヒド) 室温で。</li>
	<li>1x PBS、pH 7.4 を含む商工会議所で配置することによって、スライドを洗う 0.1 %10 分トゥイーン 20 手順を繰り返しますこの一度。</li>
	<li>解決を妨げるの 30 μ L で germlines をブロック (ヤギ血清の 1700 μ L でヤギ血清の 900 μ L を追加することによって準備の 30% 蒸留 H2O および 10 x PBS の 300 μ L) 30 分間室温でプラスチックの箱で湿らせたペーパー タオルを使用して湿気のある商工会議所で。</li>
	<li>各サンプルに 1: 300 比で 30% ヤギ血清で REC 8 抗体溶液の 50 μ L を追加します。4 ° C で一晩インキュベートします。</li>
	<li>スライドを洗う 1x PBS で 0.1% を含む商工会議所に配置 10 分トゥイーン 20 手順を一度し、スライドの隅にペーパー タオルを置くことで余分な液体を削除します。</li>
	<li>緑蛍光 (発光波長 488 nm) 共役二次抗体 (1: 1000)、ファロイジンをアクチン染色 (1:4000)、および DAPI (DNA 染色、1:4000) を 30% ヤギ血清の希釈、二次抗体溶液を準備します。</li>
	<li>二次抗体溶液 50 μ L をスライドに追加します。</li>
	<li>室温で 1 時間インキュベートします。</li>
	<li>スライドを洗う 1x PBS で 0.1% を含む商工会議所に置くことによって 2 回 10 分のトゥイーン 20 余分な液体を拭き取る。</li>
	<li>スライドに試薬を固定の 30 μ L を追加し、上 1.5 μ m coverslip x 12 mm2の場所 4 ° C でスライドを一晩乾燥します。</li>
</ol>3. 共焦点顕微鏡
<ol><li>共焦点顕微鏡、レーザー、共振型スキャナーと共焦点顕微鏡のソフトウェアを入れます。63 X 目的上スライド ホルダーにステンド グラス germlines とスライドを配置します。</li>
	<li>生殖細胞、生殖細胞の上にフォーカスを検索し、共焦点顕微鏡のソフトウェアを使用してそれをマークします。同様に生殖細胞の下部に焦点を当てるし、合計生殖厚さを確立するマークします。</li>
	<li>0.5 μ m. マーク完全な生殖と開始取得まで各スライスの厚さを定義することによって全体の生殖のイメージ。8 回各スライスをスキャンし、画像の品質を改善するために値を平均します。共振型スキャナーは、画像中に漂白を避けるために高速スキャンが許可されます。顕微鏡に共振型スキャナーがあるない場合は、漂白を避けるために 4 つのスキャンの数を減らします。</li>
</ol>4 核の画像解析のポスト数と分布
注: は、ソフトウェア ツールと使用するボタンのスクリーン ショットのための補足図 1を参照してください。
<ol><li>8.4.1 Imaris またはそれ以降のバージョンのソフトウェアに画像をインポートします。</li>
	<li>各地域の核形態を識別することによって分裂地域、移行ゾーン、減数分裂地域、卵母細胞領域、および生殖細胞の交尾を定義します。</li>
	<li>ソフトウェアの表面機能ボタン (補足図 1 a) を使用すると、関心領域を選択します。</li>
	<li>自動サーフェス作成ウィザードをキャンセルし、三次元のスタックからのイメージの最初と最後のスライスの関心領域を手動で描画します。</li>
	<li>作成するサーフェスをクリックします。 注: ソフトウェアは自動的に最初と最後のスタックとスタックを開発します。</li>
	<li>DAPI を除くすべてのチャンネルをマスクマスク チャンネルボタン (補足図 1 b ・ C) をクリックします。</li>
	<li>スポット機能ボタン (補足図 1 a) を使用して核の大きさのパラメーターを定義します。分裂の地域未定義 Z 直径はそのまま XY 直径 2 μ m を定義します。移行ゾーンの (補足図 1) は、1.5 μ m として XY 直径 2 μ m と Z の直径を定義します。 注: は、倍率と顕微鏡の仕様によると直径をトラブルシューティングします。現在のプロトコル使用目的だった 63 X、余分なイメージング中に 1.70 倍の倍率です。目的変更、例えば 40 X、直径はそれに応じて変更する必要があります。正しいパラメーターを確立する野生型 germlines で、トラブルシューティングを実行する必要があります。野生型生殖腕の分裂の地域は、約 250 の核を持っています。直径は、この値を達成するために変更する必要があります。直径の最適な値を決定するために少なくとも 15 germlines を使用します。同様のアプローチは遷移帯 (150-170 核) と減数分裂地域 (600-700 核) を調整するために使わなければなりません。</li>
	<li>最小しきい値 (補足図 1E) を定義することにより、スポットの検出を制限します。使用 DAPI 染色生殖細胞外表示されます最初のスポットまで、立体造形最小しきい値を増やすことにより最小しきい値を確立する野生型 germlines です。</li>
	<li>画像を保存し、ソフトウェアによって自動的に生成されたテーブルから核の数を取得します。TIF ファイルとしてイメージをエクスポートします。</li>
</ol>5. 投稿精子と染色体数をスコアリングのための画像解析
<ol><li>三次元レンダリングを実行するには、関心領域として、交尾を選択します。各精子を検出、0.75 - 間のスポット径を定義する x 1.0 μ m、Y 軸、Z 直径は未定義のまま。補足図 1に示すように、スポット機能ボタンを使用します。</li>
	<li>背景を刻 々 と過ぎで背景を引くボックスやソフトウェア (補足図 1) によって計算されたバック グラウンド補正値を使用して減算を行います。 注: Imaris ソフトウェアおすすめ高強度ポイントまず、関心の領域と背景の間に有意差がある限り、従って背景の影響も最小です。2 番目のメソッドは、バック グラウンドの値を必要に応じてそのバック グラウンド補正を手動で定義するを与えることができます。手動によるバック グラウンド補正は独立した試料の強度の比較が必要な場合は適切ななります。</li>
	<li>交尾 (補足図 1E) ですべての DAPI 染色精子を検出する三次元レンダリングしきい値を調整します。</li>
	<li>染色体を数える、スポット径を定義 < x 0.75 μ m と三次元モデルを開発する前に Y 軸。</li>
	<li>画像を保存し、TIF ファイルとしてエクスポートします。</li>
</ol>6 ポスト生殖細胞の細胞骨格の再構成のための画像解析
<ol><li>生殖細胞への関心の領域を識別してマスクのチャンネルボタンを押してファロイジンを除くすべてのチャンネルをマスクします。</li>
	<li>0.25 μ m の表面の詳細を定義するには、表面機能ボタン (補足図 1) を使用します。 注: つまり、三次元モデルにすべての 0.25 μ m になります。表面のディテールをすべての 0.25 μ m の 3次元形状モデルが作成されます生殖細胞の任意の領域の一定にすることができます。ただし、卵母細胞領域の表面のディテールを延長できます 0.35 - この地域で明確に定義されたアクチン繊維の存在により 0.5 μ m。</li>
	<li>背景を刻 々 と過ぎで背景を引くボックスやソフトウェア (補足図 1) によって計算されたバック グラウンド補正値を使用して減算を行います。</li>
	<li>立体構造解析 (補足図 1E) を必要に応じてしきい値を調整します。</li>
	<li>先進の 3次元画像を保存し、TIF ファイルとしてエクスポートします。</li>
</ol>

<ol>
	<li>Hubbard, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Caenorhabditis+elegans+germ+line:+a+model+for+stem+cell+biology.">Caenorhabditis elegans germ line: a model for stem cell biology.</a> Dev Dyn. 236 (12), 3343-3357 (2007).</li><li>Joshi, P. M., Riddle, M. R., Djabrayan, N. J., Rothman, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Caenorhabditis+elegans+as+a+model+for+stem+cell+biology.">Caenorhabditis elegans as a model for stem cell biology.</a> Dev Dyn. 239 (5), 1539-1554 (2010).</li><li>Kershner, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Germline+stem+cells+and+their+regulation+in+the+nematode+Caenorhabditis+elegans.">Germline stem cells and their regulation in the nematode Caenorhabditis elegans.</a> Adv Exp Med Biol. 786, 29-46 (2013).</li><li>Byrd, D. T., Knobel, K., Affeldt, K., Crittenden, S. L., Kimble, 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+DTC+niche+plexus+surrounds+the+germline+stem+cell+pool+in+Caenorhabditis+elegans.">A DTC niche plexus surrounds the germline stem cell pool in Caenorhabditis elegans.</a> PLoS One. 9 (2), 88372 (2014).</li><li>Kimble, J., Crittenden, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controls+of+germline+stem+cells,+entry+into+meiosis,+and+the+sperm/oocyte+decision+in+Caenorhabditis+elegans.">Controls of germline stem cells, entry into meiosis, and the sperm/oocyte decision in Caenorhabditis elegans.</a> Annu Rev Cell Dev Biol. 23, 405-433 (2007).</li><li>Hansen, D., Hubbard, E. J., Schedl, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-pathway+control+of+the+proliferation+versus+meiotic+development+decision+in+the+Caenorhabditis+elegans+germline.">Multi-pathway control of the proliferation versus meiotic development decision in the Caenorhabditis elegans germline.</a> Dev Biol. 268 (2), 342-357 (2004).</li><li>Crittenden, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+conserved+RNA-binding+protein+controls+germline+stem+cells+in+Caenorhabditis+elegans.">A conserved RNA-binding protein controls germline stem cells in Caenorhabditis elegans.</a> Nature. 417 (6889), 660-663 (2002).</li><li>Eckmann, C. R., Crittenden, S. L., Suh, N., Kimble, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GLD-3+and+control+of+the+mitosis/meiosis+decision+in+the+germline+of+Caenorhabditis+elegans.">GLD-3 and control of the mitosis/meiosis decision in the germline of Caenorhabditis elegans.</a> Genetics. 168 (1), 147-160 (2004).</li><li>Schumacher, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Translational+repression+of+C.+elegans+p53+by+GLD-1+regulates+DNA+damage-induced+apoptosis.">Translational repression of C. elegans p53 by GLD-1 regulates DNA damage-induced apoptosis.</a> Cell. 120 (3), 357-368 (2005).</li><li>McMullen, P. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macro-level+modeling+of+the+response+of+C.+elegans+reproduction+to+chronic+heat+stress.">Macro-level modeling of the response of C. elegans reproduction to chronic heat stress.</a> PLoS Comput Biol. 8 (1), 1002338 (2012).</li><li>Hubbard, E. J., Korta, D. Z., Dalfo, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiological+control+of+germline+development.">Physiological control of germline development.</a> Adv Exp Med Biol. 757, 101-131 (2013).</li><li>Wolke, U., Jezuit, E. A., Priess, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Actin-dependent+cytoplasmic+streaming+in+C.+elegans+oogenesis.">Actin-dependent cytoplasmic streaming in C. elegans oogenesis.</a> Development. 134 (12), 2227-2236 (2007).</li><li>Jones, A. R., Francis, R., Schedl, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GLD-1,+a+cytoplasmic+protein+essential+for+oocyte+differentiation,+shows+stage-+and+sex-specific+expression+during+Caenorhabditis+elegans+germline+development.">GLD-1, a cytoplasmic protein essential for oocyte differentiation, shows stage- and sex-specific expression during Caenorhabditis elegans germline development.</a> Dev Biol. 180 (1), 165-183 (1996).</li><li>Hasegawa, E., Karashima, T., Sumiyoshi, E., Yamamoto, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=C.+elegans+CPB-3+interacts+with+DAZ-1+and+functions+in+multiple+steps+of+germline+development.">C. elegans CPB-3 interacts with DAZ-1 and functions in multiple steps of germline development.</a> Dev Biol. 295 (2), 689-699 (2006).</li><li>Austin, J., Kimble, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=glp-1+is+required+in+the+germ+line+for+regulation+of+the+decision+between+mitosis+and+meiosis+in+C.+elegans.">glp-1 is required in the germ line for regulation of the decision between mitosis and meiosis in C. elegans.</a> Cell. 51 (4), 589-599 (1987).</li><li>Berry, L. W., Westlund, B., Schedl, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Germ-line+tumor+formation+caused+by+activation+of+glp-1,+a+Caenorhabditis+elegans+member+of+the+Notch+family+of+receptors.">Germ-line tumor formation caused by activation of glp-1, a Caenorhabditis elegans member of the Notch family of receptors.</a> Development. 124 (4), 925-936 (1997).</li><li>Fox, P. M., Schedl, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+Germline+Stem+Cell+Differentiation+Following+Loss+of+GLP-1+Notch+Activity+in+Caenorhabditis+elegans.">Analysis of Germline Stem Cell Differentiation Following Loss of GLP-1 Notch Activity in Caenorhabditis elegans.</a> Genetics. 201 (1), 167-184 (2015).</li><li>Pasierbek, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Caenorhabditis+elegans+cohesion+protein+with+functions+in+meiotic+chromosome+pairing+and+disjunction.">A Caenorhabditis elegans cohesion protein with functions in meiotic chromosome pairing and disjunction.</a> Genes and Development. 15 (11), 1349-1360 (2001).</li><li>Klass, M., Wolf, N., Hirsh, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+the+male+reproductive+system+and+sexual+transformation+in+the+nematode+Caenorhabditis+elegans.">Development of the male reproductive system and sexual transformation in the nematode Caenorhabditis elegans.</a> Dev Biol. 52 (1), 1-18 (1976).</li><li>Korta, D. Z., Tuck, S., Hubbard, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=S6K+links+cell+fate,+cell+cycle+and+nutrient+response+in+C.+elegans+germline+stem/progenitor+cells.">S6K links cell fate, cell cycle and nutrient response in C. elegans germline stem/progenitor cells.</a> Development. 139 (5), 859-870 (2012).</li><li>Laband, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromosome+segregation+occurs+by+microtubule+pushing+in+oocytes.">Chromosome segregation occurs by microtubule pushing in oocytes.</a> Nat Commun. 8 (1), 1499 (2017).</li></ol>

著者は利害の衝突を宣言しません。

このプロトコルの目標は、精度を向上させる・生殖細胞の解析に必要な時間を短縮することです。切り裂かれた germlines の標準的な準備の後、生殖核の三次元モデルは計算のレンダリングによって準備されます。空間における生殖核分布の観測を可能にしながら、三次元レンダリングは生殖細胞の特定の領域での核の数を計算します。本手法の重要な側面は、原子核のサイズと形状パラメーターの正確な定義です。これは染色と使用倍率の明快さに依存をイメージ。手動で分析されたデータの1を公開する比較することによって法の精度を確認しました。さらに提案手法の精度を確認、異なる条件の下で複数の突然変異体を使用し、発表された文献で結果を確認します。それはまた微妙な表現型 - を検出するメソッドの機能を確認したcpb 3とglp 1の変異体は、それぞれ。さらに、このメソッドは、核の大きさや形生殖細胞内もしくは系統間の変化への適応を示しています。このプロパティには、同定と染色体や精子などの生殖細胞でより小さい構造の得点もできます。このメソッドは、サイズと形状パラメーターの他のトラブルシューティング、必要な場合をことができます。我々 の分析は生殖細胞の核の分布を明らかにすることができた、ことを示した原子核分裂、pachytene 地域は、さまざまなパターンに整理されます。三次元レンダリングを適用し、REC 8、DAPI 染色, 我々 はまた分裂地域の核内で REC 8 の分布を示した。
アクチン染色の立体には、生殖細胞骨格構造の詳細な検査が有効になります。生殖細胞は、彼らは物理的な接触を維持、2 つの独立したアクチン構造を持っている表示されます。全体の生殖細胞の細胞骨格の再構築は、単一のエンティティとして可能ですが、最良の結果分裂に関心領域があらかじめ選択されて場合に得ることが, 転移, および減数分裂の領域。遠位生殖細胞骨格、未定義の形をして近位端の糸状の構造に進化。我々 のプロトコル アクチンの分布の違いに対応する特定のパラメーターを定義することによって生殖細胞のアクチン細胞骨格の 3次元再構築を可能。 にします。分析の最も重要な側面は、核のサイズや表面の詳細要件などパラメーターの定義です。実際のサイズの下核サイズを下げる個別のオブジェクトとして核内に明るいスポットを選択するソフトウェアを危険にさらします。同様に、高い表面の詳細の値は、正確な三次元構造の損失に します。提案手法は、解離と生殖細胞の染色の品質の精度に依存します。破損した生殖細胞は生殖、不正確な番号を引き起こしてから核の解放をもたらすかもしれない。染色から高いバック グラウンドは、不正確な核数と不適切な三次元レンダリングにもなります。
私たちのメソッドは、我々 は核数と分布/20の単一のプロトコル領域生殖細胞蛋白質の発現を分析することができるが生殖細胞分析の以前知られている自動化された方法を拡張します。第二に、この手法により, 生殖細胞内の染色体のようなより小さい構造の得点します。染色体は、卵母細胞開発21の重要な側面です。私たちのメソッドを使用して、番号と野生型の卵子に対して調整して距離を定義できます染色体の位置を検出することが可能です。染色体分離に影響を及ぼすすべての突然変異は、このツールを使用して学ぶことができます。また、2 細胞期で胚の染色体を勉強する方法を拡張できます。数値解析は、細胞骨格構造も交尾、卵母細胞と生殖細胞の染色体の数の精子の数を提供します。一緒に取られて、メソッドは、分析時間を大幅に短縮しながら 1 つのプロトコルを使用して線虫の生殖の包括的な分析を提供します。メソッドは、それぞれの分析 (核数、蛋白質の分布と細胞骨格構造) のための複数のツールの必要がある、任意の特定のソフトウェアに必要なコーディングの時間を削除します。最後に、このメソッドは、鎮静のライブ ワームの三次元分析を含む他のワームの研究を効果的に拡張できます。

シグナル伝達経路の哺乳類の保全は、複数の生物学的プロセス1,2を研究するエクセレント モデル線虫をなります。私たちの研究室では、線虫の生殖を使用して、遺伝子発現、アポトーシス、幹細胞の開発を研究します。生殖細胞は立体構造が、多くの研究は三次元解析の時間のかかり、労働集約的な性質のため二次元です。二次元解析が生殖細胞の生体内でイベントを偽ることがあります可能性が高いです。線虫 c. エレガンス大人の両性具有者がそれぞれの家は遠位生殖細胞未分化状態3,4を維持体の遠位先端細胞 (DTC)、2 つの生殖腕。これらの生殖細胞はその影響をエスケープ、DTC から離れるにつれて分化を開始して生殖細胞の近位端に達する彼らと卵子と精子になります。このプロセス中に胚細胞核は減数分裂5,6に移行する前に有糸分裂を経る。精子の生産はその後卵母細胞は成人で作成される開発の幼虫 4 (L4) によって完了です。精子は、卵子の胚を生成する肥やす交尾に格納されます。
線虫核の数, アポトーシス イベント、染色体ダイナミクスとタンパク質の発現や局在7 の番号変更を伴う生殖細胞の発生に影響を与えることができる複数の遺伝子と環境要因があります。 ,8,9,10,11。これらのイベントの分析には、核の形態と分布に基づく分化の各段階の身分証明書が必要です。大規模なサンプル サイズを手動でこれらのパラメーターを正確に分析するには、手間と時間がかかるです。カウント核、核の分布、蛋白質の表現、線虫の生殖の三次元検査のための自動方法を開発したこれらの欠点を回避するために、解析の整合性を有効にするには、細胞骨格と構造体です。三次元レンダリングと共焦点顕微鏡を用いて生殖細胞分化の各段階の身分証明書のサイズと形状パラメーターを生成されます。さらに、このメソッドは、生殖細胞の核と精子のカウントに加えて各卵母細胞における染色体数の得点できます。
生殖細胞の 1 つ重要な構造が細胞骨格、生殖細胞コンパートメント、エイズ細胞質ストリーミングと生殖核12保護に安定性を提供します。計算のレンダリングを使用すると、生殖細胞骨格の 3次元再構築を実施し、生殖細胞内の異なる細胞骨格機能を識別.ここでは、線虫の生殖の共焦点イメージングにより包括的な分析と組み合わせる方法計算の分析を説明するためにステップバイ ステップのプロトコルについて述べる。
急速な線虫の生殖 (図 1) の三次元解析法を提案します。三次元解析を使用して、セル (図 2) 生殖細胞系列の細胞骨格 (の再構築の自動化 (図 2および図 3) 生殖核の三次元分布カウントを研究することが可能です。図 3)、タンパク質 (図 4) や、交尾で精子と卵母細胞 (図 5) の染色体数を得点の分布。メソッドは、生殖細胞を簡単かつ正確な数量化できるだけでなく、生理学的に関連する表現型を識別します。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:933px;" width="934">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
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	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">C. elegans strains: wild type (N2, Bristol), rnp-8(tm2435) I/hT2[bli-4(e937) let-?(q782) qIs48] (I;III), cpb-3(bt17) I, glp-1 (e2141) III&#160;</td>
			<td style="width:264px;">Caenorhabditis Genetics Center (CGC)</td>
			<td style="width:168px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">OP50 Escherichia coli bacteria</td>
			<td style="width:264px;">Homemade</td>
			<td style="width:168px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Nematode Growth Media (NGM) plates</td>
			<td style="width:264px;">Homemade</td>
			<td style="width:168px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">polyclonal rabbit anti-REC-8&#160;</td>
			<td>SDIX</td>
			<td>29470002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Alexa 488 conjugated antibody raised in goat</td>
			<td>Thermofisher Scientific</td>
			<td>A-21236</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cytoskeletal dye phalloidin&#160;</td>
			<td>Thermofisher Scientific</td>
			<td style="width:168px;">A-12380</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">DAPI&#160;</td>
			<td>Thermofisher Scientific&#160;</td>
			<td>62248</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Poly-L-lysine&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P5899</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tetramisol&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P5899</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">MgSO4</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:168px;">M7506</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1M HEPES buffer, pH 7.4&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:168px;">G0887</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">10X PBS pH 7.4&#160;</td>
			<td>Thermofisher Scientific</td>
			<td>AM9625</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tween-20&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P1389</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">EGTA</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>E3889</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">37% Paraformaldehyde solution</td>
			<td>Merck Millipore</td>
			<td>1040031000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Normal goat serum</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>G9023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fluoroshield fixing reagent&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>F6182</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ethanol&#160;</td>
			<td>Millipore&#160;</td>
			<td>1009832511</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Methanol</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>34860</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">20&#176;C &#38; 25&#176;CIncubator&#160;</td>
			<td>Any brand</td>
			<td style="width:168px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Light microscope</td>
			<td style="width:264px;">Any brand</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Confocal microscope&#160;&#160;</td>
			<td style="width:264px;">Any brand (Leica, Zeiss)</td>
			<td style="width:168px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Computer equipped with Imaris suit 8.4.1 or later version, full licence to use the software and Matlab software.</td>
			<td style="width:264px;">Bitplane</td>
			<td style="width:168px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Phospho buffered saline, pH 7.4</td>
			<td style="width:264px;">Homemade</td>
			<td style="width:168px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Teflon microscope slides&#160;</td>
			<td style="width:264px;">Tekdon&#160;</td>
			<td style="width:168px;">&#160;941-322-8288</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

computational analysis of the caenorhabditis elegans germline to study the distribution of nuclei, proteins, and the cytoskeleton

線虫(C. elegans) 生殖細胞、幹細胞の開発、アポトーシスと染色体のダイナミクスを含むいくつかの重要な生物学的プロセスの研究に使用されます。生殖細胞はエクセレント モデルが、解析は、しばしば 2 つの時間と労力を三次元解析による寸法です。このような研究の主要な読み出しは、核と生殖細胞内のタンパク質分布の位です。生殖細胞数と生殖細胞の各地域で核の位置を決定する共焦点顕微鏡と計算のアプローチを使用しての自動解析を実行する方法を紹介します。本手法は、また異なる遺伝背景の蛋白質の表現を立体的に調べることができる生殖細胞蛋白質の分布を分析します。さらに、我々 の研究は、特定の空間発達要件に対応することができる生殖の異なる領域で細胞骨格のアーキテクチャでバリエーションを示します。最後に、提案手法は、各生殖の交尾で精子の自動カウントできます。一緒に取られて、私たちのメソッドは、線虫の生殖の迅速かつ再現性のある表現型分析できます。

図 1は、生殖細胞の三次元分析に必要な時間を示します。20 ° C で培養した L4 両性具有は、germlines を分離するために解剖、DAPI、ファロイジン、および生殖細胞のタンパク質に対する抗体で染色しました。共焦点顕微鏡を用いた Germlines が作成されます。完全な生殖核の位置と数をカウント、特定蛋白質の分布、細胞骨格構造やスコア分析に 10-15 分を必要とする、染色と共焦点顕微鏡は約 24 時間解析を必要とする、精子の数です。完全な手動解析生殖細胞あたり 2 時間以上を必要とする演算子の影響を受けるは、したがって、私たち自動化されたハイスループット法分析時間を短縮し、再現性を高めます。
得点生殖腕住宅約 1,000-1,200 核 (図 2C) 以前に公開されたマニュアル得点データ1とよく対応することを明らかに核を自動化しました。採点の精度、複数の変異体と異なる条件を確認するには、(図 2D G) を使用しました。例えばrnp-8(tm435)、cpb-3(bt17)、および野生型動物glp-1(e2141)突然変異体ワームを比較しました。消保院 3とglp-1突然変異体 germlines14,15,16,17の核数の知られている削減を再現自動カウントします。25 ° C で培養したときglp-1(e2141)温度感受性変異体の核数の深刻な減少が認められました。核の分布は分化の段階に依存します。野生型の約 250 核を含む細胞分裂の地域は、密集生殖細胞 (図 3)1の残りの部分に比べて核です。分裂核間の間隔は最小限で、核が分裂の地域全体であります。ただし、核は、遠位端から移動、表示されます (図 3) 生殖細胞の外周に向かってより。分布の変化は、遷移領域で開始し、核が減数分裂/pachytene を入力を完了します。
生殖細胞は、分化の各段階で特定の骨格構造を持っています。ファロイジンと生殖の汚損によって F-アクチンを可視化。(図 3および図 5) 各地域では、生殖細胞の近位端に遠位から F-アクチンの分布が目立っています。一般に、'シリンダー内筒' として表示される 2 つの独立した構造体があります。分裂の地域で内側アクチンは、(図 3) 特定の形をした固形の塊として表示されます。生殖細胞では、遷移層に達すると、内部に存在するアクチンより円筒状の構造物を想定しています、後半 pachytene に達すると円筒になります。アクチンの 2 番目の層は、生殖細胞をカタチに内側の層をカバーしています。この 'シリンダー シリンダー内のアクチンの構造体は、卵母細胞領域 (図 5) に向かって消失します。卵母細胞の領域では、アクチンは太い繊維として表示されます。卵母細胞は、それは、交尾して卵母細胞の動きを許可するように動的に表示されますが、アクチン梗で区切られます。最後に、アクチン、交尾はまたアクチン線維の太い束を形作る。ただし、繊維表示パック卵母細胞領域でより近い。細胞骨格の構造は、原子核 (図 3) の分布パターンを補完するために表示されます。分裂の地域核内アクチン構造の周りに表示されます。減数分裂/pachytene に届く、核核 (図 3) をほとんど欠いて生殖の真ん中を残して 2 つのアクチン シリンダー間整理します。これはおそらく生殖細胞細胞質ストリーミング連続支援でした。Germlines は、REC 8 蛋白質に対する抗体で染色され、共焦点顕微鏡による分析します。REC-8 は、生殖細胞の初期の核周辺に分布が均一と、切断し、減数分裂18の間に劣化は後で。生殖細胞の三次元断面解析で REC 8 分布は、分裂の地域 (図 4) で蛋白質の分布を示しています。
生殖細胞の近位端の立体造形、交尾には、交尾の遠位最初の 3 つの卵が含まれます。我々 の分析は各交尾で 151 精子の平均を認識 (n = 18)。これは方法 (図 5F)19の信頼性を示す公開資料に対応しています。細胞骨格と共にこの分析を行うことができるまたは蛋白質の分布の調査。線虫のゲノムは六つの染色体の間で配布されています。野生型の完全に発達した卵母細胞でこれらの染色体は表示され、カウントすることができます。この染色体の分離は、染色体の安定性や卵の開発に関連付けられているその他の欠陥を研究する使用できます。三次元レンダリングによって染色体の数を可視化することができますと染色体が正しくされている場合数正確に取得できます (図 5)。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57702/57702fig1.jpg"> 図 1.自動解析のためのタイムライン。線虫の生殖のマニュアルおよび計算の分析の時間比較。<a href="/files/ftp_upload/57702/57702fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57702/57702fig2.jpg"> 図 2.生殖細胞の核分布。(A) DAPI 染色生殖細胞分裂を示す、遷移、および pachytene/減数分裂地域。(生殖細胞の三次元モデルを B) 計算。(C) 野生型 germlines の核数の合計の得点。(D-F)核の数のためのスコアリング分裂、遷移、および野生型rnp 8、cpb 3、およびglp 1の突然変異体 germlines の減数分裂の地域。(G) 合計 20 の ° C および 25 ° C でglp 1変異体の核数の比較エラーバーは標準エラーを表します。学生のテスト。n < 0.0001、* * *n < 0.001、* *n < 0.01 *n < 0.05。<a href="/files/ftp_upload/57702/57702fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57702/57702fig3.jpg"> 図 3.生殖細胞の細胞骨格の構造。(B)分裂の地域で生殖細胞の内側アクチン (赤) 骨格の組織。内部に存在するアクチンは、外側アクチン細胞分裂の地域と比較して拡散構造を持ちます。(C ・ D)Pachytene 地域で、骨格は (青) の核の組織間に 2 つのシリンダーを形成することにより円筒状の構造物を想定しています。(E ・ F)生殖核分裂および pachytene の地域の組織。核の分布は分裂地域 (緑) と比較して pachytene 地域で 'germtube' のまわり方と生殖細胞の中に核を欠いてなります。<a href="/files/ftp_upload/57702/57702fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57702/57702fig4.jpg"> 図 4.分裂の地域で REC 8 式。(A) REC 8 ステンド生殖細胞の遠位端を示す顕微鏡像。(B ・ C)REC 8 染色 (青で示されている) と分裂核 (緑) の蛋白質の分布の三次元レンダリングします。少なく豊富、REC 8 染色 (核を表す白のドットでマークされて) 分裂の領域に近位。<a href="/files/ftp_upload/57702/57702fig4large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57702/57702fig5.jpg"> 図 5.近位端での生殖構造。(A) DAPI は近位端に生殖細胞の染色。(B) 表示 (黄色) の交尾で精子と卵母細胞 (白) の染色体を汚す DAPI の立体。(C ・ E)生殖細胞の近位端に三次元骨格構造です。完全な近位端の赤いマーク、グリーン マーク、交尾します。横断的分析は、細胞骨格が卵母細胞、周りのアクチン フィラメントの構造を形成するだけでなくがも卵母細胞間の分離を示しています。(F) それぞれの交尾と複数交尾から得られた平均精子数を示すグラフ (n = 18)。エラーバーは標準エラーを表します。<a href="/files/ftp_upload/57702/57702fig5large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Supplementary Figure 1" src="/files/ftp_upload/57702/57702supfig1.jpg"> 補足図 1.ソフトウェア ツールの説明。(A) スポットと核と染色性を検出するためのサーフェス ツール。(B ・ C)サーフェス ツールを使用して興味の三次元領域の選択。(D) 核検出のためスポット ツールを使用して、XY 直径を定義します。関心と染色の地域によって z 軸径とバック グラウンドの補正が使用できます。(E) 最小値と最大輝度しきい値検出。直径を定義する代わりに、表面機能の同様のアプローチを使用できます、表面の詳細を定義できます。<a href="/files/ftp_upload/57702/57702supfig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。

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Computational Analysis of the Caenorhabditis elegans Germline to Study the Distribution of Nuclei, Proteins, and the Cytoskeleton

核の分布、蛋白質および細胞骨格を研究する線虫生殖細胞の解析

線虫生殖.の三次元再構成のための自動化手法を提案します。本手法は、数と生殖と生殖細胞蛋白質の分布の解析と細胞骨格構造内にある各核の位置を決定します。

The Caenorhabditis elegans (C. elegans) germline is used to study several biologically important processes including stem cell development, apoptosis, and ...

computational-analysis-caenorhabditis-elegans-germline-to-study

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Computational Analysis of the Caenorhabditis elegans Germline to Study the Distribution of Nuclei, Proteins, and the Cytoskeleton

6.2K ビュー.  Monash University. 線虫生殖.の三次元再構成のための自動化手法を提案します。本手法は、数と生殖と生殖細胞蛋白質の分布の解析と細胞骨格構造内にある各核の位置を決定します。

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Comprehensive Assessment of Germline Chemical Toxicity Using the Nematode Caenorhabditis elegans

Identifying the reproductive toxicity of the thousands of chemicals present in our environment has been one of the most tantalizing challenges in the field of environmental health. This is due in part to the paucity of model systems that can (1) accurately recapitulate keys features of reproductive processes and (2) do so in a medium- to high-throughput fashion, without the need for a high number of vertebrate animals.
We describe here an assay in the nematode C. elegans that allows the rapid identification of germline toxicants by monitoring the induction of aneuploid embryos. By making use of a GFP reporter line, errors in chromosome segregation resulting from germline disruption are easily visualized and quantified by automated fluorescence microscopy. Thus the screening of a particular set of compounds for its toxicity can be performed in a 96- to 384-well plate format in a matter of days. Secondary analysis of positive hits can be performed to determine whether the chromosome abnormalities originated from meiotic disruption or from early embryonic chromosome segregation errors. Altogether, this assay represents a fast first-pass strategy for the rapid assessment of germline dysfunction following chemical exposure.

Comprehensive Assessment of Germline Chemical Toxicity Using the Nematode Caenorhabditis elegans

We describe the detailed steps of a high-throughput chemical assay in the nematode Caenorhabditis elegans used to assess germline toxicity. In this assay, disruption of germline function following chemical exposure is monitored using a fluorescent reporter specific to aneuploid embryos.

線虫を用いて生殖化学毒性を総合的に評価<em&gt;線虫（Caenorhabditis elegans）</em

Identifying the reproductive toxicity of the thousands of chemicals present in our environment has been one of the most tantalizing challenges in the ...

発生生物学

Using Confocal Analysis of Xenopus laevis to Investigate Modulators of Wnt and Shh Morphogen Gradients

This protocol describes a method to visualise ligands distributed across a field of cells. The ease of expressing exogenous proteins, together with the large size of their cells in early embryos, make Xenopus laevis a useful model for visualising GFP-tagged ligands. Synthetic mRNAs are efficiently translated after injection into early stage Xenopus embryos, and injections can be targeted to a single cell. When combined with a lineage tracer such as membrane tethered RFP, the injected cell (and its descendants) that are producing the overexpressed protein can easily be followed. This protocol describes a method for the production of fluorescently tagged Wnt and Shh ligands from injected mRNA. The methods involve the micro dissection of ectodermal explants (animal caps) and the analysis of ligand diffusion in multiple samples. By using confocal imaging, information about ligand secretion and diffusion over a field of cells can be obtained. Statistical analyses of confocal images provide quantitative data on the shape of ligand gradients. These methods may be useful to researchers who want to test the effects of factors that may regulate the shape of morphogen gradients.

Using Confocal Analysis of Xenopus laevis to Investigate Modulators of Wnt and Shh Morphogen Gradients

The manuscript here provides a simple set of methods for analysing the secretion and diffusion of fluorescently tagged ligands in Xenopus. This provides a context for testing the ability of other proteins to modify ligand distribution and allowing experiments that may give insight into mechanisms regulating morphogen gradients.

の共焦点分析を用いました<em&gt;アフリカツメガエル</em&gt; WntおよびShhのモルフォゲン勾配の調節を調査するために、

This protocol describes a method to visualise ligands distributed across a field of cells. The ease of expressing exogenous proteins, together with the ...

Methods to Examine the Lymph Gland and Hemocytes in Drosophila Larvae

Many parallels exist between the Drosophila and mammalian hematopoietic systems, even though Drosophila lack the lymphoid lineage that characterize mammalian adaptive immunity. Drosophila and mammalian hematopoiesis occur in spatially and temporally distinct phases to produce several blood cell lineages. Both systems maintain reservoirs of blood cell progenitors with which to expand or replace mature lineages. The hematopoietic system allows Drosophila and mammals to respond to and to adapt to immune challenges. Importantly, the transcriptional regulators and signaling pathways that control the generation, maintenance, and function of the hematopoietic system are conserved from flies to mammals. These similarities allow Drosophila to be used to genetically model hematopoietic development and disease.
Here we detail assays to examine the hematopoietic system of Drosophila larvae. In particular, we outline methods to measure blood cell numbers and concentration, visualize a specific mature lineage in vivo, and perform immunohistochemistry on blood cells in circulation and in the hematopoietic organ. These assays can reveal changes in gene expression and cellular processes including signaling, survival, proliferation, and differentiation and can be used to investigate a variety of questions concerning hematopoiesis. Combined with the genetic tools available in Drosophila, these assays can be used to evaluate the hematopoietic system upon defined genetic alterations. While not specifically outlined here, these assays can also be used to examine the effect of environmental alterations, such as infection or diet, on the hematopoietic system.

Methods to Examine the Lymph Gland and Hemocytes in Drosophila Larvae

Drosophila and mammalian hematopoietic systems share many common features, making Drosophila an attractive genetic model to study hematopoiesis. Here we demonstrate dissection and mounting of the major larval hematopoietic organ for immunohistochemistry. We also describe methods to assay various larval hematopoietic compartments including circulating hemocytes and sessile crystal cells.

リンパ腺や血球中を調べるための方法<em&gt;ショウジョウバエ</em&gt;幼虫

Many parallels exist between the Drosophila and mammalian hematopoietic systems, even though Drosophila lack the lymphoid lineage that characterize ...

Spatial and Temporal Analysis of Active ERK in the C. elegans Germline

The evolutionarily conserved&#160;extracellular signal transducing RTK-RAS-ERK pathway is an important kinase-signaling cascade that controls multiple cellular and developmental processes principally via activation of ERK, the terminal kinase of the pathway. Tight regulation of ERK activity is essential for normal development and homeostasis; overly active ERK results in excessive cellular proliferation, while underactive ERK causes cell death. C. elegans is a powerful model system that has helped characterize the function and regulation of RTK-RAS-ERK signaling pathway during development. In particular, the RTK-RAS-ERK pathway is essential for C. elegans germline development, which is the focus of this method. Using antibodies specific to the active, diphosphorylated form of ERK (dpERK), the stereotypical localization pattern can be visualized within the germline. Because this pattern is both spatially and temporally controlled, the ability to reproducibly assay dpERK is useful to identify regulators of the pathway that affect dpERK signal duration and amplitude and thus germline development. Here we demonstrate how to successfully dissect, stain, and image dpERK within the C. elegans gonad. This method can be adapted for spatial localization of any signaling or structural protein in the C. elegans gonad, provided an antibody compatible with immunofluorescence is available.

Spatial and Temporal Analysis of Active ERK in the C. elegans Germline

We present an immunofluorescence&#160;imaging-based method for spatial and temporal localization of active ERK in the dissected C. elegans gonad. The protocol described here can be adapted for visualization of any signaling or structural protein in the C. elegans gonad, provided a suitable antibody reagent is available.

で活躍ERKの時空間解析<em&gt; C。エレガンス</em&gt;生殖細胞系列

The evolutionarily conserved&#160;extracellular signal transducing RTK-RAS-ERK pathway is an important kinase-signaling cascade that controls multiple ...

Immobilization of Caenorhabditis elegans to Analyze Intracellular Transport in Neurons

Axonal transport and intraflagellar transport (IFT) are essential for axon and cilia morphogenesis and function. Kinesin superfamily proteins and dynein are molecular motors that regulate anterograde and retrograde transport, respectively. These motors use microtubule networks as rails. Caenorhabditis elegans (C. elegans) is a powerful model organism to study axonal transport and IFT in vivo. Here, I describe a protocol to observe axonal transport and IFT in living C. elegans. Transported cargo can be visualized by tagging cargo proteins using fluorescent proteins such as green fluorescent protein (GFP). C. elegans is transparent and GFP-tagged cargo proteins can be expressed in specific cells under cell-specific promoters. Living worms can be fixed by microbeads on 10% agarose gel without killing or anesthetizing the worms. Under these conditions, cargo movement can be directly observed in the axons and cilia of living C. elegans without dissection. This method can be applied to the observation of any cargo molecule in any cells by modifying the target proteins and/or the cells they are expressed in. Most basic proteins such as molecular motors and adaptor proteins that are involved in axonal transport and IFT are conserved in C. elegans. Compared to other model organisms, mutants can be obtained and maintained more easily in C. elegans. Combining this method with various C. elegans mutants can clarify the molecular mechanisms of axonal transport and IFT.

Immobilization of Caenorhabditis elegans to Analyze Intracellular Transport in Neurons

Caenorhabditis elegans (C. elegans) is a good model to study axonal and intracellular transport. Here, I describe a protocol for in vivo recording and analysis of axonal and intraflagellar transport in C. elegans.

線虫ニューロンの細胞内輸送を分析するための固定化

Axonal transport and intraflagellar transport (IFT) are essential for axon and cilia morphogenesis and function. Kinesin superfamily proteins and dynein ...

Application of RNAi and Heat-shock-induced Transcription Factor Expression to Reprogram Germ Cells to Neurons in C. elegans

Studying the cell biological processes during converting the identities of specific cell types provides important insights into mechanism that maintain and protect cellular identities. The conversion of germ cells into specific neurons in the nematode Caenorhabditis elegans (C. elegans) is a powerful tool for performing genetic screens in order to dissect regulatory pathways that safeguard established cell identities. Reprogramming of germ cells to a specific type of neurons termed ASE requires transgenic animals that allow broad over-expression of the Zn-finger transcription factor (TF) CHE-1. Endogenous CHE-1 is expressed exclusively in two head neurons and is required to specify the glutamatergic ASE neurons fate, which can easily be visualized by the gcy-5prom::gfp reporter. A trans gene containing the heat-shock promoter-driven che-1 gene expression construct allows broad mis-expression of CHE-1 in the entire animal upon heat-shock treatment. The combination of RNAi against the chromatin-regulating factor LIN-53 and heat-shock-induced che-1 over-expression leads to reprogramming of germ cell into ASE neuron-like cells. We describe here the specific RNAi procedure and appropriate conditions for heat-shock treatment of transgenic animals in order to successfully induce germ cell to neuron conversion.

Application of RNAi and Heat-shock-induced Transcription Factor Expression to Reprogram Germ Cells to Neurons in C. elegans

This protocol describes how to study cellular processes during cell fate conversion in Caenorhabditis elegans in vivo. Using transgenic animals, allowing heat-shock promoter-driven overexpression of the neuron fate-inducing transcription factor CHE-1 and RNAi-mediated depletion of the chromatin-regulating factor LIN-53 germ cell to neuron reprogramming can be observed in vivo.

線虫のニューロンに生殖細胞を再プログラムする RNAi と熱衝撃による転写因子の発現のアプリケーション

Studying the cell biological processes during converting the identities of specific cell types provides important insights into mechanism that maintain ...

Three-dimensional Rendering and Analysis of Immunolabeled, Clarified Human Placental Villous Vascular Networks

Nutrient and gas exchange between mother and fetus occurs at the interface of the maternal intervillous blood and the vast villous capillary network that makes up much of the parenchyma of the human placenta. The distal villous capillary network is the terminus of the fetal blood supply after several generations of branching of vessels extending out from the umbilical cord. This network has a contiguous cellular sheath, the syncytial trophoblast barrier layer, which prevents mixing of fetal blood and the maternal blood in which it is continuously bathed. Insults to the integrity of the placental capillary network, occurring in disorders such as maternal diabetes, hypertension and obesity, have consequences that present serious health risks for the fetus, infant, and adult. To better define the structural effects of these insults, a protocol was developed for this study that captures capillary network structure on the order of 1 - 2 mm3 wherein one can investigate its topological features in its full complexity. To accomplish this, clusters of terminal villi from placenta are dissected, and the trophoblast layer and the capillary endothelia are immunolabeled. These samples are then clarified with a new tissue clearing process which makes it possible to acquire confocal image stacks to z- depths of ~1 mm. The three-dimensional renderings of these stacks are then processed and analyzed to generate basic capillary network measures such as volume, number of capillary branches, and capillary branch end points, as validation of the suitability of this approach for capillary network characterization.

This study presents a protocol for the reversible tissue clearing, immunostaining, 3D-rendering and analysis of vascular networks in human placenta villi samples on the order of 1 - 2 mm3.

三次元レンダリングとカルビンディン抗体、解析人間の胎盤絨毛血管のネットワークを明らかにしました。

Nutrient and gas exchange between mother and fetus occurs at the interface of the maternal intervillous blood and the vast villous capillary network that ...

Assessing Lysosomal Alkalinization in the Intestine of Live Caenorhabditis elegans

The nematode Caenorhabditis elegans (C. elegans) is a model system that is widely used to study longevity and developmental pathways. Such studies are facilitated by the transparency of the animal, the ability to do forward and reverse genetic assays, the relative ease of generating fluorescently labeled proteins, and the use of fluorescent dyes that can either be microinjected into the early embryo or incorporated into its food (E. coli strain OP50) to label cellular organelles (e.g. 9-diethylamino-5H-benzo(a)phenoxazine-5-one and (3-{2-[(1H,1&#39;H-2,2&#39;-bipyrrol-5-yl-kappaN(1))methylidene]-2H-pyrrol-5-yl-kappaN}-N-[2-(dimethylamino)ethyl]propanamidato)(difluoro)boron). Here, we present the use of a fluorescent pH-sensitive dye that stains intestinal lysosomes, providing a visual readout of dynamic, physiological changes in lysosomal acidity in live worms. This protocol does not measure lysosomal pH, but rather aims to establish a reliable method of assessing physiological relevant variations in lysosomal acidity. cDCFDA is a cell-permeant compound that is converted to the fluorescent fluorophore 5-(and-6)-carboxy-2&#39;,7&#39;-dichlorofluorescein (cDCF) upon hydrolysis by intracellular esterases. Protonation inside lysosomes traps cDCF in these organelles, where it accumulates. Due to its low pKa of 4.8, this dye has been used as a pH sensor in yeast. Here we describe the use of cDCFDA as a food supplement to assess the acidity of intestinal lysosomes in C. elegans. This technique allows for the detection of alkalinizing lysosomes in live animals, and has a broad range of experimental applications including studies on aging, autophagy, and lysosomal biogenesis.

Assessing Lysosomal Alkalinization in the Intestine of Live Caenorhabditis elegans

A step-by-step guide to probe loss of lysosomal acidity in the intestine of C. elegans using the pH-sensitive vital dye 5(6)-carboxy-2&#39;,7&#39;-dichlorofluorescein diacetate (cDCFDA)

腸の生きている線虫のライソゾーム アルカリ化を評価します。

The nematode Caenorhabditis elegans (C. elegans) is a model system that is widely used to study longevity and developmental pathways. Such studies are ...

Cell Cycle Analysis in the C. elegans Germline with the Thymidine Analog EdU

Cell cycle analysis in eukaryotes frequently utilizes chromosome morphology, expression and/or localization of gene products required for various phases of the cell cycle, or the incorporation of nucleoside analogs. During S-phase, DNA polymerases incorporate thymidine analogs such as EdU or BrdU into chromosomal DNA, marking the cells for analysis. For C. elegans, the nucleoside analog EdU is fed to the worms during regular culture and is compatible with immunofluorescent techniques. The germline of C. elegans is a powerful model system for the studies of signaling pathways, stem cells, meiosis, and cell cycle because it is transparent, genetically facile, and meiotic prophase and cellular differentiation/gametogenesis occur in a linear assembly-like fashion. These features make EdU a great tool to study dynamic aspects of mitotically cycling cells and germline development. This protocol describes how to successfully prepare EdU bacteria, feed them to wild-type C. elegans hermaphrodites, dissect the hermaphrodite gonad, stain for EdU incorporation into DNA, stain with antibodies to detect various cell cycle and developmental markers, image the gonad and analyze the results. The protocol describes the variations in the method and analysis for the measurement of S-phase index, M-phase index, G2 duration, cell cycle duration, rate of meiotic entry, and rate of meiotic prophase progression. This method can be adapted to study the cell cycle or cell history in other tissues, stages, genetic backgrounds, and physiological conditions.

Cell Cycle Analysis in the C. elegans Germline with the Thymidine Analog EdU

An imaging-based method is described that can be used to identify S-phase and analyze cell cycle dynamics in the C. elegans hermaphrodite germline using the thymidine analog EdU. This method requires no transgenes and is compatible with immunofluorescent staining.

チミジン アナログ エドゥと線虫の生殖における細胞周期解析

Cell cycle analysis in eukaryotes frequently utilizes chromosome morphology, expression and/or localization of gene products required for various phases ...

Studying Oxidative Stress Caused by the Mitis Group Streptococci in Caenorhabditis elegans

Caenorhabditis elegans (C. elegans), a free-living nematode, has emerged as an attractive model to study host-pathogen interactions. The presented protocol uses this model to determine the pathogenicity caused by the mitis group streptococci via the production of H2O2. The mitis group streptococci are an emerging threat that cause many human diseases such as bacteremia, endocarditis, and orbital cellulitis. Described here is a protocol to determine the survival of these worms in response to H2O2 produced by this group of pathogens. Using the gene skn-1 encoding for an oxidative stress response transcription factor, it is shown that this model is important for identifying host genes that are essential against streptococcal infection. Furthermore, it is shown that activation of the oxidative stress response can be monitored in the presence of these pathogens using a transgenic reporter worm strain, in which SKN-1 is fused to green fluorescent protein (GFP). These assays provide the opportunity to study the oxidative stress response to H2O2 derived by a biological source as opposed to exogenously added reactive oxygen species (ROS) sources.

Studying Oxidative Stress Caused by the Mitis Group Streptococci in Caenorhabditis elegans

The nematode Caenorhabditis elegans is an excellent model to dissect host-pathogen interactions. Described here is a protocol to infect the worm with members of the mitis group streptococci and determine activation of the oxidative stress response against H2O2 produced by this group of organisms.

核の分布、蛋白質および細胞骨格を研究する線虫生殖細胞の解析

要約

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この動画の章

線虫を用いて生殖化学毒性を総合的に評価

の共焦点分析を用いました

リンパ腺や血球中を調べるための方法

で活躍ERKの時空間解析

線虫ニューロンの細胞内輸送を分析するための固定化

線虫のニューロンに生殖細胞を再プログラムする RNAi と熱衝撃による転写因子の発現のアプリケーション

三次元レンダリングとカルビンディン抗体、解析人間の胎盤絨毛血管のネットワークを明らかにしました。

腸の生きている線虫のライソゾームアルカリ化を評価します。

チミジンアナログエドゥと線虫の生殖における細胞周期解析

線虫剤群連鎖球菌によって引き起こされる酸化ストレスの勉強

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腸の生きている線虫のライソゾーム アルカリ化を評価します。

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