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Method Article
우리는 중추 신경 시스템에 하나의 뉴런을 라벨에 대한 기술 (CNS)의 제시 Drosophila 전송 빛 또는 공 촛점 현미경에 의해 neuronal 형태의 분석을 허용 배아.
이 글에서 우리는 개별적으로 lipophilic 형광 막 마커 DiI의 juxtacellular 주입에 의한 Drosophila melanogaster의 배아 CNS의 뉴런에 레이블을하는 방법에 대해 설명합니다. 이 방법은 아주 자세히 neuronal 세포 형태의 시각화 할 수 있습니다. 그것은 CNS에있는 셀에 레이블을 할 수 있습니다 : 대상 뉴런의 세포 기관은 DIC 광학에서 또는 GFP 등의 형광 유전자 마커의 표현으로 시각화 수 있습니다. 라벨 후, DiI는 전송 빛과 DIC 광학으로 세포 형태의 시각화를 허용하도록 photoconversion하여 영구적 인 갈색 얼룩로 변환 할 수 있습니다. 또는 DiI - 라벨 세포는 유전자 도입 형광 기자 단백질이 colocalised 할 수 있도록, 공 촛점 현미경과 직접 관찰 할 수 있습니다. 기술은이 가능 단세포 해상도 돌연변이 phenotypes을 분석하고, 관계없이 유전자형의 모든 동물에서 사용할 수 있습니다.
개별 셀의 수준에서 neuronal 형태의 지식은 neuronal 연결 및 CNS 기능을 이해하는 중요한 전제 조건이다. 따라서, 신경 과학의 초기에서, 연구자는 단일 셀 라벨 기술 (이 문제의 역사적인 치료 7 참조) 개발을 모색하고있다. 이러한 Golgi의 착색 등의 고전 방법은 neuronal 형태의 우수한 해상도를 제공하지만, 하나는 착색이 임의의 방식으로 발생 등의 이동 방법으로 신경 세포의 특정 유형의 라벨을 추구하는 경우 적합하지 않습니다. microelectrode에서 염료의 세포 또는 juxtacellular 주입하여 단일 세포를 얼룩위한 방법의 개발은 특정 상표의 요구 사항을 해결.
Drosophila에 하나의 뉴런 염료 주입의 응용 프로그램 때문에 유기체와 뉴런 모두의 작은 크기, 큰 도전을 제시. 배아 Drosophila의 그럼에도 불구하고, 단일 신경 세포의 착색 뉴런은 코리 굿맨 (15)의 연구실에서 1980 년대 중반에 달성되었다. 방법은 eminently 유용하고 지난 20~30년 (예 : 2, 10) 이상 Drosophila의 neuronal 개발을위한 메커니즘으로 몇 가지 주요 통찰력을 제공하고 있지만, 많은 근로자는 주로 때문에 기술적 요구의 그것과 떨어져 shied했습니다.
Drosophila의 neuronal 라벨에 유전자 기술의 최근 몇 년 동안 사용 가능 여부는 하나의 신경 세포의 색소 주입의 unpopularity에 공헌하고 있습니다. 막 타겟 GFP 구조의 GAL4-지시 표현은 신경 형태 1, 20 뛰어난 해상도를 제공 할 수 있습니다. 그러나,이 방법은 특정 제한이 있습니다 : 여러 셀에 GFP의 자주 불가피한 표현은 개별 뉴런의 구조를 가리 수 있으며 GAL4 드라이버 라인은 관심의 특정 신경 세포에 표현을 유도 할 수되지 않을 수 있습니다. MARCM (담당자와 모자이크 분석ressible 세포 마커) 방법 8은 개별 세포 수준에서 본질적으로 어떤 신경 세포의 라벨 있지만, 성공적으로 인해 GAL80 단백질의 느린 매출의 배아와 초기 유충에 사용할 수 없습니다를 제공 할 수 있습니다.
유전자 라벨 이러한 제한을 감안할 때, 우리는 Drosophila의 배아에서 해당 단일 신경 세포의 색소 주입이 귀중한 기술을 유지하고 폭 넓은 응용을받을 권리가 생각합니다. 이러한 목표를 촉진하기 위해, 우리는 여기 방법에 대한 자세한 설명을 제공합니다. 힘의 그림은 후반 Drosophila의 배아 (14)의 복부 neuromeres의 interneurons의 전체 세트의 형태와 우리의 최근 계정에 의해 제공됩니다. 개인 neuronal 세포 유형의 형태학의 다양성과 배의 CNS에서 neuromere 조직의 원리를 모두 공개이 연구는 다른 현재 분류 방법으로 불가능했을 것입니다.
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우리는 우리의 실험실에서 단일 신경 세포의 라벨 방식의 두 약간 다른 변종을 사용했습니다. 차이는 배아의 수집, dechorionisation, devitellinisation 및 배아 시체를 저민 단계에 관한 것이다. 그림 1은 변종의 공동와 발산 단계에 대한 개요를 제공합니다.
1. 염료 주입을위한 배아 해부 및 Micropipettes를위한 마이크로 바늘의 작성
2. 수집, 장착 및 태아의 해부
Devitellinisation과 시체를 저민는 2.3A와 2.3B에서 설명하는 두 가지 방법 중 하나를 사용하여 수동으로 이루어집니다.
3. 사출 Micropipettes의 작성
반으로 0.5 ML Eppendorf microfuge 관을 작성100 % 에탄올에 carbocynanine 염료 DiI (분자 프로브, 유진, OR) (DiI 침전을 피하기 위해 '건조'절대 EtOH를 사용해야합니다)의 0.1 % 솔루션입니다. 관의 뚜껑에 좁은 구멍을 만들어 뚜껑의 구멍을 통해 micropipette의 무딘 끝을 삽입합니다. DiI은 적어도 5 분의 필라멘트를 승천 할 수 있습니다. (에탄올의 증발을 방지하기 위해 micropipette를 작성하지 않을 때 항상 뚜껑의 구멍을 커버).
장비 뉴런 염료 주입 (그림 3) 필요합니다.
현미경. 고정 무대 현미경은 초점을 맞추고 동안 배의 수직 이동을 방지하기 위해 신경 염료 주입에 사용되어야합니다. 이 배아와 접촉 한 후 이러한 움직임은 피펫을 치환합니다. 우리는 Zeiss Axioskop FS와 올림푸스 AX50/BX50 고정 단계 모델을 모두가 잘 이러한 목적에 적합 할 것으로 나타났습니다. 현미경은 neur의 시각화를위한 전송 빛 DIC 광학가 장착되어야한다착색하기 전에 기능. 현미경은 오히려 역 모델보다 수직이어야합니다. 역 현미경으로 두 배의 반대편에있는 반면, 수직 현미경으로 micropipette의 끝은보고 목적으로 배아의 같은 편에 있습니다. 후자의 배열은 DIC 광학의 품질을 떨어 뜨리고. 현미경은 DiI 관측에 적합한 필터 세트, 형광 현미경에 설정해야합니다. DiI이 범위의 많은 필터 세트 작동 549 및 565 nm의에서 흥분과 방출 맥시멈있는 comparably 폭 넓은 스펙트럼을 가지고 있기 때문에, 알렉사 568, Cy3, Rhodamine, 텍사스 레드 또는 TRITC에 대한 해당 항목을 지정할 수있다. 이 현미경으로 손 접촉없이 셔터의 작동을 허용하려면 형광 광원의 경로에서 전자 제어 셔터를 맞게 편리하지만, 우리는 또한 효과적으로 만 수동으로 셔터가 장착 된 설정에 표시. 마지막으로, 높은 배율, 높은 수치 apertu다시 물 침적 목적은 분사 동안 관찰이 필요합니다. 이 목표는 coverslip없이 사용하도록 설계해야합니다. 우리는 성공적으로 Zeiss Achroplan 100x/1.0W, 올림푸스 LUMPlan FL 100x/1.0W, 그리고 올림푸스 LUMPlan FL / IR 60x/0.9 W 목표를 사용했습니다.
micromanipulator은 신경 염료 분사 동안 micropipette을 배치하고 이동이 필요합니다. 우리는 Leica의 micromanipulator과 무대 마운트 Narashige 3 축 유압 micromanipulator를 모두 사용했습니다.
현재 분사에 대한 시설과 세포 DC 증폭기는, micropipette에서 DiI의 iontophoretic 주입이 필요합니다.
4. 염료 주입 절차
5. DIC 광학을 사용하여 시험을위한 Photoconversion
photoconversion의 원칙은 적절한 파장과 조명 동안 스테인드 세포에 의해 방출 형광 빛으로 DAB의 (사진) 산화입니다. 이 밝은 세포가 약하게 스테인드 세포에 비해 짧은 시간에 photoconverted을 뜻합니다. 한 표본에 라벨이 여러 셀이 밝기에 대한 너무 많은 차이가있는 경우이 difficu 될 수 있습니다동일한 품질에 모두 photoconverting의 lties (그림 4C 참조) :이 경우에 하나가 약한 세포를 (짧은 조명을 사용하여) 무시 또는 밝은 세포 (이상 조명을 사용) 팽창하기 시작하는 수락 사이의 타협을 결정해야 할 수도 있습니다하는 것은 . 모든 셀이 너무 약하게 (따라서 매우 긴 조명을 필요로) 표시하는 경우, 내생 peroxidases으로 인한 배경은 문제가 될 수 있습니다. DAB는 독성이기 때문에 잘 처리해서 다루어 져야합니다. 폐기물은 표백 7 % 염소와 '해제'할 수 있습니다.
6. 공 촛점 현미경에 의한 시험
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그림 4는 기술의 전형적인 결과를 보여줍니다, 우리는 여기에 대해 설명합니다. 그림 4A 확실히 해두 고 photoconverted 된 DiI 가득 단일 interneuron의 예를 보여줍니다. 그것은 멋지게 세부의 양이 준비 제공을 보여줍니다. 비 라벨 주변 조직 내에있는 레이블 셀의 공간적 맥락이 표시되고 DIC 광학에서 볼 때, 피질 내의 neuropile 내의 섬유 투영의 전지 본체의 위치를 지정할 수?...
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모델 시스템으로 Drosophila 중 하나 큰 장점은 단일 세포 수준의 개발과 기능의 분석을 허용한다는 것입니다. 이 세포 유형의 다양성이 매우 높은이며, 이웃 세포의 기능과 형태가 완전히 다를 수 신경계에 관한 특히 유용합니다.
우리가 여기서 제시하는 방법 중 하나 영구적 인 얼룩이나 형광 현미경에 의해 직접 검사로 변환 할 수있는 염료 개별 뉴런의 라벨 수 있습니...
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제작자들은 더 경쟁 금융 이익이 없다는 점 선언합니다.
이 작품은 DFG에서 그리니치 표준시로 보조금에 의해 지원되었다
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
시약 / 재료의 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 코멘트 |
시약 | |||
DAB | 시그마 - 알드리치 | D-5905 | 100 MM 트리스 - HCL, pH를 7.4에 2-3 MG / ML |
DiI | Invitrogen / 분자 프로브 | D-282 | 에탄올 1 MG / ML |
포름 알데히드 | 머크 Millipore | PBS에서 7,4 % | |
글리세린 | 로스 | 3783 | PBS의 70% |
헵탄 접착제 | 바이어스 도르프 AG | 첼로 31-39-30 * | CA를 희석. N-헵탄과 1-1 |
PBS | 1X | ||
트리스 | 로스 | 4855 | |
Vectashield | 벡터 연구소 | H1000 | |
장비 | |||
공 촛점 현미경 | Leica | TCS SP2 | 형광에 labelings을 확인하고 문서화하는 |
DC -mplifier | Dragan 공사 | 초석 ION-100 | labelings를 수행하는 방법 |
Coverslips | Menzel | BB018018A1 | 18 X 18mm |
Coverslips | Menzel | BB024060A1 | 24 X 60mm |
현미경을 해부 | Leica | MZ8 | 배아를 준비하고 disect하기 |
플랫 모세 혈관 | Hilgenberg | 외경 1mm, glas 두께 0.1 mm | |
사출 모세 혈관 | 과학 제품 | 기가바이트 100 TF 8P | |
Micromanipulator의 R | Leica | labelings를 수행하는 방법 | |
모델 P-97 | 셔터 악기 | 모세 혈관을 해낼 수 있다는 것을 | |
개체 슬라이드 | Marienfeld 수 페리 어 | 1000000 | |
과학 현미경 | Zeiss | Axioskop이 운수성 | photoconversion 후 labelings를 볼 수 있습니다 |
과학 현미경 | 하늘 | BX50 | labelings를 수행하는 방법 |
소니 MC3255 비디오 카메라 | 소니 / AVT 혼 | 소니 MC3255 | photoconversion 후 labelings를 기록하는 |
표 1.
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