Method Article
This manuscript reports a detailed protocol for culturing, on a regular basis, a population of Drosophila melanogaster using a fly population cage.
Large quantities of DNA, RNA, proteins and other cellular components are often required for biochemistry and molecular biology experiments. The short life cycle of Drosophila enables collection of large quantities of material from embryos, larvae, pupae and adult flies, in a synchronized way, at a low economic cost. A major strategy for propagating large numbers of flies is the use of a fly population cage. This useful and common tool in the Drososphila community is an efficient way to regularly produce milligrams to tens of grams of embryos, depending on uniformity of developmental stage desired. While a population cage can be time consuming to set up, maintaining a cage over months takes much less time and enables rapid collection of biological material in a short period. This paper describes a detailed and flexible protocol for the maintenance of a Drosophila melanogaster population cage, starting with 1.5 g of harvested material from the previous cycle.
유전 적, 생화학 적 접근 방식을 결합하는 능력은 초파리에게 생화학 및 분자 생물학 연구 1-3에 특히 적합한 유기체했다. 이러한 연구들은 성인 초파리에서, 또한 유생 4, 5 및 번데기 배아 6-8에서뿐만 아니라 생체 재료의 많은 양을 필요로한다. 제품을 다량을 얻기 위해, 연구진은 "인구 케이지를"비행로 알려진 대형 컨테이너를 사용하여 배양 파리 있습니다. 이 케이지 탈출 파리없이 케이지 내의 음식의 도입을 허용하기 위해 양쪽에 순으로 덮여 플라스틱 실린더로 구성된다. 이 케이지는 9-11 제이나 (특정 재료 / 장비의 표 참조) 회사에서 구입 할 수있다.
파리 많은 성장이 시스템을 사용하는 주요 장점은 과일의주기 (12)는 모든 파리 재 발전하는 방식으로 제어 될 수 있다는 비행latively 방식으로 동기화. 이 동기는, 새로운 배아 시드 유충 / 파리를 공급하고 정확한 시간에 성인 파리를 희생함으로써 달성된다. 동기화 된 플라이 인구를 사용하여 개발 연구 (13)에 특히 유용합니다.
몇 파리에서 새로운 인구 케이지의 시작 증폭 9-11의 많은 사이클을 요구하는 시간 소모적 인 과정이다. 심지어 플라이 문화 병 또는 minicages 같은 큰 용기를 사용하여, 전체 프로세스는 몇 달 동안 지속될 수 있습니다. 단계를 소비하는이 시간을 피하기 위해, 많은 초파리 실험실은 정기적으로 같은 새장을 유지한다. 이미 설립 인구 케이지에서 배아 컬렉션에서 시작하는 새 케이지를 시작하는 것이 가장 편리합니다. 일반적으로 대부분의 실험실이 원고 플라이 인구 새장을 유지하기 위해 상세한 프로토콜을 제공합니다 같은 오레곤 R 또는 광저우 S. 등의 야생형 인구 케이지를 유지한다.
1.주기 시작 : 시드 배아를
참고 : 사이클은 이전 사이클에서 수집 된 자료의 1.5 g (배아 및 / 또는 일부 첫번째 령 애벌레로 구성된 혼합물)로 시작합니다. 이 자료는 번데기 단계까지 활성 효모의 혼합물로 플라스틱 용기 (특정 재료 / 장비의 표 참조)에 배치됩니다. 용기는 유충이 탈출 할 수 있도록 피하기 위해 뚜껑을 생물학적 배아의 혼합물 및 유충의 도입 후 종료됩니다. 이 공기 순환을 허용하기 위해 뚜껑에 구멍을 만드는 것이 필요하다. 구멍을 통해 유충 탈출을 피하기 위해, 폼 플러그가 사용된다. 마지막으로, 표백제로 더럽거나 염색 옷을 입지 않도록,이 섹션뿐만 아니라 전체 프로토콜뿐만 아니라 장갑과 실험실 코트를 착용하는 것이 좋습니다.
배아에서 파리로 : 사이클의 2 연속.
참고 :주기의이 부분 9 일 후 성인 파리가 등장 할 때까지 하루 1 플라스틱 용기에 배치 된 배아에서 간다번데기에서. 이러한 팔일 동안 아무것도 수행되지 있지만 배아 우화까지 초파리주기의 다음 단계로 진행하는 것이 정확하게 감시 되어야만한다. 애벌레가 죽어가는이 시간 동안 블랙 터닝 시작하면 폼 플러그가 너무 빡빡하지 않은 그 적절한 환기가되어 있는지 확인합니다. 이 기간은 이전 사이클에서 플라이 인구 케이지를 청소하는 좋은 시간이다.
3. 성인 파리.
주 : 번데기의 사일가 번데기에서 등장 할 첫 번째 파리를 무대 후. 24 내 - 48 시간 모든 파리는 eclosed해야합니다. 사이클이 부분에서는 재생에 적합한 환경을 만드는 목적으로 그들에게 음식을 제공하는 것이 중요하다.
사이클 4. 끝 : 배아를 수확
참고 : 최고의 비행 출산율이 3 - 우화 후 5 일. 따라서이 기간 동안 수확이 최고의 배아 수율을 얻을 것이다. 후 원하는 컬렉션은 공단입니다테드는주기가 끝났습니다. 파리 희생과 같이 청소 케이지 단계 2.2에서 지정해야합니다.
제 1 항에있어서,처리
주 : 인구의 계속을 위해 사용되지 않은 배아는 대안 적 실험에 즉시 사용하거나 할 수는 -80 ºC에서 동결 할 수 있습니다. 두 옵션의 경우, 배아 먼저 dechorionated해야 할 수도 있습니다.
플라이 케이지 인구의 유지는 플라이주기에 기초한다. 따라서, 플라스틱 용기 (그림 1A)를 배아 및 유충의 초기 생물학적 혼합물을 배치 한 후 수정란이 더 이상 2 일 이상에서 애벌레가되고 애벌레가 4 일 동안 성장할 것입니다, 상대적으로 (다른 령 애벌레 단계를 통해 동기화 ) 그림 1B를 참조하십시오.
애벌레는 3 차 령 애벌레 단계를 완료 한 후 그들은 번데기와 덮개 (그림 1C)의 내부 표면에 일부와 플라스틱 용기 안쪽면의 표면을 커버합니다. 파리의 변태 과정을 마칠 때까지이 번데기 기간은 다음 4 일 동안 이동합니다. 이 기간 동안은 강하게 케이지에 파리를 전송하는 것이 좋습니다. 애프터 (10) - 첫 번째 성인 파리는 일 9시 eclose 시작합니다주기 (그림 1D)의 하루 (11) 모두에 의해 개시는 번데기에서 등장 할 것이다.
오일 우화 (15 일 13) 후 마지막으로 (7 일 우화 후) 하루 17 감소 - 배아 컬렉션의 최고 수율은 3 얻을 수있다. 따라서, 하루 13에서 신선한 음식의 마지막 트레이를 추가하고 하루에 15에서 계란 (그림 1E와 F)를 수집하는 것이 좋습니다. 이것은 배아의 최대 개수를 수집 할 수 있습니다. 6 개의 연속 사이클 모음의 수율은 사이클마다 1.5 g의 출발 물질을 수거 배아의 수율을 감소시킬 것이다 결과적으로 음식이 너무 건조 당할 수 수집 전에 제 여분 하루. 표 1 쇼 추가하고,도 2 전체 사이클 수집을위한 권장 일정입니다.
재료는 이일에 수확60; 기간은 주로 배아로 구성되어있다. 그러나 유충 소수도 존재한다. 비동기 성 어느 정도 예상되기 때문에 케이지 유지 보수 목적이 유충은 문제가되지 않습니다. 그럼에도 불구하고 일부 생화학 실험이 배아의 순도는 매우 중요하지만, 동시에 이러한 실험을 수행하기 위해 계란을 다량를 수집 할 필요가있다. 이 때문에 여러 단편 연속 콜렉션 빠르게 실온에서 음식과 함께 새로운 플레이트를 추가 한 후,이 방법으로 얻을 수있는 수율 및 순도의 평가를 제공하기 위해, 1 시간 및 3 시간에서 수행 하였다 (표 2 및도 3) . 1 시간 연속 컬렉션은 매우 낮은 수율 (14.5 mg)을하지만 수집 때마다 증가 배아의 수량하지만 마지막에 시작했다. 파리는 음식을 변경하지만 나중에 acclimating의 과정에서 강조되는에 처음에는 낮은 수율이 원인 일 수 있습니다. 한편, 더 LAR 없다VAE 짧은 모음 높은 순도를 수득 것을 보여주는 다섯 연속 콜렉션 (도 3A)에서 관찰되었다. 면이 케이지로부터 제거되지 않으면, 이전 시점에서 애벌레 가능성이 남아 신선한 플레이트 증가 들어갈 것이다. 면이 제거 된 경우에도 항상 유충 케이지 측에 걸어하고 수집하는 동안 음식을 입력한다.
3 시간 연속 컬렉션의 경우, 수율은 840에서 약 1 시간 컬렉션에서 얻은 수익률보다 10 배 이상 1,250 ㎎,였다. 이들 태아의 순도 100 % (도 3B) 근방이었다. 가끔 유충 관찰되었다. 일부 개발 연구는 수집 된 배아에 대한 매우 엄격한 동기화를 필요로한다. 동기화 순도를 높이기 위해, 조건이 적합하지 않은 경우, 여성이 더 성숙 계란을 유지하고 입금 할 수 있기 때문에 첫 컬렉션 판을 폐기하는 것이 좋습니다조건은 신선한 플레이트의 도입으로 개선 m. 또한 그것은 나이가 성인 파리 (> 육일가) 덜 동기화 된 배아를 생산하는 것을 아는 것이 중요합니다. 높은 정밀도로 동기화의 정도를 확인하기 위해 수집 된 배아의 DAPI 염색을 권장합니다.
그림 1. 플라이 인구 케이지의 초파리 melanogaster의 수명주기는. 사이클의 (A) 개시는 플라스틱 상자 용기에 배아의 1.5 g을 시드. 참고로, 하판에 여과지의 길이가 8.5 cm이다. (B) 유충 비교적 오일 순환 개시 후 동기화 성장. 일에서 8 (C)는, 파리의 대부분은 번데기 단계에있다. B (B ')와 C의 낮은 패널 (C ')는 상단 패널에 표시된 영역의 배율입니다. (D) 성인 파리 10 일주기 시작 후 번데기에서 등장. (E) 성인 즉석 식품 15 일째에, 황색 물질 배아를 수집하는 프로세스를 시작하기 전에 모집단 케이지 안에 파리 수정란이다. 100 굵은 체의 하단에 수집 (F) 태아 (몇 유충), 전체 케이지주기 후. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2. 전체 사이클 컬렉션 일정. 그림 2는 완전한 사이클 수집을위한 권장 일정을 보여줍니다. t = "_ 빈">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 1 시간, 3 시간 연속 컬렉션의 3. 순도. 1 시간 (A)과 음식의 새로운 트레이를 추가 한 후 3 시간 (B)에서 수집 된 배아의 대표 이미지입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
사이클 수 | 수율 (g) |
1 | 10.3 |
(2) | 9.5 |
삼 | 10.3 |
4 | 12.7 |
(5) | (10) |
6 | 7.1 |
컬렉션 # | 모음의 길이 (시간) | 수율 (mg)을 |
1 | 1 | 14.5 |
(2) | 1 | 21.6 |
삼 | 1 | 56.1 |
4 | 1 | 160.1 |
(5) | 1 | 106.1 |
1 | 삼 | 960 |
(2) | 삼 | (840) |
삼 | 삼 | 1,250 |
표 2. 1 시간, 3 시간 연속 컬렉션의 수율. 표 2는 새로운 당밀 판을 배치 한 후 새로운 음식과 3 연속 컬렉션 3 시간을 추가 한 후 1 시간 5 연속 컬렉션의 수율을 보여줍니다.
재료 하나의 1.5 g로 시작하는 사이클 당 7, 13 g 사이에 수집 된 배아의 수율을 얻을 수 있습니다. 이러한 물질의 양을 얻기 위하여는 플라이주기의 모든 단계에 적합한 배양 조건을 유지하는 것이 중요하다.
가장 중요한 파라미터는 각각 24 ºC 35 %이어야한다 온습도이다. 이러한 두 파라미터는 랩의 정상적인 환경에서 일정하게 유지 될 수 없다면, 하나의 가능성은 인큐베이터 또는 환경 챔버로 즉시 케이지를 배치하는 것이다. 다른 프로토콜은 생산 계란 9, 10의 수율을 높이기 위해 70 %의 습도도 일정하게 24 시간 명암주기를 권장합니다. 그러나 약 35 %의 습도를 유지하는 세균 오염을 방지하고,이 프로토콜의 목적은 인구 케이지의 유지가되기 때문에, 파리는 실험실의 정상적인 광 환경에서 유지된다.
또 다른 중요한 점은 디를 유지하는 것입니다성인에 sturbances는 가능한 한 낮게 날아갑니다. 다른 플라이에서 교차 오염을 방지하기 위해 비행 공간에서 별도의 위치에 케이스를 유지하는 것이 바람직 할 수있다.
그들의 순수성을 유지하기 위해 그들은 많은 인구 케이지 (14)에 뚜렷한 이상 짝짓기 행동을 나타낼 수있다 매우 어렵 기 때문에 형질 전환 및 돌연변이 초파리의 큰 인구의 배양은하지 않는 것이 좋습니다.
한 가지 문제점은 대량 초파리 배양하면서 음식에 대해 경쟁하기 때문에 제조 계란의 수율을 감소 진드기 및 / 또는 몰드와 같은 다른 생물체의 존재이다. 이를 방지하기 위해서는 깨끗하고 모든 장비를 유지 케이지, 그물을 씻는 물과 비누, 모든 사이클 후 일회용 재료 (발포 플러그) 폐기와 함께 상자를 비행하는 것이 매우 중요합니다. 스텝 플라이 음식을 준비 할 때 증가하는 금형을 줄이기 위해, 프로피온산 인산 습식 효모에 첨가당밀을 준비 1.2 Tegosept 단계 3.1 트레이. 시간이 짧고 재료는 즉시 세척 할 수없는 경우 그러한 -20 ˚C에서 플라스틱 상자 또는 자체로 장소 물질에 때때로 도움이됩니다.
배아는 즉시 상자에 파종 마지막 수거 일 끝나는 때부터 15 일 - 전체 콜렉션주기 (14)에서 발생합니다. 이 기간 동안,이 프로토콜 섹션에서 자세한 인구 플라이 케이지의 유지 보수 (그림. 2)에 필요한 모든 단계를 기억하기 위해 일정을 구성하는 것이 좋습니다. 성인 초파리 등장까지 계란, 시딩있는 일로부터, 단지 플라스틱 상자를 검사 할 필요가 있고, 번데기가 발생하면 케이지 내부에 이들을 배치. 배아는 새로운 사이클 시딩까지 3 일 - 그 후, 파리 매 2를 공급해야한다. 전체 프로토콜에서 가장 긴 날은 새로운주기를 시작하는 배아의 수집 및 시드 중입니다. 에이오일 성인 우화 후, 마지막으로 이일 이후 감소 - 프로토콜에 댓글 S, 최고의 계란 생산량은 3입니다. 이것은 계란의 수확이 수행 될하는 일을 선택하기 위해 우리에게 약간의 유연성을 제공합니다.
어떤 이유로 수집 배아 수율 원하는 개시 량 (1.5 g)보다 작은 경우, 하나는 항상 새로운 당밀 트레이를 추가하고 더 알 다음날 수집 할 수있다. 일정한 컬렉션 들어, 평행이 케이지를 유지하도록 권장되고, 배아의 높은 양이 요구되는 경우에, 또한 큰 케이지를 사용하는 것이 가능하다. 단시간 컬렉션을 수행하는 경우, 수율을 증가시키는 하나의 방법은 아침에 알을 낳는 버스트를 활용하는 것이다.
다양한 발달 단계의 대량 수집 많은 장점이있다. 예를 들어, 인구 케이지에서 수집 된 배아는 면역 분석 6-8, 대량 collectio 매우 성공적으로 사용되어왔다해리 유충에서 애벌레 조직, n은 3C 실험 4 및 RNA 준비 (15)에 대해 아주 좋은 소스로 보여 주었다, 성인 파리에서 헤드는 칩 실험 (16)을 위해 이용되고있다. 또한, 성인은 종종 조직 배양 플라이 (17)를 추출 할 필요가있다.
케이지의 가장 유망한 애플리케이션 중 하나는 병원체, 생물학적 분자, 화학 물질 및 전리 방사선의 노출에 반응하여 유전자 전 사체, 단백질 대사 산물의 분석 및 선별을 허용 높은 처리량 검정법을위한 재료를 제공하는 것이다. 이러한 대규모 분석에서 많은 개인이 필요하고, 여기에 설명 된 플라이 인구 케이지는 분석 및 18 스크리닝 초파리 생활주기의 다른 단계 동안 물질의 다량을 얻기 위해 매우 도움이 될 수있다.
The authors have nothing to disclose.
We thank Yixian Zheng (Carnegie Institution of Washington, Baltimore, MD) for the original protocol and assistance in initial setup and members of the Lei laboratory for critical reading of the manuscript. This work was funded by the Intramural Research Program of the National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Bacto-Agar | Beckton Dickinson | 214010 | |
Curity practical cotton roll | Kendall | 2287 | |
Dry yeast | Affymetrix | 23540 | |
Filter paper | GE Healthcare Life Science | 1001-085 | |
Foam tube plugs | Jaece | L800-D2 | 50 mm Diameter x 55 mm Length |
Fly population cage | Flystuff | 59-116 | 9″ Diameter x 14.4″ Length. Includes the nets for the cage. |
Meat tray | Genpak | 1002S (#2S) | 8.25 x 5.75 x 0.5 inches |
Molasses | Grandma´s | ||
Plastic container | Rubbermaid | 4022-00 | |
Plastic film | Glad | ||
Phosphoric acid | Fisher Scientific | S 93326 | Toxic. Handle in Chemistry Hood |
Propionic acid | Fisher Scientific | A258-500 | Toxic. Handle in Chemistry Hood |
Stainless steel sieve #100 | VWR | 57324-400 | |
Stainless steel sieve #40 | VWR | 57324-272 | |
Stainless steel sieve #30 | VWR | 57324-240 | |
Sucrose | MP | 152584 | |
Tegasept | LabScientific | FLY5501 | |
Triton-X100 | Fisher Scientific | BP151-500 |
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