Method Article
Biz, doku-spesifik FLP Gal80 ifade kalıplarını belirlemek için izin bir Flippase indüklenen intersectional Gal80/Gal4 baskı (FINGR) yöntemi açıklanmaktadır. Her yerde Gal4 ve FLP örtüşme, Gal4 ifade açık (Gal80 yukarı ve aşağı döndürülebiliyor) veya kapalı (Gal80 içinde döndürülebiliyorlar,). FINGR yöntem klonal analizi ve nöral devre haritalama için çok yönlüdür.
Gal4 / UAS ikili yöntemi Drosophila gen ve nöral devreleri manipülasyon için güçlü. En nörobiyolojik çalışmalar için, ancak, Gal4 ifade nadiren davranışsal okuma ile devre arasında kesin bir ilişki için yetecek kadar doku-spesifik. Bu büyük bir engel aşmak için, son zamanlarda ilgi doku daha kısıtlayıcı bir Gal4 ifade elde etmek için FINGR yöntem geliştirdi. 2) FLP / FRT-aracılı Gal80 dönüştürme araçları kümesi; geleneksel Gal4/UAS sistemi 1) ve 3) arttırıcı-trap FLP (ET-FLP): FINGR yöntemi üç bileşeni vardır. Gal4 ilgi primer nöral devreleri tanımlamak için kullanılır. Gal4 Sebze UAS-efektör UAS-MJD78Q veya UAS-Shi ts gibi, sinek davranış değişiklikleri ile kendini gösteren nöronal aktivitenin, düzenler. UAS-GFP, belirli bir davranış katılan nöral devre gibi bir ek ile UAS-muhabiri aynı zamanda morfolojik analizi için eşlenebilir. Küvet P> Gal80> ('çevirmek') ve küvet P>> Gal80 ('çevirmek') durdurmak: Gal4 hatları için geniş bir ifade ile, Gal4 ifade birbirini tamamlayan iki Gal80-dönüştürme araçları ile sınırlı olabilir Son olarak, doku-spesifik ET-FLP yardımıyla araştırmacılar, sırasıyla, Gal80 açmak ya da kapatabilirsiniz. Kapak modu, Gal80 Gal4 ve ET-FLP kesiştiği yerde Gal4 ifade bastırmak. Flip-out modunda, Gal80 Gal4 ve FLP örtüşme hücrelerinde Gal4 baskı rahatlatmak olacaktır. Her iki yaklaşım Gal4 tanımlanmış devre hücrelerinin sayısını kısıtlama sağlar, ancak ters bir desen. FINGR yöntemi Gal4 sinek topluluk hatları ve geleneksel klonal analizi ve nöral devre haritalama için çok yönlü geniş bir koleksiyon ile uyumludur. Bu protokol, FLP ekspresyonu haritalama seçin ET-FLPx2 hatları ve fotoreseptör hücrelerinin FINGR yöntemin etkinliğini göstermektedir. FINGR yönteminin prensibi de Gal4/UAS, Gal80 ve FLP / FRT kullanıldığı diğer genetik model organizmalar için geçerli olmalıdır.
1. Drosophila suşları
2. Reaktifler
Fosfat tamponlu salin (PBS, 1X), pH: 7.4.
PFA, EM dereceli (Cat # 15.710, Elektronik Mikroskopi Bilimler, Hatfield, PA) PBS içinde seyreltilmesi% 16% 4 paraformaldehid (PFA),
PBT,% 0.1 Triton-X 100 (Sigma) içeren 1XPBS
Anti-Elav (mAb, 9F8A9 Gelişim Çalışmaları Hibridoma Bankası, Iowa Üniversitesi), lekeleri Drosophila bütün nöronlar.
Anti-Repo (mAb 8D12 Gelişim Çalışmaları Hibridoma Bankası, Iowa Üniversitesi) Drosophila lekeleri glial hücreleri.
Alexa 594 tavuk, fare sekonder antikoru karşı (Invitrogen)
3. Arttırıcı-trap FLPx2 hatları ifade desen Haritalama (* kritik adımlar)
4. Fotoreseptörlerin baskı Gal4 iki tamamlayıcı Gal80-dönüştürücü araçlar uygulama
4.1 ve 4.2 Adımlar ET-FLPx2 çizgiler kullanılarak tekrar edilebilir olduğunu ifade FLP fotoreseptör hücrelerinin bir alt kümesi. Alternatif olarak, ya GMR-Gal4 UAS-polyQ tub P> durdurmak> Gal80 sinekleri ya da GMR-Gal4 UAS-polyQ tub P> Gal80> sinekler hatları için bireysel ET-FLPx2 hatları ekrana geçilebilir ifade fotoreseptör hücrelerinin FLP. Değerli ET-FLPx2 hatları olan ekspres FLP sadece bir alt kümesi veya tek fotoreseptör hücrelerinin (Şekil 6).
5. Temsilcisi sonuçları
ET-FLPx2 belirli bir hattı ifade desen kolayca incelenir ve yw, aktin P arasında çapraz türetilmiştir F1 larvaları veya yetişkin uçar belgelenmelidir> CD2> Gal4; UAS-GFP bakireler ve ET-FLPx2 erkek (Şekil 1) . Tipik olarak, 04:57 disseke ve FLP ifade deseni (Bohm ve ark, 2010) tekrarlanabilirlik belirlemek için incelenir F1 hayvanların çoğaltır. Şekil 2, larva ve yetişkin MSS ET-FLPx2 hattı 173A FLP ifade deseni gösterir . FLP desen daha fazla nöron veya glial işaretleyici (Şekil 3 ve 4) kullanılarak analiz edilebilir.
Şekil 7 de gösterilen sonuçlar Gal80 flip-etkinliğini göstermek ve Gal4 aşağıdaki FLP aracılı rekombinasyon intersectional baskı sistemleri çevirmek. Küvet P> durdurmak> Gal80 inşa Gal80 sızdıran herhangi bir ifade (fotoreseptör üniforması dejenerasyon ve depigmentasyon dayalı) sahip değildir ve henüz eyFLP yardımı ile bastırmak için Gal80 saygısız% 100 etkili GMR- Gal4 ve normal görünümleri (Şekil 7A) için göz geri. Aksine, küvet P> Gal80> tam eyFLP giriş öncesinde GMR-Gal4 bastırmıştır. GMR-Gal4 sürücüler UAS-polyQ ifade depigmente gözleri dejenere (Şekil 7B) ve önde gelen, Gal80, flip-out ardından. Bu örnekte, fotoreseptör 'devreleri' harita için bir pan-Fotoreseptör FLP ancak davranışsal sonuçları incelemek vermedi. Davranışsal ilgili Gal4 hatları ile benzer yaklaşımlar kullanarak, erişkin sinek kanadı genişleme (Bohm ve ark, 2010) düzenleyen iki yöntem-Gal4 devre bir parçası eşlenen. Biz FINGR yöntemi davranış nöronal temelini anlamamıza yardım değerli olacağına inanıyoruz.
Şekil 1. ET-FLPx2 hattı ifade deseni incelenmesi ET-FLPx2 hattan FLP ifade deseni (mavi oval), ET-FLPx2 erkek (sol üst) bir aktin P> CD2> Gal4 geçerek belirlenebilir; UAS GFP bakire (sağ üstte). Ubiquitous Aktin P> ebeveyn kadın Gal4 ifade FRT (siyah üçgenler) çevrili CD2 dizisi ekleme tarafından engellenmektedir. F1 döl, FLP tüketim CD2 dizisi, Aktin P> Gal4 UAS-GFP ifade sürmek için izin.
Şekil 2. Larva ve yetişkin merkezi sinir sisteminde bir ET-FLPx2 hattı İfade desen. Bu görüntüler çiftleşme yw, aktin P üretilen yavrular disseke santral sinir sistemi (beyin ve ventral sinir kablosu, VNC) tasvir> CD2> Gal4; ET-FLPx2 173A hattı UAS-GFP ebeveynler. > CD2> kaset dışarı yeniden birleştirilmesini, FLP aktin P> GAL4 ifade (UAS-GFP sonucu ifade) harekete geçirir. Bu nedenle, GFP desen FLP-ifade hücreleri raporlar. Paneli B hattı 173A yetişkin ifade desen gösterir ise Paneli larva FLP ifade desenini gösterir.
Şekil 3. ET-FLPx2 Hattı # 688A flippase ifade hücre tiplerinin karakterizasyonu, anti-REPO ET-FLPx2 hattı # 688A ve GFP Flippase raporlama hattı arasında bir haç ile boyanmış bir sabit F1 3. instar larva kompozit görüntü. 3. instar larvaları VNC arka ucunda alınan BD, yüksek büyütme (Zeiss Plan-Apochromat 63x yağ) görünümü.
Şekil 4. ET-FLPx2 Hattı mantar bünyesinde hücre tiplerinin karakterizasyonu # 150 AC, anti-REPO ile boyanmış bir sabit F1 3. instar larva mantar vücut yüksek büyütmede (63x immersiyon yağı).
Şekil 5. Flip-ve Flip-Gal80 Stratejileri İllüstrasyon. A., flip-out strateji tubulin organizatörü odaklı Gal80 (Küvet P> Gal80>), GMR-Gal4 baskı ve vahşi bir tip göz fenotip (kırmızı göz), yapısal olarak aktif . Bu baskı Gal80 (orta, kırmızı) çevirin ve GMR-Gal4 UAS-polyQ ifade sürücü sağlayacaktır FLP (mor), giriş kaldırılır. Bu fotoreseptör hücre dejenerasyonu (gözün beyaz noktalar ile gösterilmiştir) B. Önceki stratejinin karşılıklı tubulin Gal80 ifade organizatörü-odaklı "dur" kodon çevrili FRT (siyah üçgen) tarafından kesilir. Gal80 yokluğunda, GMR-Gal4 fotoreseptörlerde nöronal dejenerasyon (gözün beyaz noktalar ile gösterilmiştir) neden UAS-polyQ bağlanır. GMR-Gal4, UAS-polyQ geçerek; tub P>> GAL80 erkek fotoreseptör hücrelerinin FLP ifade bakire kadın, FLP (mor), "dur" kodon (orta eksize FRT siteleri rekombinasyon katalize durdurmak, kırmızı), böylece Gal80 ifade ve GMR-Gal4 bastırılması için izin verir. Bu fotoreseptör hücrelerinin (w eksikliği gösterilmiştir nörodejenerasyon tutargöz hite nokta).
Şekil 6. ET-FLPx2 Line # 688A kullanılarak Gal80 saygısız FINGR yöntemin uygulama ET-FLPx2 çizgisi arasında çapraz GMR-Gal4, UAS-polyQ # 688A bakire F1 döl; tubP> GAL80 erkek. Göz ommatidia ortasında pigment eksikliği # 688A hattı FLP ifade temsil eder. Bu alanda Gal4 UAS-polyQ sürücü sağlayan GMR-Gal4 Gal80 bastırma rahatladım.
Şekil 7. Içinde ya da dışında fotoreseptörlerde Gal4 kesiştiği Gal80 saygısız FINGR yöntemin uygulama. A. küvet P>> Gal80 flip-sistem FLP-bağımlı bir şekilde ifade GAL4 kısıtlayan durdurmak . GMR-Gal4, UAS-polyQ tub P> durdurmak> GAL80 sinekler, fotoreseptör hücrelerinin dejenere ve pigmentini kaybetmiş olan (sol sinek). EyFLP tanıtımı takiben, Gal80 sırayla ifade polyQ kapanır ve normal gözlerde sinek üreten (sağ sinek), GMR-Gal4, tam baskı, fotoreseptör hücrelerinin ifade edilir. B. küvet P> Gal80> Kapak -out sistemi, küvet gibi ters moda çalışır P> durdurmak> Gal80 flip-sistem . Küvet P> Gal80> yapısal GAL4 bastıran ve polyQ ifadesi (normal göz ile, sinek sol) bastırır. Gal80 eyFLP tanıtımı takiben, GMR-Gal4 bastırma giderici ve ifade polyQ dönüm fotoreseptör hücrelerinin çevrilmiş. Bu dejenere ve depigmente göz (sağ sinek) sinekler yol açar.
Gal4/UAS sistemi çeşitli biyolojik çalışmalar için Drosophilists (Duffy, 2002 Marka & Perrimon, 1993) tarafından kullanılan yaygın ve başarılı olmuştur. Bugüne kadar, sinek toplum organizatörü odaklı ve arttırıcı-trap Gal4 hatları binlerce üretti. FINGR yöntemin önemli bir gücü mümkün Drosophila çalışmaları Gal4 gücünü önemli ölçüde genişletmek için, Gal4/UAS sistem ile uyumlu olduğunu.
FINGR yöntemin önemli bir uygulama Gal4/Gal80 kesiştiği yoluyla davranışın altında yatan ince ayar sinir devreleri. Bu davranışlar içerebilir, ancak öğrenme ve hafıza, kur, uyku, ve sirkadiyen ritim, bunlarla sınırlı değildir. Ayrıca, Alzheimer gibi insan nörodejeneratif hastalıklar, Amyotrofik lateral skleroz (ALS), Parkinson hastalığı modelleme nörodejenerasyon eğilimli olan kritik nöronların haritaya FINGR yöntemi kullanılabilir. Benzer şekilde, aracılık kokain, alkol ve diğer madde bağımlılığı için çok önemli nöronların veya nöral devreleri odakları FINGR yöntemi kullanılarak eşleştirilmiş olabilir. FINGR yöntemi ile sinir devreleri ve davranışları zamansal kontrol kazanmak için olabilir; koşullu Gal4s (Roman ve ark, 2001 Osterwalder ve ark, 2001) dikkat edilmelidir. Gal80 dönüştürme araçları Modifikasyonu ısıya duyarlı Gal80 (Gal80 ts, McGuire ve ark, 2003) kullanarak üretebilir küvet durdurmak P>> Gal80 ts ya da küvet P> Gal80 ts> devre manipülasyon daha zamansal esneklikler ekleyerek. Sinir sisteminin ötesinde, FINGR yöntemi, kanat veya bacak olup olmadığını hücre altkümelerini Gal4 ifade kısıtlayan için de geçerlidir.
ET-FLPx2 hatları MARCM (Lee ve Luo, 1999) de dahil olmak üzere FRT / FLP tabanlı klonal analiz (Xu ve Rubin, 1993), ilgilenen tüm Drosophila biyologlar için değerli bir kaynak olacaktır. Aynı zamanda bazı ET-FLPx2 hatları, tekrarlanabilir klonlar üretmek için ve tekrarlanan morfolojik ve davranışsal analizleri için heatshock FLP yerine bekleniyor. Arttırıcı-trap Gal4 hatları gibi, en ET-FLPx2 hatları faiz hücreler özellikle ifade edilmesi olası değildir. Çoğu hatları ilgi hücreler VE yanı sıra diğer hücreleri veya dokuları FLP ifade edecektir. Ancak, hem de Gal4 ve ET-FLPx2 'doku özgüllüğü eksikliği sürece kendi örtüşen bölge belirli bir deney için arzu edilir FINGR yöntemi için önemli bir endişe olmaz. FINGR iki 'geniş' sistemleri rafine bir birine çevirmek için tasarlanmıştır.
Bu protokollerin gösterilen yöntemler oldukça standart ve tekrarlanabilir olmalıdır. Kişinin dikkatini gerektiren önemli bir uyarıcı adımları fiksatif seçimi ve kullanımı. GFP sinyal söndürmeye çünkü PFA daha başka Fiksatifler kaçınılmalıdır. Ayrıca PFA FLP ifade GFP tarafından güvenilir olmaz olasılığını önlemek için fiksasyon diseksiyon çanak gerektiğini kaydetti var.
NSF Oklahoma Üniversitesi (BZ) ve bir hibe (IOS-1.025.556, BZ ve RAB) bir iç fon destekleyen TRF, RAB, XP, AAO, MLW, CAS ve bu araştırma için teşekkür ederim. Bir NIH hibe (RO1 NS060878, BZ için) kısmen desteklenen RAB. RAB, Brandeis Üniversitesi'nde verilen bir NIH NRSA (T32 NS07292) eğitim bursu, Brandeis Jeffrey Salonu'nda verilen bir NIH hibe (RO1 GM21473), bu çalışmanın erken dönemlerinde destek için kabul eder. Biz bu proje için yaptığı sürekli teşvikler Jeffrey Salonu teşekkür ederim. Dr. Kristin Scott küvet P> Gal80> gerginlik bize sağlamak için teşekkür ederim .
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır