Summary

Dissectie en Plaatsing van<em> Drosophila</em> Pupal Eye Discs

Published: November 09, 2014
doi:

Summary

The goal of this technique is to enable researchers to perform dissection, immunostaining and mounting of pupal eye discs from Drosophila melanogaster of any age.

Abstract

The Drosophila melanogaster eye disc is a powerful system that can be used to study many different biological processes. It contains approximately 800 separate eye units, termed ommatidia1. Each ommatidium contains eight neuronal photoreceptors that develop from undifferentiated cells following the passage of the morphogenetic furrow in the third larval instar2. Following the sequential differentiation of the photoreceptors, non-neuronal cells develop, including cone and pigment cells, along with mechanosensory bristle cells3. Final differentiation processes, including the structured arrangement of all the ommatidial cell types, programmed cell death of undifferentiated cell types and rhodopsin expression, occurs through the pupal phase4-7. This technique focuses on manipulating the pupal eye disc, providing insight and instruction on how to dissect the eye disc during the pupal phase, which is inherently more difficult to perform than the commonly dissected third instar eye disc. This technique also provides details on immunostaining to allow the visualization of various proteins and other cell components.

Introduction

Het gebied van ontwikkelings- en celbiologie zijn sterk beïnvloed door het modelorganisme: Drosophila melanogaster. Binnen dit model, hebben studies van het oog schijf een veel kennis met betrekking tot signalering, celbiologie en andere gebieden bijgedragen. De late derde larvale oog instar disc is uitgebreid bestudeerd en is een krachtig model te gebruiken, want het geeft een momentopname van een reeks van ontwikkelings periodes, elk met zijn eigen unieke signaalmoleculen en processen, het morfogenetisch groef vordert in het oog disc 8. Er is echter behoefte aan begrip van ontwikkelingsprocessen verder uit in het popstadium ontwikkelingsfase. Hoewel er studies zijn geweest op de pupal oog disc 3-7, heeft onze kennis niet de aanpak van de breedte van het werk dat is uitgevoerd op het derde oog instar disc. Dit is deels te wijten aan de grotere moeilijkheid ontleden het popstadium oog disc. Daarom is een presentatie van dejuiste methode van dissectie kan sterk uitbreiden van onderzoek op dit gebied.

Terwijl er stadia binnen pupal oog disc ontwikkeling die gemakkelijk kunnen worden ontleed, met name rond de mid-pupal periode, andere perioden zijn veel moeilijker te ontleden. Dit protocol is een werkwijze voor het ontleden popstadium oog schijven die universeel toepasbaar is voor alle popstadium ontwikkelingstijd frames. Dit protocol kan worden gebruikt als een alternatief voor een ander protocol 9 dat een eenvoudiger en snellere methode in oog discs ontleden van de midpupal tijdstippen toont. Dit protocol werd oorspronkelijk gefilmd en ontwikkeld voor de opleiding gevorderde studenten in het UCLA Undergraduate Research Consortium in Functional Genomics (URCFG) 10,11 in de techniek van pupal oog dissectie. Veel studenten waren in staat om deze video en de methode gebruiken om deze uitdagende techniek te leren.

Protocol

Deze procedure is een 2 daagse procedure. Dag 1 (2 uur + ontleden tijd) 1. Pupal Disc Eye Dissection Selecteer een pop voor dissectie. OPMERKING: De leeftijd van de pop ontleed wordt bepaald door de experimentele behoeften. Indien behandeling celmorfologie wordt dit vaak gedaan op 42 uur na verpopping formatie (APF) bij 25 ° C, de leeftijd van het in beeld poppen. Verzamel witte poppen (beschouwd 0 hr APF) met een bevochtigde penseel en schik ze in c…

Representative Results

Als voorbeeld van het gebruik van dit protocol, resultaten illustreren midpupal (42 uur APF bij 25 ° C) oog discs immunostained verschillende antilichamen zijn weergegeven in figuur 2. Door een antilichaam gericht tegen fosfotyrosine residu kan het membraan van de cellen waargenomen (Figuur 2A). Dit kan worden gebruikt om de regelmatige rangschikking van ommatidial cellen in het popstadium oog identificeren na het laatste patroon processen die vóór de midpupal stadium plaatsvinden. Een ander represen…

Discussion

While it appears that the process is simple and easy to perform, in reality, this technique requires a great deal of practice to master. Routinely, we start students off by learning to dissect and mount third instar eye discs12, which are much easier to work with. This practice helps to develop an appropriate dissection position of the arms, hands and fingers13 so that manipulation of the forceps under the dissecting microscope is stable, easy and experienced. In essence, the practice period shou…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We appreciate and would like to thank the Howard Hughes Medical Institute for the HHMI Professor award to U.B. which made this project possible. We thank the college at the University of California, Los Angeles for providing facilities and teaching infrastructure support for this work. The work was also supported with funding from Midwestern University and a generous donation from the Charity Fidelity Gift Fund. We thank John VandenBrooks for comments on the manuscript and Krista Pearman for her technical assistance.

Materials

Phosphate-buffered saline (PBS, pH 7.4) 80g NaCl, 2g  KCl, 14.4g Na2HPO4, 2.4g KH2PO4, Bring volume to 1 l, adjust the pH to 7.4, autoclave or filter sterilize, dilute to 1X PBS with autoclaved ddH2O before using.
Triton X-100 Promega H5142 Caution: Irritant! Wear gloves.
0.3% PBT 1.5 ml of Triton X-100, 500 ml 1X PBS.
37% formaldehyde solution Fisher Scientific F75P1GAL Caution: Toxic, probable human carcinogen! Wear gloves. 
Fix Solution (≈4% Formaldehyde in PBS) 50 μl of 37% Formaldehyde, 450 μl 1XPBS, make fresh before use
Normal goat serum Rockland antibodies & assays B304 Aliquot in 1 ml volumes and store at -80C
Block Solution 10% NGS in PBT.  This can be made and stored at 4 °C for a few days prior to use.
DAPI stock solution Life Technologies D3571 For coutnerstaining nuclei. Prepare a 1 mg/ml solution with ddH2O.
VectaShield Mounting Medium Vector Labs H-1000 Mounting medium
Glycerol Sigma G5516 For mounting. Prepare 70% dilution with ddH2O.
Equipment
Nutating mixer VWR 82007-202 Used to rock tissue in 3 well glass dish
SylGard 182 Silicone Elastomer Kit Krayden NC9897184 Used to make silicone dissection dish
Silicone dissecting dish Mix Sylgard elastomer kit (above) according to directions gently (to avoid bubbles). Pour mixture into Petri dish (any size). Allow SylGard to cure overnight in 37 °C incubator.
3 well glass dish Corning 7220-85 The 3 well variety of these are no longer available, this is the 9 well product.
72 well microwell minitray Nunc 438733
Sharp forceps (Dumont #55) Fine Science Tools 11255-20
Vannas-type Micro Scissors, Straight, 5mm blade Ted Pella 1346
100 mm Borosilicate glass capillaries World Precision Instruments 1B100-4 Pull with needle puller to make fine point tip that allows a small stream of PBS to flow.
Disposable Transfer Pipets, Fine Tip Samco Scientific 231
Tubing dimensions given are inner diameter (ID) x outer diameter (OD) x wall thickness in inches
PVC tubing (1/8 x 3/16 x 1/32) Nalgene 8000-0010 Use these with pulled needle to assemble the blower tube as shown in Figure 2.
Tygon Silicone tubing (3/32 x 5/32 x 1/32) Saint Gobain Performance Plastics ABW00004
Tygon Silicone tubing (1/32 x 3/32 x 1/32) Saint Gobain Performance Plastics ABW00001

References

  1. Ready, D. F., Hanson, T. E., Benzer, S. Development of the Drosophila retina, a neurocrystalline lattice. Dev Biol. 53 (2), 217-240 (1976).
  2. Wolff, T., Ready, D. F. The beginning of pattern formation in the Drosophila compound eye: the morphogenetic furrow and the second mitotic wave. Development. 113 (3), 841-850 (1991).
  3. Carthew, R. W. Pattern formation in the Drosophila eye. Curr Opin Genet Dev. 17 (4), 309-313 (2007).
  4. Bao, S., Cagan, R. Preferential adhesion mediated by Hibris and Roughest regulates morphogenesis and patterning in the Drosophila eye. Dev cell. 8 (6), 925-935 (2005).
  5. Grzeschik, N. A., Knust, E. IrreC/rst-mediated cell sorting during Drosophila pupal eye development depends on proper localisation of DE-cadherin. Development. 132 (9), 2035-2045 (2005).
  6. Sprecher, S. G., Desplan, C. Switch of rhodopsin expression in terminally differentiated Drosophila sensory neurons. Nature. 454 (7203), 533-537 (2008).
  7. Zuker, C. S., Cowman, A. F., Rubin, G. M. Isolation and structure of a rhodopsin gene from D. melanogaster. Cell. 40 (4), 851-858 (1985).
  8. Voas, M. G., Rebay, I. Signal integration during development: insights from the Drosophila eye. Dev Dyn. 229 (1), 162-175 (2004).
  9. Hsiao, H. Y., et al. Dissection and immunohistochemistry of larval, pupal and adult Drosophila retinas. J Vis Exp. , 4347 (2012).
  10. Call, G. B., et al. Genomewide clonal analysis of lethal mutations in the Drosophila melanogaster eye: comparison of the X chromosome and autosomes. Génétique. 177 (2), 689-697 (2007).
  11. Chen, J., et al. Discovery-based science education: functional genomic dissection in Drosophila by undergraduate researchers. PLoS Biol. 3 (2), 59 (2005).
  12. Wolff, T. Dissection techniques for pupal and larval Drosophila eyes. CSH Protoc. 2007, (2007).
  13. Williamson, W. R., Hiesinger, P. R. Preparation of developing and adult Drosophila brains and retinae for live imaging. J Vis Exp. 37, 1936 (2010).
  14. Xu, T., Rubin, G. M. Analysis of genetic mosaics in developing and adult Drosophila tissues. Development. 117 (4), 1223-1237 (1993).
  15. Duffy, J. B. GAL4 system in Drosophila: a fly geneticist’s Swiss army knife. Genesis. 34 (1-2), 1-15 (2002).
check_url/fr/52315?article_type=t

Play Video

Citer Cet Article
Tea, J. S., Cespedes, A., Dawson, D., Banerjee, U., Call, G. B. Dissection and Mounting of Drosophila Pupal Eye Discs. J. Vis. Exp. (93), e52315, doi:10.3791/52315 (2014).

View Video