Summary

Dissektion og Immunhistokemi af Larvernes, Pupal og Voksen<em> Drosophila</em> Nethinder

Published: November 14, 2012
doi:

Summary

Den<em> Drosophila</em> Retina er en krystal-lignende gitter bestående af et lille antal celletyper, der er frembragt i en stereotyp måde<sup> 1</sup>. Dens tilgængelighed for sofistikeret genetisk analyse tillader undersøgelse af komplekse udviklingsmæssige programmer. Denne protokol beskriver dissektioner og immunhistokemi af nethinder i tre diskrete udviklingsstadier, med fokus på fotoreceptor differentiering.

Abstract

Forbindelsen øje Drosophila melanogaster består af omkring 750 ommatidia (enhed øjne). Hver ommatidium er sammensat af omkring 20 celler, herunder linse-udskillende tapcellerne, pigment celler, en stritter celle og otte fotoreceptorer (PRS) R1-R8 2. PRS har specialiserede microvillar strukturer, rhabdomeres, der indeholder lysfølsomme pigmenter, de Rhodopsins (RHS). De rhabdomeres af seks PRS (R1-R6) danner en trapez og indeholder RH1 3 4. De rhabdomeres af R7 og R8 er anbragt efter hinanden i midten af ​​trapez og har samme vej lys. R7 og R8 PRs stokastisk udtrykker forskellige kombinationer af RHS i to undertyper 5: I 'p' subtype, er RH3 i p R7s koblet med RH5 i p R8s, mens der i 'y' subtype, er RH4 i y R7s forbundet med RH6 i y R8s 6 7 8.

Tidlig specifikation af PRs og udvikling af ommatidia begynder i larvens eye-antennal imaginal disc, et monolag af epitelceller. En bølge af differentiering fejer hen over skiven 9 og initierer samling af udifferentierede celler i ommatidia 10-11. Den 'grundlægger celle' R8 er angivet først og rekrutterer R1-6 og derefter R7 12-14. Efterfølgende under pupal udvikling, fører PR differentiering til omfattende morfologiske ændringer 15, herunder rhabdomere formation, synaptogenesen og til sidst rh ekspression.

I denne protokol, beskriver vi metoder til retinale dissektioner og immunhistokemi på tre afgrænsede perioder nethinden udvikling, som kan anvendes til at løse en bred vifte af spørgsmål vedrørende retinal formation og udviklingsmæssige veje. Her bruger vi disse metoder til at visualisere den trinvise PR differentiering på enkelt-celle niveau i hele mount larve, midpupal og voksen nethinder ( <sTrong> figur 1).

Protocol

1. Indledning I denne video beskriver vi metoder til retinale dissektioner og immunhistokemi på tre definerede udviklingsmæssige perioder: den tredje stadiums larver, den midpupal og den voksne scene. Selvom vores protokol virker også på andre pupal faser (for detaljer om tidligere stadier, 16 se), valgte vi midpupal fase, da det er optimalt for billeddannelse alle PRs i ét brændplanet og deres kerner er let identificerbare, hvilket letter visualisering af transcriptionsfaktor…

Discussion

1. Fejlfinding

Det er vores erfaring, kræver dissektioner praksis (op til flere uger), og lettes ved at opnå en komfortabel hånd position 21 ved at hvile albuerne og underarmene på bordet og med fingrene komme i kontakt med dissektion skålen. På den måde er det kun tommelfingre, indeks og midterste fingre udføre subtile bevægelser.

Fjernelse af hinden uden at beskadige fotoreceptorerne er sandsynligvis den mest udfordrende trin. Praksis med rød-…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Dette arbejde blev støttet af en Ehrman stipendium til HY. H., et Jane Coffin Childs Memorial Fund for Medical Research postdoc stipendium til RJJ, NIH Grant F32EY016309 til DV, en New York University Dean afhandling Fellowship til DJ, NIH GrantR01 EY13010 til CD og en DFG fællesskab til JR (RI 2208/1- 1). Vi takker Nina Vogt og Pamela Boodram om kommentarer til manuskriptet.

Materials

Reagent
Phosphate-buffered saline (PBS1x, pH 7.4) Sigma Prepare 10x stock solution 20. Dilute with distilled water to obtain 1x PBS and store at room temperature. Cool on ice before dissections.
Triton-X 100 Sigma 9002-93-1 Caution: Irritant! Wear gloves. Prepare 50 ml 1xPBS with 0.3% Triton X-100 (PBST). Store at room temperature.
37% formaldehyde solution Fisher Scientific F75P1GAL Caution: Toxic, probable human carcinogen! Wear gloves. Before the fixation step, freshly prepare 3.7% solution in a chemical fume hood by diluting with PBS, store on ice.
5% normal horse serum Jackson Immuno Research 008-000-001 Prepare 5% v/v dilution in PBST. Store at four degrees.
Primary and secondary antibodies (e.g. Donkey anti-sheep Alexa Fluor 488, Donkey-anti rabbit Alexa Fluor 555, Donkey anti-mouse Alexa Fluor 647) Invitrogen Molecular Probes A11015
A31572
A31571
Dilute secondary antibodies 1:800 in PBST and store at four degrees.
Alexa Fluor 488 Phalloidin A12379 Dilute 1:100 in secondary antibody solution.
Slowfade Gold Antifade reagent Invitrogen Molecular Probes S36936 Mounting medium. Store at -20 degrees.
Glycerol Fisher Scientific G31-1 For mounting. Prepare 10 ml of 50% dilution with distilled water, store at room temp.
CO2 For anesthetizing adult flies.
Equipment
Two sharp forceps (Dumont #55) Fine Science Tools 11255-20
Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit Dow Corning Prepare Sylgard dissection dish by filling a plastic Petri dish with Sylgard mixture.
Three-well glass dissection dishes Fisher Scientific 21-379
Two minutien dissecting pins (0.1 mm diameter) and two pinholders (12 cm) Fine Science tools 26002-10 Insert one minutien pin in each of the two pinholders and bend one of the pins to form a hook.
Microscope cover slips (22×22-1 and 24×40-1) Fisher Scientific 12-542A
Microscope slides (25x75x1.0 mm; precleaned) Fisher Scientific 12-550-143
1.5 ml microcentrifuge tubes
Clear nail polish or Scotch tape
Orbital shaker Bellco
Slide holder box Fisher Scientific
Parafilm Bemis PM996
Thin paintbrush
P20 and P200 micropipettes and tips
Dissecting microscope
Small bucket with ice For cooling the glass well plates, dissected retinas and solutions.

Riferimenti

  1. Ready, D. F., Hanson, T. E., Benzer, S. Development of the Drosophila retina, a neurocrystalline lattice. Dev. Biol. 53, 217-240 (1976).
  2. Hardie, R. C., D, O. t. t. o. s. o. n. Functional organization of the fly retina. Sensory Physiology. 5, 1-79 (1985).
  3. O’Tousa, J. E. The Drosophila ninaE gene encodes an opsin. Cell. 40, 839-850 (1985).
  4. Zuker, C. S., Cowman, A. F., Rubin, G. M. Isolation and structure of a rhodopsin gene from D. melanogaster. Cell. 40, 851-858 (1985).
  5. Rister, J., Desplan, C. The retinal mosaics of opsin expression in invertebrates and vertebrates. Dev. Neurobiol. 71, 1212-1226 (2011).
  6. Chou, W. H. Identification of a novel Drosophila opsin reveals specific patterning of the R7 and R8 photoreceptor cells. Neuron. 17, 1101-1115 (1996).
  7. Chou, W. H. Patterning of the R7 and R8 photoreceptor cells of Drosophila: evidence for induced and default cell-fate specification. Development. 126, 607-616 (1999).
  8. Papatsenko, D., Sheng, G., Desplan, C. A new rhodopsin in R8 photoreceptors of Drosophila: evidence for coordinate expression with Rh3 in R7 cells. Development. 124, 1665-1673 (1997).
  9. 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, 841-850 (1991).
  10. Roignant, J. Y., Treisman, J. E. Pattern formation in the Drosophila eye disc. Int. J. Dev. Biol. 53, 795-804 (2009).
  11. Tsachaki, M., Sprecher, S. G. Genetic and developmental mechanisms underlying the formation of the Drosophila compound eye. Dev. Dyn. 241, 40-56 (2012).
  12. Tomlinson, A., Ready, D. F. Neuronal differentiation in Drosophila ommatidium. Dev. Biol. 120, 366-376 (1987).
  13. Zipursky, S. L. Molecular and genetic analysis of Drosophila eye development: sevenless, bride of sevenless and rough. Trends Neurosci. 12, 183-189 (1989).
  14. Basler, K., Hafen, E. Specification of cell fate in the developing eye of Drosophila. Bioessays. 13, 621-631 (1991).
  15. Charlton-Perkins, M., Cook, T. A. Building a fly eye: terminal differentiation events of the retina, corneal lens, and pigmented epithelia. Curr. Top Dev. Biol. 93, 129-173 (2010).
  16. Walther, R. F., Pichaud, F. Immunofluorescent staining and imaging of the pupal and adult Drosophila visual system. Nat. Protoc. 1, 2635-2642 (2006).
  17. Wolff, T., Sullivan, W. e. a. Histological Techniques for the Drosophila Eye Part I: Larva and Pupa. Drosophila Protocols. , (2000).
  18. Wolff, T. Dissection techniques for pupal and larval Drosophila eyes. CSH Protoc. 2007, pdb prot4715 (2007).
  19. Bainbridge, S. P., Bownes, M. Staging the metamorphosis of Drosophila melanogaster. J. Embryol. Exp. Morphol. 66, 57-80 (1981).
  20. Morante, J., Desplan, C. Dissection and staining of Drosophila optic lobes at different stages of development. Cold Spring Harb Protoc. , 652-656 (2011).
  21. Williamson, W. R., Hiesinger, P. R. Preparation of Developing and Adult Drosophila Brains and Retinae for Live Imaging. J. Vis. Exp. (37), e1936 (2010).
  22. Stowers, R. S., Schwarz, T. L. A genetic method for generating Drosophila eyes composed exclusively of mitotic clones of a single genotype. Genetica. 152, 1631-1639 (1999).
  23. Newsome, T. P., Asling, B., Dickson, B. J. Analysis of Drosophila photoreceptor axon guidance in eye-specific mosaics. Development. 127, 851-860 (2000).
  24. Sood, P., Johnston, R. J., Kussell, E. Stochastic De-repression of Rhodopsins in Single Photoreceptors of the Fly Retina. PLoS Comput. Biol. 8, e1002357 (2012).
  25. Johnston, R. J. Interlocked feedforward loops control cell-type-specific Rhodopsin expression in the Drosophila eye. Cell. 145, 956-968 (2011).
  26. Jukam, D., Desplan, C. Binary regulation of Hippo pathway by Merlin/NF2, Kibra, Lgl, and Melted specifies and maintains postmitotic neuronal fate. Dev. Cell. 21, 874-887 (2011).
  27. Vasiliauskas, D. Feedback from rhodopsin controls rhodopsin exclusion in Drosophila photoreceptors. Nature. 479, 108-112 (2011).
  28. Kumar, J. P. Building an ommatidium one cell at a time. Dev. Dyn. 241, 136-149 (2012).
check_url/it/4347?article_type=t

Play Video

Citazione di questo articolo
Hsiao, H., Johnston Jr., R. J., Jukam, D., Vasiliauskas, D., Desplan, C., Rister, J. Dissection and Immunohistochemistry of Larval, Pupal and Adult Drosophila Retinas. J. Vis. Exp. (69), e4347, doi:10.3791/4347 (2012).

View Video