Aqui, detalhamos como sincronizar drosophila a um dia circadiano. Este é o primeiro e mais importante passo necessário para o estudo de ritmos biológicos e cronobiologia.
Quase universais entre organismos, ritmos circadianos coordenam a atividade biológica à órbita da Terra ao redor do Sol. Para identificar fatores que criam esse ritmo e entender as saídas resultantes, é necessária a entrada de organismos modelos para pontos de tempo circadianos definidos. Aqui detalhamos um procedimento para entrar muitos Drosophila a um ritmo circadiano definido. Além disso, detalhamos as etapas pós-entratinação para preparar amostras para imunofluorescência, ácido nucleico ou análise baseada em extração de proteínas.
Quase todos os organismos da Terra, do maior até o único celular, têm um relógio biológico interno com um ciclo de cerca de um dia. Este é conhecido como o ritmo circadiano (cunhado em 1953 por Franz Halberg a partir dos termos latinos circa = cerca/aproximadamente e “morre” = dia)1. Embora os componentes do relógio central sejam conhecidos e seus mecanismos rudimentares de função conceituados, ainda há muito o que entender sobre como os ritmos biológicos são mantidos em todo o corpo. É importante ressaltar que a má regulação dos ritmos biológicos está associada a desfechos de saúde ruins, incluindo má formação da memória, distúrbios do sono, transtorno de afeto sazonal, depressão, transtorno bipolar, diabetes, obesidade, neurodegeneração e câncer2,,3,4,5.
Drosophila é um modelo bem estabelecido para a investigação da biologia circadiana. Geneticamente e bioquimicamente tratáveis, grandes números são facilmente entranados (como será mostrado). De fato, todas as sete publicações citadas como principais publicações de apoio na concessão do Prêmio Nobel pela descoberta de ritmos circadianos alavancaram esses pontos fortes do modelo Drosophila6,,7,,8,9,,10,,11,12.
Além disso, mostramos estratégias eficazes para a coleta de moscas entratinadas para fins de imunofluorescência, ácido nucleico ou análise baseada em extração de proteínas. Utilizando essas estratégias, pode-se processar e armazenar quantidades maiores de amostras para análise no futuro. Esses métodos são muito vantajosos, pois são reprodutíveis e podem produzir centenas de moscas presas que podem fazer parte de um grande pool de dados.
Os pesquisadores utilizam esse protocolo de entramento com sucesso e consistência. Este procedimento permite a fixação de uma grande piscina de amostragem que pode ser armazenada para análise futura. Além disso, essa estratégia preserva os padrões neurológicos induzidos pela entrada para exames futuros.
A fixação para armazenamento é um dos principais componentes do processo de entranção, pois ajuda a estabilizar o tecido cerebral e permite mais tempo para analisar cada cérebro a partir do pool de dados, minimizando assim os resíduos de cérebros que perdem viabilidade devido aos21anos . O objetivo principal é circadiano entrar o maior número possível de moscas para que haja inventário contínuo disponível para dissecções de cabeça e, em última instância, imunofluorescência ou extração de proteínas para observar os achados e determinar se os resultados são de alta confiança. Para garantir que a entranção circadiana seja preservada através da fixação, é fundamental que qualquer fonte de poluição luminosa seja eliminada. O processo de fixação permite que a Drosophila seja armazenada mantendo seu “timetamp” neurológico para que possam ser dissecados posteriormente e analisados sem diferenças perceptíveis para moscas que são dissecadas e sofreram imunofluorescência imediatamente após a entrada. Para fins de fixação antes da imunofluorescência, o laboratório determinou com consistência que as moscas são viáveis pelo menos até 1 mês. Fixações para extração de proteína de mancha ocidental tornam os cérebros viáveis indefinidamente quando armazenados a -80 °C.
Outro passo crítico do protocolo é o sexing das moscas. É importante que este passo seja feito com precisão, pois ter ambos os sexos no mesmo frasco antes da fixação pode levar ao acasalamento, o que produzirá novas moscas que são de idade mais jovem e análise de proteínas corruptas se os machos forem acidentalmente examinados em vez de fêmeas ou vice-versa. Além disso, ao fazer sexo é importante remover amostras de larvas que às vezes são ligadas às fêmeas. Isso impede o desenvolvimento de novas descendências dentro do frasco feminino que poderiam potencialmente corromper resultados.
O próximo passo para o protocolo de entramento pode ser com itens relacionados à análise de dados. O foco do protocolo é a localização de proteínas, mas se há outras variáveis que são impactadas pela entranção circadiana, elas devem ser exploradas por novos caminhos, muitas vezes exigindo extração de proteínas ou ácidos nucleicos. Além disso, existem outras proteínas do cérebro que ainda podem ser analisadas através deste protocolo. Os experimentos associados ao protocolo analisaram certas proteínas, mas a lista de genes e proteínas que desempenham um papel na biologia circadiana não foi esgotada. O protocolo é eficaz no cumprimento do objetivo de estabelecer um ritmo circadiano, no entanto, as aplicações são amplas.
The authors have nothing to disclose.
Agradecimentos especiais à Universidade do Missouri-Kansas City e ao laboratório Jeffrey L. Price.
100-1000uL pipette | Eppendorf | ES-1000 | |
10-100uL pipette | Eppendorf | ES-100 | |
16% Paraformaldehyde Solution | 15710 | ||
1X PBS | Caisson Labs | PBL01-6X100ML | |
Agar | Fisher Scientific | BP1423500 | |
Anesthesia Filter Connection Kit | World Precision Instruments | EZ-251A | |
Corn meal | Genesee Scientific | 62-100 | |
Dried Molasses | Food Service Direct | OT280504 | |
Droso-filler Food Pump | geneseesci.com | 59-169 | |
Drosophila Stock bottles, 6 oz square bottom w/ Flugs | geneseesci.com | 32-130BF | |
Drosophila vials, Narrow K-Resin super bulk | geneseesci.com | 32-118SB | |
Dry active yeast | Genesee Scientific | 62-103 | |
Ethanol | IBI Scientific | IB15720 | |
EZ Basic Anesthesia System | World Precision Instruments | EZ-175 | |
Falcon Centrifuge tubes | Corning | 352097 | |
Falcon round bottom tubes | Corning | 352057 | |
Fine point Sharpie marker | Sharpie | 30001 | |
Fisherbrand Nutating Mixer | Fisher Scientific | 88-861-043 | |
Flugs-Narrow Plastic Vials | Genesee Scientific | 49-102 | |
Glass Thermometer | Cole-Palmer | EW-08008-12 | |
Liquid nitrogen hose | Thermo Scientific | 398202 | |
Liquid nitrogen tank-Dewar | Cooper Surgical Inc | 900109-1 | |
Liquid nitrogen transfer vessel | Electron Mircoscopy Sciences | 61891-02 | |
Paintbrushes(Red Sable) Size #0 | Electro Microscopy Sciences | 66100-00 | This is used to separate the flies via sex without causing injury. |
Plastic funnel | Plews and Edelmann | 570-75-062 | |
Polarizing light microscope | Microscope Central | 1100100402241 | Used to more clearly view Drosophila during sexing |
ProPette Pipette Tips | MTC Bio Incorporated | P5200-100U | |
ProPette Pipette Tips | MTC Bio Incorporated | P5200-1M | |
ProPette Pipette Tips | MTC Bio Incorporated | P5200-5M | |
Propionic Acid | Sigma Aldrich | P1386-1L | |
Rayon Balls | Genesee Scientific | 51-100 | |
Reynolds wrap standard aluminum foil | Staples | 1381273 | |
Roaster Oven (Crockpot) | Hamilton Beach | 32950 | |
Scotch 810 Magic Tape | Electron Microscopy Sciences | 77300 | |
Spray bottle with trigger | US Plastic | 66446 | Used to spray ethanol to clean work bend areas |
Tegosept | Genesee Scientific | 20-258 | |
Thermo Scientific Drosophila Incubator | Thermo Scientific | 3990FL | |
Thermo Scientific Revco 4 degree Lab fridge | ThermoFisher Scientific | REL7504D | |
Thermo Scientific Revco Lab Freezer | ThermoFisher Scientific | REL7504A | |
Tween 20 | Anatrace | T1003-1-GA |