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.
La capacité de combiner des approches génétiques et biochimiques a Drosophila un organisme particulièrement adapté pour biochimie et biologie moléculaire des études 1-3. Ces études nécessitent souvent de grandes quantités de matériel biologique, non seulement des mouches adultes, mais aussi des larves 4, 5 et pupes embryons 6-8. Pour obtenir de grandes quantités de matériaux, les chercheurs ont mouches cultivées en utilisant de grands conteneurs connus comme voler "cages de population». Ces cages sont constitués d'un cylindre en matière plastique recouverte d'un filet sur les deux côtés pour permettre l'introduction de la denrée alimentaire à l'intérieur de la cage sans que les mouches qui fuient. Ces cages peuvent être faits maison 9-11 ou achetés auprès d' une société (voir tableau des matériaux / équipements spécifiques).
Un avantage majeur de l' utilisation de ce système pour développer un grand nombre de mouches est que le cycle de la mouche à fruit 12 peut être contrôlée de manière à ce que tous les mouches se développent dans une rélativement synchronisée manière. Cette synchronisation est réalisée par ensemencement de nouveaux embryons, se nourrissant de larves / mouches et sacrifier les mouches adultes à des moments précis. L' utilisation d' une population de mouches synchronisée est particulièrement utile pour les études de développement 13.
Le début d'une nouvelle cage de population de quelques mouches est un processus de longue haleine nécessitant de nombreux cycles d'amplification 9-11. Même en utilisant de plus grands récipients comme des bouteilles de culture de mouche ou minicages, l'ensemble du processus peut durer des mois. Pour éviter ce pas de temps long, de nombreux laboratoires de Drosophila maintiennent régulièrement ces cages. Il est plus commode de commencer une nouvelle cage à partir d'une collecte d'embryons à partir d'une cage de population déjà établie. En général, la plupart des laboratoires maintiennent des cages de type sauvage population, comme l'Oregon R ou Canton S. Ce manuscrit présente un protocole détaillé pour maintenir la mouche des cages de population.
À partir de 1,5 g de matière on peut obtenir un rendement d'embryons collectés entre 7 et 13 g par cycle. Pour obtenir une telle quantité de matériau, il est essentiel de maintenir les conditions de culture adéquates pour tous les stades du cycle de mouche.
Les paramètres les plus importants sont la température et l'humidité, ce qui devrait être de 24 ° C et 35% respectivement. Si ces deux paramètres ne peuvent pas être maintenus constants dans l'environnement normal du laboratoire, une possibilité serait de placer la cage à la mouche dans un incubateur ou une chambre environnementale. D' autres protocoles recommandent 70% d' humidité et aussi un cycle constant de lumière-obscurité de 24 heures pour augmenter le rendement des œufs produits 9,10. Cependant en gardant l'humidité autour de 35% évite la contamination bactérienne, et puisque le but de ce protocole est que le maintien d'une cage de la population, les mouches sont conservés dans l'environnement lumière normale du laboratoire.
Un autre point important est de garder disturbances à l'adulte vole aussi bas que possible. Il peut être conseillé de garder la cage dans un endroit séparé de la salle de volée pour éviter la contamination croisée d'autres mouches.
La mise en culture de grandes populations de mouches mutantes transgéniques et est déconseillé, car il est très difficile de maintenir leur pureté et elles peuvent présenter un comportement anormal d'accouplement prononcé dans les grandes cages de population 14.
Un problème possible en culture de Drosophila en grandes quantités est la présence d'autres organismes tels que les acariens et / ou de moisissures, qui seront en compétition pour la nourriture et donc de réduire le rendement des œufs produits. Pour éviter cela, il est très important de garder tout l'équipement propre, le lavage de la cage, filets et voler des boîtes avec de l'eau et du savon, et à rejeter le matériel jetable (des bouchons en mousse) après chaque cycle. Pour réduire la moisissure, propionique et l'acide phosphorique sont ajoutés dans la levure humide lors de la préparation de la nourriture à la mouche dans l'étape1.2 et Tegosept lors de la préparation de la mélasse plateau dans l'étape 3.1. Il est parfois utile de placer des matériaux tels que la boîte en plastique ou en tamis -20 ° C lorsque le temps est court et les matériaux ne peut pas être nettoyé immédiatement.
Un cycle de toute la collection se produit dans 14 – 15 jours, en commençant lorsque les embryons sont ensemencées dans la boîte de mouche et se terminant le dernier jour de la collecte. Pendant cette période de temps, il est recommandé d'organiser un calendrier afin de se rappeler toutes les étapes nécessaires à l'entretien d'une cage à la mouche de la population (Fig. 2), détaillées dans la section de protocole. Depuis le jour où les œufs sont ensemencées, jusqu'à ce que les mouches adultes émergent, il est seulement nécessaire d'inspecter la boîte en plastique, et quand la nymphose a lieu, pour les placer dans la cage. Après cela, les mouches doivent être alimentés tous les 2 – 3 jours jusqu'à ce que les embryons sont ensemencés pour un nouveau cycle. Dans le protocole ensemble, est le plus long jour lors de la collecte et l'ensemencement des embryons pour le démarrage d'un nouveau cycle. UNEs commenté dans le protocole, le meilleur rendement de l'œuf est 3 – 5 jours après l'éclosion des adultes, et diminue finalement 2 jours plus tard. Cela nous donne une certaine souplesse afin de choisir le jour où la récolte des oeufs sera effectuée.
Si pour une raison quelconque, le rendement des embryons collectés est inférieur au montant de départ souhaité (1,5 g), on peut toujours ajouter une nouvelle mélasse plateau et de recueillir plus d'oeufs le lendemain. Pour les collections constants, il est recommandé de maintenir 2 cages en parallèle, et si des quantités plus élevées d'embryons sont nécessaires, il est également possible d'utiliser de plus grandes cages. En cas de faire des collections de courte durée, une façon d'augmenter le rendement est de tirer parti de l'éclatement de la ponte dans la matinée.
Il existe de nombreux avantages de la collecte de grandes quantités de divers stades de développement. Par exemple, les embryons prélevés dans les cages de la population ont été utilisées avec succès dans des essais d'immunoprécipitation 6-8, collectio massen des tissus larvaires de larves dissocié a démontré être une très bonne source pour 3C expériences 4 et préparations d'ARN 15 et têtes de mouches adultes ont été utilisées pour des expériences de ChIP 16. En outre, les adultes sont souvent nécessaires pour faire des extraits de mouches pour la culture de tissus 17.
L'une des applications les plus prometteuses de la cage est de fournir du matériel pour des essais à haut débit qui permettent l'analyse et le dépistage des gènes, des transcriptions, des protéines et des métabolites en réponse à l'exposition des agents pathogènes, des molécules biologiques, des substances chimiques et des rayonnements ionisants. Dans ces essais à grande échelle un grand nombre de personnes sont nécessaires, et la cage de population de mouches décrit ici peuvent être très utiles pour obtenir de grandes quantités de matériel au cours des différentes phases du cycle de vie de Drosophila pour leur analyse et de dépistage 18.
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.
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 |