Summary

周辺嗅覚組織の開発を準備する分子とショウジョウバエの免疫組織化学的解析

Published: June 13, 2018
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Summary

ここでは、ステージし、解剖ショウジョウバエ種から嗅覚の組織を開発するためのプロトコルを提案する.解剖組織は、免疫組織化学または上皮内などの生体内解析だけでなく、定量的 RT-PCR (逆転写ポリメラーゼ連鎖反応) や RNA 配列 (RNAseq) などの分子生物学的解析の後で使用できます。交配。

Abstract

ショウジョウバエの嗅覚は発達神経生物学、システム神経科学、神経生理学、行動、行動の進化で広く使われているシステムです。ショウジョウバエ嗅覚組織の水力発電と熱感覚ニューロンに加え揮発性化学手掛かりを検出嗅覚受容神経細胞 (ORNs) 家します。このプロトコルでは大人のショウジョウバエ種の嗅覚の末梢組織の開発の解剖について述べる。最初にステージングして、半ば蛹と大人からアンテナの解剖によって続いて蛹初期から続く、触角の解剖によってショウジョウバエ幼虫の年齢方法について述べる。我々 も準備を qRT PCR、RNAseq、または免疫組織化学の RNA の抽出など、分子生物学の手法で活用できるメソッドに示します。これらのメソッドは、種特異的な蛹の発育度の決定、および適切な高齢化の各段階の計算後、他のショウジョウバエの種に適用もできます。

Introduction

発達神経生物学、システム神経科学、神経生理学、行動学、行動の進化1,2,3ショウジョウバエの嗅覚システムは広く使用されているシステム 4ショウジョウバエ嗅覚組織の水力発電と熱感覚ニューロン1,5,6に加えて揮発性化学手掛かりを検出嗅覚受容神経細胞 (ORNs) 家します。この原稿の全体的な目標は、ステージおよびショウジョウバエ種の蛹と大人の嗅覚組織の開発を分析する方法を示すことです。この技術のための理論的根拠は体内組織ラベリング技術にさらに RNAseq、定量的 RT-PCR など、周辺の嗅覚システムの分子・発達的分析に蛹の段階からサンプルを生成するには.この手法は、特定型のセルのすべての遺伝子導入試薬を持っていない非キイロショウジョウバエ ショウジョウバエの種から開発大人嗅覚システムの転写プロファイルのダイナミクスを識別する特に役立ちますラベリングと分析。本稿では、触角のディスクと蛹と大人のショウジョウバエ種からアンテナを分析する方法を示します。まず、ショウジョウバエの蛹殻形成過程 (APF、白い蛹や前蛹) 発達のステージングと種特異的な高齢化のための 0 h を識別する方法を示します。次に、触角ディスクと 3 番目の触角セグメントを分析する方法を示す具体的には、目のディスクと RNAseq または RT-Pcr に必要な組織の純度の第 2 触角セグメントからそれらを分離する方法。キイロショウジョウバエ約このプロトコルで記述されている段階対応済みパターンの触角 (前蛹)、前駆体、触角からの選択ディスク (8 h APF) ORNs (40 h APF) の分化の開始とアダルト アンテナ。メソッドを使用して分離された大人アンテナからと生体内での免疫組織化学の最後に、我々 は、定量的 RT-PCR 法の例を与えます。このメソッドは、RNA ・ DNA 分析、ショウジョウバエ種から末梢の嗅覚組織の開発に免疫組織化学のサンプルを生成する使用できます。

Protocol

次のプロトコルは、デューク大学研究倫理委員会の倫理規範と一致。 1. 組織ショウジョウバエ蛹の発育の準備及び まず、どのように多くのハエが郭清の必要があります。RT-PCR および RNAseq は、前、8 h APF、40 h APF、および大人の段階で必要である個人から 100-200 触角ディスクと触角を収集します。免疫組織の個々 の 10-20 を解剖します。 郭清パッド?…

Representative Results

切り裂かれた発展途上の嗅覚組織遺伝子発現を評価する RT-PCR による RNA 抽出の使用ことができますまたはその表現パターンとの遺伝子の細胞内の局在を決定する免疫プロトコルによって取ることができます。関心します。このセクションのいずれかのプロトコルからの代表的な結果を提案する.図 1は、代表定量的 RT-PCR 野生型アダルト アンテナ…

Discussion

この議定書は遺伝子と転写プログラム開発ショウジョウバエ嗅覚組織だけでなく、これらのプログラムの比較分析ショウジョウバエで動作を識別するのに興味を持って実験室のための有用なリソース種。それは、将来の研究のためのプライマーとしてさまざまな発達段階からシステム レベルの転写プロファイルが必要な場合に便利です。ここで説明されているプロトコルはステ…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

本研究は、ペリン C. ボルカン (デブ 1457690) に全米科学財団からの助成金によって支えられました。

Materials

10X Phosphate-buffered Saline Gibco 70011-044 Dilute to 1X in RNase free water
CO2 tank Air Gas CD R200
Two sharp forceps (Dumont #55) Fine Science Tools 11255-20
Trizol Invitrogen 15596-026 RNA isolation solutions
Dissecting Microscope
Small bucket with ice
P20 and P200 micropipettes and tips
1.7 mL Microfuge tubes Purchase nuclease free for best results
0.2 mL PCR tubes
Paraformaldehyde powder Polysciences 380
10% Triton X-100 Teknova T1105 Dilute to 0.2% v/v in 1X PBS
2" petri dishes
55mm filter paper Whatman 1001-055 Wet with water and place in a petri dish to keep pupae moist
25 C incubator
deionized H2O Purchase nuclease free or treat with DEPC
Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit Dow Corning to be used for making dissection pads from Terizaki plate covers.
MicroWell Mini Trays with lids Nunc 438733 Lids can be used to make silicone dissection pads
Rabbit anti-GFP antibody MBL international corpor PM005 primary antibody
Mouse anti RAT CD2 AbD seroTec MCA154RHDL primary antibody
ADL195 (anti lamin, mouse) Dev studies hydoma ban ADL195-s primary antibody
Alexa Fluor® 488 goat anti-rabbit IgG (H+L) invitrogen A11008 Secondary antibody
Cy3 Goat Anti-Mouse IgG Jackson ImmunoResearch 115-166-003 Secondary antibody
Triton X-100, Protein Grade Detergent, 10% Solution, Sterile-Filtered CALBIOCHEM 648463 detergent
Lab Rotator Thermo scientific Rotator
Nuclease Free Water Growcells.com NUPW-0125 Water
Light-Duty Tissue Wipers VWR 82003-822 For cleaning dissection supplies
Superscript II invitrogen 18064014 Reverse Transcriptase 
QIAshredder (50) RNA extraction QIAGEN 79654
Oligo(dT)12-18 Primer RT life technologies 18418012
RNeasy MinElute Cleanup Kit (50) RNA extraction QIAGEN 74204
FASTSTART UNIV SG MASTER (5 ML)(500 RXN) qPCR Roche 04913850001
FASTSTART ESSENTIAL GREEN DNA MASTER  qPCR Roche 06402712001
LIGHTCYCLER 480 – MULTIWELL PLATE 96 qPCR Roche 04729692001
NEBNext High-Fidelity 2X PCR Master Mix qPCR NEB M0541S

References

  1. Barish, S., Volkan, P. C. Mechanisms of olfactory receptor neuron specification in Drosophila. Wiley Interdisciplinary Reviews. Developmental Biology. 4 (6), 609-621 (2015).
  2. Pan, J. W., Volkan, P. C. Mechanisms of development and evolution of the insect olfactory system. Cell and Developmental Biology. 2, 130 (2013).
  3. Ramdya, P., Benton, R. Evolving olfactory systems on the fly. Trends in Genetics. 26 (7), 307-316 (2010).
  4. Bellen, H. J., Tong, C., Tsuda, H. 100 years of Drosophila research and its impact on vertebrate neuroscience: a history lesson for the future. Nature Reviews Neuroscience. 11 (7), 514-522 (2010).
  5. Knecht, Z. A., et al. Distinct combinations of variant ionotropic glutamate receptors mediate thermosensation and hygrosensation in Drosophila. eLife. 5, 44-60 (2016).
  6. Enjin, A., et al. Humidity sensing in Drosophila. Current Biology. 26 (10), 1352-1358 (2016).
  7. Li, Q., Barish, S., Okuwa, S., Volkan, P. C. Examination of endogenous rotund expression and function in developing Drosophila. olfactory system using CRISPR-Cas9-mediated protein tagging. G3: Genes|Genomes|Genetics. 5 (12), 2809-2816 (2015).
  8. Hueston, C. E., et al. Chromatin modulatory proteins and olfactory receptor signaling in the refinement and maintenance of fruitless expression in olfactory receptor neurons. PLoS Biology. 14 (4), 1002443 (2016).
  9. Li, Q., et al. Combinatorial rules of precursor specification underlying olfactory neuron diversity. Current Biology. 23 (24), 2481-2490 (2013).
  10. Li, Q., et al. A functionally conserved gene regulatory network module governing olfactory neuron diversity. PLoS Genetics. 12 (1), 1005780 (2016).
  11. Pan, J. W., et al. Patterns of transcriptional parallelism and variation in the developing olfactory system of Drosophila species. Scientific Reports. 7 (1), 8804 (2017).
  12. Pan, J. W., et al. Comparative analysis of behavioral and transcriptional variation underlying CO2 sensory neuron function and development in Drosophila. Fly. 11 (4), 239-252 (2017).
  13. Stern, D. L., et al. Genetic and transgenic reagents for Drosophila simulans, D. mauritiana, D. yakuba, D. santomea, and D. virilis. G3: Genes|Genomes|Genetics. 7 (4), 1339-1347 (2017).

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Cite This Article
Barish, S., Volkan, P. C. Preparing Developing Peripheral Olfactory Tissue for Molecular and Immunohistochemical Analysis in Drosophila. J. Vis. Exp. (136), e57716, doi:10.3791/57716 (2018).

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