ここでは、ショウジョウバエを概日に同期させる方法について詳しく説明します。これは、生物学的リズムとクロノバイオロジーを研究するために必要な最初の、そして最も重要なステップです。
生物の間でほぼ普遍的な概日リズムは、太陽の周りの地球の軌道に生物活動を調整します。このリズムを生み出す因子を特定し、結果の出力を理解するために、定義された概日の時間ポイントにモデル生物を乗り込む必要があります。ここでは、多くのショウジョウバエを定義された概日リズムに巻き込む手順を詳述する。さらに、免疫蛍光、核酸、またはタンパク質抽出ベースの分析のためのサンプルを調製するための後のエントレインメントステップについて詳しく説明します。
地球上のほぼすべての生物は、最大から単細胞まで、約1日のサイクルを持つ内部生物学的時計を有する。これは概日リズム(ラテン語の頃からフランツ・ハルバーグによって1953年に作られた=約/およそと”dies”=日)として知られています1.コアクロックの成分は知られており、その初歩的な機能機構が概念化されていますが、生体リズムが全身でどのように維持されているかを理解することはまだまだたくさんあります。重要なことに、生物学的リズムの誤調節は、記憶不良、睡眠障害、季節性影響障害、うつ病、双極性障害、糖尿病、肥満、神経変性、および癌22、3、4、53,4,5を含む健康状態の悪い転帰に関連している。
ショウジョウバエは、概日生物学の調査のための確立されたモデルです。遺伝的および生化学的に難易な、多数が容易に(示されるように)緊張される。実際、概日リズムの発見のためのノーベル賞の受賞を支援する主要な出版物として引用された7つの出版物はすべて、ショウジョウバエ,モデル,66、7、8、9、10、11、127のこれらの強みを活用しました。9,10,11,128
さらに、免疫蛍光、核酸、またはタンパク質抽出ベースの分析を目的として、緊張したハエを収集するための効果的な戦略を示します。これらの戦略を使用して、将来分析するために大量のサンプルを処理して保存することができます。これらの方法は、再現性があり、大規模なデータ プールの一部となり得る何百もの訓練されたハエを生成できるという点で非常に有利です。
研究者は、成功と一貫性を持つこのエントレインメントプロトコルを利用しています。この手順により、将来の分析のために格納できる大規模なサンプリング プールを固定できます。さらに、この戦略は、将来の検査のために訓練することによって誘発される神経学的パターンを維持する。
貯蔵のための固定は、脳組織を安定させるのに役立ち、データプールから各脳を分析する時間が増え、21歳までに生存率を失う脳からの無駄を最小限に抑えるため、エントレインメントプロセスの主要な構成要素である。主な目標は、頭部の切り抜きに利用可能な連続的な在庫があり、最終的には免疫蛍光またはタンパク質抽出が得られるように、できるだけ多くのハエを概日に巻き込み、その発見を観察し、結果が高い信頼度であるかどうかを判断することです。概日の巻き込みを固定によって確実に保存するためには、光害の源を排除することが不可欠です。固定プロセスにより、ショ ウジョウバエ は神経学的な「タイムスタンプ」を維持しながら保存できるため、後で解剖され、解剖され、接種直後に免疫蛍光を受けたハエに顕著な違いなしで分析することができます。免疫蛍光の前に固定の目的のために、実験室はハエが少なくとも1ヶ月まで生存可能であることを一貫性をもって決定した。ウェスタンブロットタンパク質抽出のための固定は、-80°Cで保存すると脳を無期限に生存可能にします。
もう一つの重要なプロトコルステップは、ハエのセックスです。このステップは、固定前に同じバイアルに男女の両方を持つことが交配につながる可能性があり、男性が女性の代わりに誤って検査された場合、若い年齢で腐敗したタンパク質分析を行う新しいハエを生み出す可能性がある、またはその逆を正確に行うことが重要です。さらに、セックスの際には、時には女性に付着している幼虫標本を取り除くことが重要です。これは潜在的に結果を破損する可能性がある女性のバイアル内の新しい子孫の開発を防ぎます.
エントレインメント プロトコルの次のステップは、データ分析に関連する項目です。プロトコルの焦点はタンパク質の局在化ですが、概日の封じ込めの影響を受ける他の変数がある場合、タンパク質または核酸抽出を必要とする新しい道を探索する必要があります。さらに、 このプロトコルを介して分析することができる脳の他のタンパク質があります。.プロトコルに関連する実験は、特定のタンパク質を分析したが、概日生物学で役割を果たす遺伝子とタンパク質のリストは使い果たされていない。このプロトコルは概日リズムを確立するという目標を達成するのに有効ですが、アプリケーションは広範囲に及んでいます。
The authors have nothing to disclose.
ミズーリ大学カンザスシティ校とジェフリー・L・プライス研究所に感謝します。
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 |