ショウジョウバエ幼虫の神経筋接合部の透過型電子顕微鏡法のためのサンプル調製プロセスの最適化

電子顕微鏡は、ナノスケール^レベル1で細胞の内部構造を視覚的かつ正確に示すことができる、生体材料の超微細構造を研究するための最も理想的な方法の1つです。しかし、サンプル調製プロセスが複雑でコストが高いため、電子顕微鏡は光学顕微鏡ほど普及していません。近年の電子顕微鏡技術の進歩により、画質の大幅な向上がもたらされ、それと同時に関連する作業負荷も大幅に減少しています。そのため、電子顕微鏡は、さまざまな分野で科学知識を進歩させる上で重要な役割を担っています²。

ショウジョウバエは、標的遺伝子の空間的および時間的発現を正確に制御するための遺伝子操作を行うための優れた動物モデルです³。その上、ショウジョウバエには、哺乳類のモデルと比較して成長期間が短く、飼育が容易であるという利点があります。したがって、ショウジョウバエは形態学研究で広く使用されています^4,5。

ショウジョウバエの幼虫では、神経筋接合部(NMJ)ブートンは筋肉に広く分布しており^6,7、NMJの免疫染色は、シナプスの量と形態に関する情報を容易に提供できる^8,9。A₂およびA₃セグメントの6^番目/7^番目の筋肉に位置するNMJボタンは、光学顕微鏡を使用した定量的および形態学的研究に適しています。これは、そのサイズと豊富^さ10,11のためです。したがって、ショウジョウバエの幼虫のNMJは、神経科学研究の有用なモデルと考えられている¹²。

しかし、TEMでNMJブートンの超微細構造を観測することは困難です。透過型電子顕微鏡の走査窓が狭いため、広く分布しているNMJボタン¹³の位置決めが困難である。他の理由は、 ショウジョウバエ の体壁がサンプル調製プロトコル⁷のアルコール脱水ステップ中にカールしやすいことです。

従来の研究では、通常、A₂ と A₃ セグメントの 6^番目と 7^番目の筋肉の間のボタンが、その豊富さとサイズ^14,15 のためにサンプル材料として選択されています。A2と_A3セグメントの6^番目と7^番目の筋肉は、他の筋肉よりも大きく、より多くのブートンを含んでいます。しかし、電子顕微鏡用に試料を作製すると、固定された試料は薄くなり、カールしやすくなり、_A2および_A3セグメントの6^番目と7^番目の筋肉の位置が不適切になっていました。

我々はここに、従来のサンプル調製方法と比較して、サンプルのカールを防ぐのにより効果的な新しい処理手順を報告する ^7,16、その後の脱水中にサンプルを平らに保つことにより、ショウジョウバエの幼虫の神経筋接合部のより良い位置決めを容易にする。