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健康卵母細(xì)胞發(fā)育

更新時(shí)間:2023-02-13      點(diǎn)擊次數(shù):600

通過(guò)對(duì)卵巢中的果蠅卵母細(xì)胞進(jìn)行清晰成像,研究生殖適應(yīng)性背后的機(jī)制,例如減數(shù)分裂和其他過(guò)程。

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本文討論了如何通過(guò)THUNDER Imager活細(xì)胞成像系統(tǒng),獲取清晰、無(wú)模糊的圖像來(lái)幫助研究果蠅健康卵母細(xì)胞生成的相關(guān)機(jī)制。一個(gè)鮮為人知的例子就是聯(lián)會(huì),它對(duì)染色體分離至關(guān)重要。THUNDER圖像可以顯示卵巢中卵母細(xì)胞的精細(xì)結(jié)構(gòu),這有助于更好地了解減數(shù)分裂和其他導(dǎo)致健康卵母細(xì)胞生成的過(guò)程。


背景:研究卵母細(xì)胞發(fā)育

模式生物黑腹果蠅在遺傳學(xué)和發(fā)育生物學(xué)中用于研究遺傳的基本機(jī)制。發(fā)育生物學(xué)研究的一項(xiàng)重點(diǎn)工作是鑒定和表征對(duì)生殖健康至關(guān)重要的基因,包括減數(shù)分裂過(guò)程中的染色體分離以及其他有助生成健康卵母細(xì)胞的過(guò)程[1-3]


減數(shù)分裂同源物之間的聯(lián)會(huì)復(fù)合物(SC)或聯(lián)會(huì)的形成對(duì)于交換和染色體分離至關(guān)重要[3]。人們對(duì)SC組裝如何啟動(dòng)所知甚少,僅知道可能在確保同源物之間的聯(lián)會(huì)以及控制雙鏈分離和交叉形成方面起到關(guān)鍵作用。對(duì)果蠅聯(lián)會(huì)的遺傳要求的研究表明,有3個(gè)時(shí)間上和遺傳上不同的聯(lián)會(huì)啟動(dòng)階段。這些是僅在著絲粒處觀察到聯(lián)會(huì)的早期偶線期卵母細(xì)胞、SC在幾個(gè)常染色位點(diǎn)啟動(dòng)的中期偶線期卵母細(xì)胞,以及SC在更多依賴于Kleisin樣蛋白C(2)M的位點(diǎn)啟動(dòng)的晚期偶線期卵母細(xì)胞[3]。


研究卵母細(xì)胞的挑戰(zhàn)

由于光散射產(chǎn)生的霧面或離焦模糊,較厚的標(biāo)本(例如卵母細(xì)胞)難以使用寬場(chǎng)熒光顯微鏡成像。位于標(biāo)本深處的待觀察結(jié)構(gòu)可能會(huì)被霧面遮擋。


所用方法

對(duì)卵巢中位于早期階段的黑腹果蠅卵母細(xì)胞進(jìn)行成像。DNA被標(biāo)記為青色,卵母細(xì)胞表達(dá)綠色熒光蛋白,著絲粒被抗CENP-A抗體免疫標(biāo)記并顯示為白色,而C(2)M凝聚蛋白標(biāo)記為洋紅色。使用配備63倍1.4數(shù)值孔徑(NA)物鏡的THUNDER Imager活細(xì)胞成像系統(tǒng)對(duì)卵巢進(jìn)行大約13μm深度的成像。獲取最大亮度投影并采用Instant Computational Clearing(ICC)。


所獲結(jié)果

圖1所示為使用THUNDER Imager活細(xì)胞成像系統(tǒng)采集的卵母細(xì)胞圖像。

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圖1:經(jīng)ICC處理的早期階段果蠅卵巢的最大亮度投影圖像,青色表示DNA,綠色表示卵母細(xì)胞,白色表示著絲粒,品紅色代表凝聚蛋白。圖片來(lái)自美國(guó)新澤西州皮斯卡塔韋羅格斯大學(xué)瓦克斯曼微生物研究所INSPIRE博士后研究員Jessica Fellmeth博士。


結(jié)論

此處顯示的結(jié)果表明,使用THUNDER Imager活細(xì)胞成像系統(tǒng)對(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行成像,其揭示的豐富細(xì)節(jié)有助于研究有關(guān)健康卵母細(xì)胞生成和發(fā)育機(jī)制。


相關(guān)產(chǎn)品


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THUNDER Imager 3D Live Cell 3D

活細(xì)胞培養(yǎng)顯微成像系統(tǒng)


References:


1.J.K. Jang, A.C. Gladstein, A. Das, J.G. Shapiro, Z.L. Sisco, K.S. McKim, Multiple pools of PP2A regulate spindle assembly, kinetochore attachments and cohesion in Drosophila oocytes. J. Cell Sci. (2021) vol. 134, iss. 14, jcs254037, DOI: 10.1242/jcs.254037.

2.J.E. Fellmeth, K.S. McKim, Meiotic CENP-C is a shepherd: bridging the space between the centromere and the kinetochore in time and space, Essays Biochem. (2020) vol. 64, iss. 2, pp. 251–261, DOI: 10.1042/EBC20190080.

3.N.S. Tanneti, K. Landy, E.F. Joyce, K.S. McKim, A Pathway for Synapsis Initiation during Zygotene in Drosophila Oocytes, Current Biology (2011) vol. 21, iss. 21, pp. 1852–1857, DOI: 10.1016/j.cub.2011.10.005.

4.J. Schumacher, L. Bertrand, THUNDER Technology Note: THUNDER Imagers: How Do They Really Work? Science Lab (2019) Leica Microsystems.

5.L. Felts, V. Kohli, J.M. Marr, J. Schumacher, O. Schlicker, An Introduction to Computational Clearing: A New Method to Remove Out-of-Focus Blur, Science Lab (2020) Leica Microsystems.


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