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健康卵母细胞发育

更新时间:2023-02-13      点击次数:369

通过对卵巢中的果蝇卵母细胞进行清晰成像,研究生殖适应性背后的机制,例如减数分裂和其他过程。

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本文讨论了如何通过THUNDER Imager活细胞成像系统,获取清晰、无模糊的图像来帮助研究果蝇健康卵母细胞生成的相关机制。一个鲜为人知的例子就是联会,它对染色体分离至关重要。THUNDER图像可以显示卵巢中卵母细胞的精细结构,这有助于更好地了解减数分裂和其他导致健康卵母细胞生成的过程。


背景:研究卵母细胞发育

模式生物黑腹果蝇在遗传学和发育生物学中用于研究遗传的基本机制。发育生物学研究的一项重点工作是鉴定和表征对生殖健康至关重要的基因,包括减数分裂过程中的染色体分离以及其他有助生成健康卵母细胞的过程[1-3]


减数分裂同源物之间的联会复合物(SC)或联会的形成对于交换和染色体分离至关重要[3]。人们对SC组装如何启动所知甚少,仅知道可能在确保同源物之间的联会以及控制双链分离和交叉形成方面起到关键作用。对果蝇联会的遗传要求的研究表明,有3个时间上和遗传上不同的联会启动阶段。这些是仅在着丝粒处观察到联会的早期偶线期卵母细胞、SC在几个常染色位点启动的中期偶线期卵母细胞,以及SC在更多依赖于Kleisin样蛋白C(2)M的位点启动的晚期偶线期卵母细胞[3]


研究卵母细胞的挑战

由于光散射产生的雾面或离焦模糊,较厚的标本(例如卵母细胞)难以使用宽场荧光显微镜成像。位于标本深处的待观察结构可能会被雾面遮挡。


所用方法

对卵巢中位于早期阶段的黑腹果蝇卵母细胞进行成像。DNA被标记为青色,卵母细胞表达绿色荧光蛋白,着丝粒被抗CENP-A抗体免疫标记并显示为白色,而C(2)M凝聚蛋白标记为洋红色。使用配备63倍1.4数值孔径(NA)物镜的THUNDER Imager活细胞成像系统对卵巢进行大约13μm深度的成像。获取最大亮度投影并采用Instant Computational Clearing(ICC)。


所获结果

图1所示为使用THUNDER Imager活细胞成像系统采集的卵母细胞图像。

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图1:经ICC处理的早期阶段果蝇卵巢的最大亮度投影图像,青色表示DNA,绿色表示卵母细胞,白色表示着丝粒,品红色代表凝聚蛋白。图片来自美国新泽西州皮斯卡塔韦罗格斯大学瓦克斯曼微生物研究所INSPIRE博士后研究员Jessica Fellmeth博士。


结论

此处显示的结果表明,使用THUNDER Imager活细胞成像系统对卵母细胞进行成像,其揭示的丰富细节有助于研究有关健康卵母细胞生成和发育机制


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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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