健康卵母細胞發育

更新時間：2023-02-13 點擊次數：705

通過對卵巢中的果蠅卵母細胞進行清晰成像，研究生殖適應性背后的機制，例如減數分裂和其他過程。

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本文討論了如何通過THUNDER Imager活細胞成像系統，獲取清晰、無模糊的圖像來幫助研究果蠅健康卵母細胞生成的相關機制。一個鮮為人知的例子就是聯會，它對染色體分離至關重要。THUNDER圖像可以顯示卵巢中卵母細胞的精細結構，這有助于更好地了解減數分裂和其他導致健康卵母細胞生成的過程。

背景：研究卵母細胞發育

模式生物黑腹果蠅在遺傳學和發育生物學中用于研究遺傳的基本機制。發育生物學研究的一項重點工作是鑒定和表征對生殖健康至關重要的基因，包括減數分裂過程中的染色體分離以及其他有助生成健康卵母細胞的過程^[1-3]。

減數分裂同源物之間的聯會復合物（SC）或聯會的形成對于交換和染色體分離至關重要^[3]。人們對SC組裝如何啟動所知甚少，僅知道可能在確保同源物之間的聯會以及控制雙鏈分離和交叉形成方面起到關鍵作用。對果蠅聯會的遺傳要求的研究表明，有3個時間上和遺傳上不同的聯會啟動階段。這些是僅在著絲粒處觀察到聯會的早期偶線期卵母細胞、SC在幾個常染色位點啟動的中期偶線期卵母細胞，以及SC在更多依賴于Kleisin樣蛋白C(2)M的位點啟動的晚期偶線期卵母細胞^[3]。

研究卵母細胞的挑戰

由于光散射產生的霧面或離焦模糊，較厚的標本（例如卵母細胞）難以使用寬場熒光顯微鏡成像。位于標本深處的待觀察結構可能會被霧面遮擋。

所用方法

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

所獲結果

圖1所示為使用THUNDER Imager活細胞成像系統采集的卵母細胞圖像。

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圖1：經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，綠色表示卵母細胞，白色表示著絲粒，品紅色代表凝聚蛋白。圖片來自美國新澤西州皮斯卡塔韋羅格斯大學瓦克斯曼微生物研究所INSPIRE博士后研究員Jessica Fellmeth博士。

結論

此處顯示的結果表明，使用THUNDER Imager活細胞成像系統對卵母細胞進行成像，其揭示的豐富細節有助于研究有關健康卵母細胞生成和發育機制。

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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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