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Live Dissection of <em>Drosophila</em> Embryos: Streamlined Methods for Screening Mutant Collections by Antibody Staining

Drosophila embryos between stages 14 and 17 of embryonic development can be readily dissected to generate "fillet" preparations.  In these preparations, ...

The C. elegans eat-3 gene encodes a mitochondrial dynamin family member homologous to Opa1 in humans and Mgm1 in yeast. We find that mutations in the C. elegans eat-3 locus cause mitochondria to fragment in agreement with the mutant phenotypes observed in yeast and mammalian cells. Electron microscopy shows that the matrices of fragmented mitochondria in eat-3 mutants are divided by inner membrane septae, suggestive of a specific defect in fusion of the mitochondrial inner membrane. In addition, we find that C. elegans eat-3 mutant animals are smaller, grow slower, and have smaller broodsizes than C. elegans mutants with defects in other mitochondrial fission and fusion proteins. Although mammalian Opa1 is antiapoptotic, mutations in the canonical C. elegans cell death genes ced-3 and ced-4 do not suppress the slow growth and small broodsize phenotypes of eat-3 mutants. Instead, the phenotypes of eat-3 mutants are consistent with defects in oxidative phosphorylation. Moreover, eat-3 mutants are hypersensitive to paraquat, which promotes damage by free radicals, and they are sensitive to loss of the mitochondrial superoxide dismutase sod-2. We conclude that free radicals contribute to the pathology of C. elegans eat-3 mutants.

The C. elegans Opa1 homologue EAT-3 is essential for resistance to free radicals.

Das C. Elegans Essen-3 Gen codiert f&uuml;r eine mitochondriale Dynamin-Familienmitglied homologe zu Opa1 bei Menschen und Mgm1 in der Hefe. Wir finden, dass Mutationen in der C. Elegans-Essen-3-Locus Mitochondrien im Einvernehmen mit der Mutanten Ph&auml;notypen beobachtet in Hefe und S&auml;ugetierzellen Fragmentierung f&uuml;hren. Elektronenmikroskopie zeigt, dass die Matrizen der fragmentierten Mitochondrien in Essen-3 Mutanten durch innere Membran Septae, suggestive eines bestimmten Mangels Fusion der inneren mitochondrialen Membran voneinander getrennt sind. Au&szlig;erdem finden wir, dass C. Elegans Essen-3 mutierte Tiere sind kleiner, wachsen langsamer und haben kleinere Broodsizes als C. Elegans Mutanten mit defekten in anderen mitochondrischen Spaltung und Schmelzverfahrensproteine. Obwohl S&auml;ugetier-Opa1 Antiapoptotic, Mutationen in den kanonischen C. Elegans Zelle Tod Gene ced-3 und ced-4 unterdr&uuml;cken nicht die langsamen Wachstums und kleine Broodsize Ph&auml;notypen Essen-3 Mutanten. Stattdessen sind die Ph&auml;notypen Essen-3 Mutanten mit M&auml;ngeln in der oxidativen Phosphorylierung. Dar&uuml;ber hinaus Essen-3 Mutanten sind &uuml;berempfindlich auf Paraquat, die Sch&auml;den durch freie Radikale f&ouml;rdert, und sie reagieren empfindlich auf den Verlust der mitochondrialen Superoxid-Dismutase Sod-2. Wir schlie&szlig;en, dass freie Radikale, die Pathologie von C. Elegans Essen-3 Mutanten beitragen.

Die C. Elegans Opa1 Homolog EAT-3 ist wesentlich f&uuml;r die Resistenz gegen freie Radikale.

In dieser Ausgabe des Neurons zeigen Katsuki und Kollegen, da&szlig; die Zelle-autonome Mechanismen Drosophila Axone in proximalen und distalen F&auml;cher zu unterteilen. Axon Anleitung Rezeptoren lokalisiert werden selektiv auf ein Fach. Diffusionssperre existiert an der Fach-Grenze, was darauf hindeutet, dass es Eigenschaften wie jene des ersten Segments mit dem Axon in den S&auml;ugetier-Neuronen haben k&ouml;nnte.

Anleitung-Rezeptoren finden ihren Platz in der axonalen Reihenfolge.

In this issue of Neuron, Katsuki and colleagues show that cell-autonomous mechanisms divide Drosophila axons into proximal and distal compartments. Axon guidance receptors selectively localize to one compartment. A diffusion barrier exists near the compartment boundary, suggesting that it may have properties like those of the axon initial segment in mammalian neurons.

Guidance receptors find their places in the axonal order.

This paper defines a collection of Drosophila deletion mutations (deficiencies) that can be systematically screened for embryonic phenotypes, orphan receptor ligands, and genes affecting protein localization. It reports the results of deficiency screens we have conducted that have revealed new axon guidance phenotypes in the central nervous system and neuromuscular system and permitted a quantitative assessment of the number of potential genes involved in regulating guidance of specific motor axon branches. Deficiency "kits" that cover the genome with a minimum number of lines have been established to facilitate gene mapping. These kits cannot be systematically analyzed for phenotypes, however, since embryos homozygous for many deficiencies in these kits fail to develop due to the loss of key gene products encoded within the deficiency. To create new kits that can be screened for phenotype, we have examined the development of the nervous system in embryos homozygous for more than 700 distinct deficiency mutations. A kit of approximately 400 deficiency lines for which homozygotes have a recognizable nervous system and intact body walls encompasses >80% of the genome. Here we show examples of screens of this kit for orphan receptor ligands and neuronal antigen expression. It can also be used to find genes involved in expression, patterning, and subcellular localization of any protein that can be visualized by antibody staining. A subset kit of 233 deficiency lines, for which homozygotes develop relatively normally to late stage 16, covers approximately 50% of the genome. We have screened it for axon guidance phenotypes, and we present examples of new phenotypes we have identified. The subset kit can be used to screen for phenotypes affecting all embryonic organs. In the future, these deficiency kits will allow Drosophila researchers to rapidly and efficiently execute genome-wide anatomical screens that require examination of individual embryos at high magnification.

Systematic screening of Drosophila deficiency mutations for embryonic phenotypes and orphan receptor ligands.

Dieses Dokument definiert eine Auflistung von Drosophila L&ouml;schung Mutationen (M&auml;ngel), die systematisch auf embryonale Ph&auml;notypen, verwaiste Rezeptor-Liganden und Gene beeinflussen Proteinlokalisation untersucht werden k&ouml;nnen. Es meldet die Ergebnisse der Mangel-Bildschirme, die wir durchgef&uuml;hrt haben, die neuen Axon Anleitung Ph&auml;notypen in das zentrale Nervensystem und neuromuskul&auml;re System offenbart und erlaubt eine quantitative Bewertung der Zahl der potenziellen Genen, die bei der Regulierung der Leitung von bestimmten motorischen Axon Zweige. Mangel &quot;Kits&quot;, die das Genom mit einer minimalen Anzahl von Linien zu decken wurden eingerichtet, um gen Zuordnung zu erleichtern. Diese Kits k&ouml;nnen nicht systematisch jedoch f&uuml;r Ph&auml;notypen, analysiert werden, da die Embryonen homozygot f&uuml;r viele M&auml;ngel in diesen Kits nicht durch den Verlust der wichtigsten Genprodukte kodiert innerhalb der Mangel zu entwickeln. Neue Kits erstellen, die auf Ph&auml;notyp untersucht werden k&ouml;nnen, haben wir die Entwicklung des Nervensystems in Embryonen homozygot f&uuml;r mehr als 700 verschiedene Mangel Mutationen gepr&uuml;ft. Eine Kit von rund 400 Mangel-Linien f&uuml;r die homozygote ein erkennbares Nervensystem und intakten K&ouml;rper die Mauern haben umfasst &gt; 80 % des Genoms. Hier zeigen wir Beispiele von Bildschirmen dieses Kits f&uuml;r verwaiste Rezeptor-Liganden und neuronale Antigen-Expression. Es kann auch verwendet werden, finden Sie Gene beteiligt, in Ausdruck, Musterung und subzellulare Lokalisation aller Proteine, die durch Antik&ouml;rper F&auml;rbung sichtbar gemacht werden k&ouml;nnen. Eine Teilmenge von 233 Mangel-Linien, bei denen homozygote relativ normal zu sp&auml;ten Stadium 16, entwickeln Schutzd&auml;cher etwa 50 % des Genoms. Wir haben es f&uuml;r Axon Anleitung Ph&auml;notypen geschirmt und pr&auml;sentieren wir Beispiele der neuen Ph&auml;notypen, die wir identifiziert haben. Das Teilmenge-Kit kann verwendet werden zum Bildschirm f&uuml;r Ph&auml;notypen beeinflussen alle embryonalen Organe. In Zukunft diese Mangel-Kits k&ouml;nnen Drosophila Forscher schnell und effizient ausf&uuml;hren genomweiten anatomische Bildschirme, die Pr&uuml;fung der einzelnen Embryonen bei hoher Vergr&ouml;&szlig;erung ben&ouml;tigen.

Article	Year
The C. elegans Opa1 homologue EAT-3 is essential for resistance to free radicals. PLoS genetics\| PubMed ID: 18454199	2008
Guidance receptors find their places in the axonal order. Neuron\| PubMed ID: 19874780	2009
Systematic screening of Drosophila deficiency mutations for embryonic phenotypes and orphan receptor ligands. PloS one\| PubMed ID: 20808815	2010

Ashley P. Wright

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