وقد دعمت البحوث وصفها في هذه الدراسة عن طريق منحة من مؤسسة العلوم الوطنية (DEB - 0805818) لWAF ، أوس ومعرف كما أيد هذه الدراسة من المنح IOS - 0845847 لأوس ، IOS - 0919855 للأوس والهوية وIOS - 0920720 ل WAF

<html> 1. تربية والتلاعب من النظام الغذائي لانتاج التفاوت في حجم الجسم وحجم الجناح عقلانية ونظرة عامة ، والتعبير عن العلاقات التوسع في النهاية يتوقف على العمليات التنظيمية التنموية التي تنتج الاختلاف في الجهاز النهائي وحجم الجسم. هي أفضل وصف لهذه العمليات من العمل على الحشرات المتحولة بالكامل (أي كاملة الانسلاخ) مثل د. melanogaster ، حيث تنمو الأجهزة غير متمايزة باسم &quot;أقراص تخيلي&quot; ضمن نكش تشبه اليرقة 11،15-17. في ذبابة الفاكهة ، وينظم الجهاز النهائي وحجم الجسم عن طريق النمو خلال مراحل اليرقات ؛ اليرقات تنمو من خلال طور مرحلي على اليرقات الأولى والثانية حتى تصل إلى الحد الأدنى من الوزن قابلة للeclosion (MVW E) نحو بداية طور مرحلي اليرقات third 18. المجاعة قبل بلوغ E MVW يمنع eclosion الكبار. ومع ذلك ، يتم تجويع اليرقات التي في البريد MVW توليد البالغين قادرة على البقاء ، ولو في حجم صغير جدا. لأن هذا هو انخفاض التغذية خلال التنمية يقلل الجسم النهائي وحجم الجهاز ، وليس فقط في الذباب ولكن في جميع الحيوانات تقريبا 19-21. ويتحقق من خلال التلاعب توافر الغذاء بعد MVW E ، ولكن قبل pupation يحدث ، فمن المحتمل للحث على اللدونة المظهرية الشديدة في حجم الجسم الذي يفوق كثيرا مصادر أخرى للاختلاف (على سبيل المثال ، الاختلاف الجيني الفردية). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يتم جمع البيض من أن يكون عدد سكان phenotyped ، وتنقسم الى الكثير من 50 ووضعها في قارورة تحتوي على المواد الغذائية 10ML يطير القياسية. لأن oviposition يحدث باستمرار ، ويتم جمع كل البيض 24H لمدة ثلاثة أيام ، وتنتج الأفواج العمرية الثلاث. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عندما اقدم فوج يصل إلى مرحلة ترتع قد بدأت للتو إلى تخدر تصبح خادرة ، يتم تطبيق تلاعب النظام الغذائي. عند هذه النقطة ، وهي أقدم الفوج هو أبعد من البريد MVW ، أصغر الفوج هو قريب جدا من E MVW والأتراب المتبقية هي في مكان ما بين هذين النقيضين. وبالتالي ، فإن التخلص من المواد الغذائية في هذه المرحلة تنتج الكبار كبيرة جدا من أقدم الأتراب ، صغيرة جدا من البالغين الأصغر سنا والبالغين الفوج المتوسطة الحجم من الفوج المتبقية. لإزالة اليرقات من قوارير ، 5ml يقرب من محلول السكروز 40 ٪ يضاف إلى كل قنينة. لتحرير اليرقات ، يتم تحريكها الطعام لمدة 15-20 دقيقة على طاولة شاكر تعيين إلى سرعة متوسطة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تتم إزالة اليرقات العائمة من الحل السكروز مع الرسام (00) غرامة ، ويوضع في قارورة تحتوي على المكونات القطن مبللة ويترك لتخدر تصبح خادرة. بدلا من ذلك ، يمكن وضع اليرقات على المضافات الغذائية غير القابلة للهضم مثل السليلوز الميثيل 22. </li></ol> 2. تقدير حجم الجسم عقلانية ونظرة عامة. دراسات سابقة تشير إلى أن طول الصدر هو أقل من وكيل مثالية لحجم الجسم الكلي 22. بدلا من ذلك ، ونحن نستخدم حجم العذراء كمقياس لحجم الجسم. هو ثابت الحد الأقصى لحجم الجسم في وقف التغذية التي تسبق pupation. نتيجة لذلك ، هناك ارتباط بين حجم ضيق العذراء والكبار حجم الجسم 23. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يتم ترتيب الشرانق الجانب البطني حتى على الشرائح المجهر والزجاج ، والتقط باستخدام كاميرا رقمية مثبتة في مجهر تشريح. يتم التقاط كل صورة ، تعيين رمز فريد تحديد ونقلها إلى كمبيوتر عبر البث المباشر توصيل الكاميرا الرقمية إلى الكمبيوتر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يتم نقل الشرانق تصوير الفردية epitubes 2 مل تحتوي على المواد الغذائية 1ml يطير ، المسمى مع رمز فريدة من نوعها لهذا الفرد ، وثقبت مع airholes التي تتيح تبادل الغاز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ويقدر حجم العذراء وعدد البكسل في صورة ظلية العذراء. ويمكن أيضا قياسات حجم أخرى يمكن استخدامها. </li></ol> 3. تقدير حجم سمة (الجناح) عقلانية ونظرة عامة. على أجنحة الصورة ، نستخدم &quot;الجناح المختطف&#39; 24 ، والتي تسحب ويحمل جناح حية ، عمودية تحلق على تخدير الجسم. ضغطت بين قطعتين من الزجاج ، وهذا يسمح ليمكن تصوير الجناح ككائن ثنائية الأبعاد. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الذباب تخدير باستخفاف مع أول أكسيد الكربون (2) وضعت في موقف المختطف في الجناح على تشريح المجهر مزودة كاميرا رقمية متصلة بجهاز كمبيوتر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> والتقط الجناح وحفظها تحت رمز فريد لهذا الفرد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ويمكن تقدير حجم الجناح باستخدام المضلع المحدب الحد الأدنى الذي يقيد من معالم ثابتة هامشية أو عدد البكسل في صورة ظلية الجناح. </li></ol> 4. توسيع نطاق العلاقة تقدير <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ويتم تجميع البيانات عبر أفواج لكن مفصولة الجنس وسجل تحول. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> صالحة لتوسيع نطاق العلاقات في حجم البيانات باستخدام النوع الثاني (أي انخفاض المحور الرئيسي) الانحدار (انظر الاستعراض في 12) والمعلمات المقدرة لكل مجموعة. </li></ol> 5. ممثل النتائج : خيمة &quot;&gt; سيكون لدينا نظام غذائي التلاعب تنتج مجموعة واسعة من أحجام الجسم (الشكل 1) والأحجام سمة (الشكل 2). رسم سمات الدخول تحول بعضهم ضد البعض الآخر يكشف عن نمطها من covariation ضمن مجموعة بيولوجية معينة ، وتصاريح تركيب العلاقة التحجيم إلى المجموعة (الشكل 3). استخراج المعلمات العلاقة التي تصف كيفية توسيع نطاق جداول الشكل مع حجم الجسم يسمح بمقارنة covaries الشكل مع حجم كيف عبر مجموعات. <img alt="الشكل 1" src="/files/ftp_upload/3162/3162fig1.jpg" /> الشكل 1. الشرنقة من اقصى حجم التوزيع المنتجة عن طريق التلاعب حمية الأفراد بعد تحقيق E MVW. وتظهر صور العذراء الفعلية في اليسار مع ما يقابلها من الصور الظلية لقياس حجم العذراء في الحق. شريط المقياس 1MM. <img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/3162/3162fig2.jpg" /> الشكل 2. الاجنحة المتطرفة التي اتخذت من الجسم توزيع حجم إنتاجها عبر التلاعب حمية الأفراد بعد تحقيق E MVW. وتظهر الصور الفعلية على الجناح الأيسر مع الظلية يناظرها لقياس حجم الجناح الذي يظهر على اليمين. شريط المقياس 1MM. <img alt="الشكل 3" src="/files/ftp_upload/3162/3162fig3.jpg" /> الشكل 3. جناح الهيئة تحجيم حجم melanogaster ذبابة الفاكهة حسب نوع الجنس. سجل - تحويل البيانات للأفراد من كل جنس التي كانت تتغذى بالكامل (الهالات السوداء) والتجويع واحد (دوائر رمادية) أو يومين (الدوائر المغلقة) واليرقات. يظهر نوع خط الانحدار الثاني لكل من الجنسين. بين كل فئة عمرية ، وتنخفض في منطقة الجناح المتوسط ​​~ 0.1mm (~ 7 ٪) و ~ 0.2mm (~ 8 ٪) حدوث زيادة تتراوح ما مجموعه الظواهر المرصودة. الانحدارات تكشف عن أن الإناث hypoallometric قليلا لتوسيع نطاق هذه العلاقة (0.96 ميل) في حين أن الذكور هم hyperallometric قليلا (1.06 ميل).

<ol>
	<li>Schmidt-Nielsen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Scaling: Why is animal size so important. , (1984).</li><li>Calder, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Size, function and life history. , (1984).</li><li>Huxley, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Problems of relative growth. , (1932).</li><li>Gould, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Allometry+and+size+in+ontogeny+and+phylogeny.">Allometry and size in ontogeny and phylogeny.</a> Biol. Rev. 41, 587-640 (1966).</li><li>Alberch, P., Gould, S. J., Oster, G. F., Wake, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Size+and+shape+in+ontogeny+and+phylogeny.">Size and shape in ontogeny and phylogeny.</a> Paleobiology. 5, 296-317 (1979).</li><li>Thompson, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> On growth and form. , (1917).</li><li>Klingenberg, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterochrony+and+allometry:+The+analysis+of+evolutionary+change+in+ontogeny.">Heterochrony and allometry: The analysis of evolutionary change in ontogeny.</a> Biol. Rev. 73, 79-123 (1998).</li><li>Dubois, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sur+le+rapport+de+l'enc&#233;phale+avec+la+grandeur+du+corps+chez+les+Mammiferes.">Sur le rapport de l'enc&#233;phale avec la grandeur du corps chez les Mammiferes.</a> Bull. Soc. Anthropol. 8, 337-374 .</li><li>Huxley, J. S., Teissier, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Terminology+of+relative+growth.">Terminology of relative growth.</a> Nature. 137, 780-781 (1936).</li><li>Huxley, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Constant+differential+growth-ratios+and+their+significance.">Constant differential growth-ratios and their significance.</a> Nature. 114, 895-896 (1924).</li><li>Shingleton, A. W., Frankino, W. A., Flatt, T., Nijhout, H. F., Emlen, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Size+and+shape:+The+developmental+regulation+of+static+allometry+in+insects.">Size and shape: The developmental regulation of static allometry in insects.</a> BioEssays. 29, 536-548 (2007).</li><li>Frankino, W. A., Emlen, D., Shingleton, A. W., Garland, T., Rose, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+approaches+to+studying+the+evolution+of+morphological+allometries:+The+shape+of+things+to+come.">Experimental approaches to studying the evolution of morphological allometries: The shape of things to come.</a> Experimental evolution: Concepts, methods, and applications. , (2009).</li><li>Emlen, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Artificial+selection+on+horn+length-body+size+allometry+in+the+horned+beetle+Onthophagus+acuminatus.">Artificial selection on horn length-body size allometry in the horned beetle Onthophagus acuminatus.</a> Evolution. 50, (1996).</li><li>Emlen, D. J., Nijhout, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+and+evolution+of+exaggerated+morphologies+in+insects.">The development and evolution of exaggerated morphologies in insects.</a> Annu. Rev. Entomol. 45, 661-708 (2000).</li><li>Shingleton, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Body-size+regulation:+Combining+genetics+and+physiology.">Body-size regulation: Combining genetics and physiology.</a> Curr. Biol. 15, 825-827 (2005).</li><li>Nijhout, H. F., Davidowitz, G., Roff, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+quantitative+analysis+of+the+mechanism+that+controls+body+size+in+Manduca+sexta.">A quantitative analysis of the mechanism that controls body size in Manduca sexta.</a> J. Biol. 5, 16.11-16.15 (2006).</li><li>Davidowitz, G., Nijhout, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+physiological+basis+of+reaction+norms:+The+interaction+among+growth+rate,+the+duration+of+growth+and+body+size.">The physiological basis of reaction norms: The interaction among growth rate, the duration of growth and body size.</a> Integr. Comp. Biol. 44, 443-449 (2004).</li><li>Stieper, B. C., Kupershtok, M., Driscoll, M. V., Shingleton, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaginal+discs+regulate+developmental+timing+in+Drosophila+melanogaster.">Imaginal discs regulate developmental timing in Drosophila melanogaster.</a> Dev. Biol. 321, 18-26 (2008).</li><li>Colombani, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+nutrient+sensor+mechanism+controls+Drosophila+growth.">A nutrient sensor mechanism controls Drosophila growth.</a> Cell. 114, 739-749 (2003).</li><li>Mirth, C. K., Riddiford, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Size+assessment+and+growth+control:+How+adult+size+is+determined+in+insects.">Size assessment and growth control: How adult size is determined in insects.</a> BioEssays. 29, 344-355 (2007).</li><li>Thissen, J. P., Ketelslegers, J. M., Underwood, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nutritional+regulation+of+the+insulin-like+growth+factors.">Nutritional regulation of the insulin-like growth factors.</a> Endocr. Rev. 15, 80-101 (1994).</li><li>Boots, M., Begon, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resource+limitation+and+the+lethal+and+sublethal+effects+of+a+viral+pathogen+in+the+Indian+meal+moth,+Plodia+interpunctella.">Resource limitation and the lethal and sublethal effects of a viral pathogen in the Indian meal moth, Plodia interpunctella.</a> Ecol. Entomol. 19, 319-326 (1994).</li><li>Shingleton, A. W., Mirth, C. K., Bates, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developmental+model+of+static+allometry+in+holometabolous+insects.">Developmental model of static allometry in holometabolous insects.</a> Proc. R. Soc. B. 275, 1875-1885 (2008).</li><li>Stern, D. L., Emlen, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+developmental+basis+of+allometry+in+insects.">The developmental basis of allometry in insects.</a> Development. 126, 1091-1101 (1999).</li><li>Emlen, D. J., Allen, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genotype+to+phenotype:+Physiological+control+of+trait+size+and+scaling+in+insects.">Genotype to phenotype: Physiological control of trait size and scaling in insects.</a> Integr. Comp. Biol. 43, 617-634 (2003).</li></ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

وقد تم توسيع نطاق المورفولوجية موضوع دراسة مكثفة في البيولوجيا التطورية لمدة قرن تقريبا. في الآونة الأخيرة ، أصبح الأساس المباشر لتنظيم النمو وتوسيع نطاق متزايد الأهمية في التنمية ، والفيزيولوجيا وعلم الوراثة (على سبيل المثال ، انظر نقدية في 12،15،23-25). منهجيتنا تصاريح تقدير تحجيم العلاقات الشكلية عبر مجموعة كاملة من الصفات والأحجام الجسم. وهذا يمكن أن يكون من المهم ، كما لا يجوز حجم سمة مقياس خطيا مع حجم الجسم (على سبيل المثال ، 13،14). ولكن هذا قد لا يكون واضحا إذا ما تربى الحيوانات فقط تحت ظروف المختبر المثالي. على الرغم من أن لدينا بروتوكول تم تطويره بشكل صريح للسماح للعلاقة تقدير حجم التحجيم الجناح الجسم في ذبابة الفاكهة ، ويمكن استخدامه مع التعديل ، سمة محددة لتقدير العلاقة التحجيم لأي صفة شكلية في الذباب. وبالمثل ، يمكن أن يحتمل التلاعب حمية أن تستخدم لإنتاج مجموعة كاملة من أحجام سمة والجسم في غيرها من الحشرات المتحولة تماما ، وتطبيقات هذه ببساطة تتطلب معرفة متى يتحقق E MVW وتطبيق التلاعب في تلك المرحلة في تطور الجنين.

لا شيء.

experimental manipulation of body size to estimate morphological scaling relationships in drosophila

والتحجيم من أجزاء الجسم هو سمة أساسية من مورفولوجيا الحيوان 1-7. داخل الأنواع والصفات المورفولوجية يلزم تتناسب بشكل صحيح في الجسم لكائن إلى وظيفة ؛ الأفراد وعادة ما يكون أكبر أجزاء الجسم الأكبر والأصغر الأفراد عموما أصغر أجزاء الجسم ، وحافظ على هذا أن شكل الجسم الكلي عبر مجموعة من أحجام الجسم الكبار. شرط النسب الصحيح يعني أن الأفراد داخل الأنواع المعرض عادة منخفضة التباين في حجم سمة النسبية. في المقابل ، يمكن أن الحجم النسبي سمة تختلف بشكل كبير بين الأنواع ، وهو الآلية الرئيسية التي تنتج التنوع المورفولوجية. أكثر من قرن من العمل وأنشأت هذه المقارنة البينية بين الأنواع والأنماط 3،4. ولعل النهج الأكثر استخداما لوصف هذا الاختلاف هو لحساب العلاقة بين زيادة حجم صفتين المورفولوجية باستخدام المعادلة ص = bxα متفاوت ، حيث x و y هي حجم الصفات اثنين ، مثل حجم الجسم والجهاز 8 (9). هذه المعادلة تصف العلاقة داخل المجموعة التحجيم (على سبيل المثال ، والأنواع ، والسكان) بين صفتين على حد سواء تختلف في الحجم. سجل التحول ، من هذه المعادلة ينتج معادلة بسيطة الخطية ، وسجل (ذ) = السجل (ب) + αlog (خ) وسجل ، سجل حجم المؤامرات من الصفات المختلفة بين الأفراد من نفس النوع تكشف عادة التحجيم الخطي مع اعتراض من السجل (ب) والمنحدر من α ، ودعا &quot;متفاوت معامل&quot; 9،10. يوصف التباين بين المجموعات الصرفية الاختلافات في قراءتها العلاقة التحجيم أو المنحدرات لزوج سمة معينة. وبالتالي ، والتباين في معالم المعادلة متفاوت (ب) و (α) يصف بأناقة الشكل الاختلاف التي احتلتها في العلاقة بين الجهاز وحجم الجسم داخل وبين المجموعات البيولوجية (انظر 11،12). ليس كل الصفات مقياس خطيا مع بعضها البعض أو مع حجم الجسم (على سبيل المثال ، 13،14) ومن ثم توسيع نطاق العلاقات الصرفية هي أكبر قدر من المعلومات عندما يتم أخذ البيانات من مجموعة كاملة من أحجام الصفة. نحن هنا تصف كيف يمكن استخدام التلاعب تجريبية بسيطة من النظام الغذائي لانتاج مجموعة كاملة من حجم الجسم في الحشرات. يسمح هذا تقدير للعلاقة التحجيم الكامل لإعطاء أي زوج من الصفات ، والسماح وصفا كاملا لكيفية covaries الشكل مع حجم ومقارنة قوية من المعلمات التحجيم العلاقة بين المجموعات البيولوجية. على الرغم من أن نركز على ذبابة الفاكهة ، وينبغي لنا منهجية يمكن تطبيقها على أي نحو الحشرات المتحولة بشكل كامل.

Watch this Scientific Journal Video about Experimental Manipulation of Body Size to Estimate Morphological Scaling Relationships in Drosophila at JoVE.com

Experimental Manipulation of Body Size to Estimate Morphological Scaling Relationships in Drosophila

تحجيم العلاقات الشكلية والتقاط تصف الشكل العضوي. نقدم طريقة لقياس العلاقات القياس الصرفي عبر مجموعة من الأحجام الطبيعية في جسم الحشرات المتحولة بشكل كامل. باستخدام نظام غذائي بسيط التلاعب نزيد توزيع أحجام سمة ، والسماح للصفا دقيقا لكيفية شكل وحجم التعاون تختلف.

التجريبية التلاعب الجثث لتقدير حجم العلاقات الصرفية في تحجيم ذبابة الفاكهة</em

The scaling of body parts is a central feature of animal morphology1-7. Within species, morphological traits need to be correctly proportioned to the body ...

experimental-manipulation-body-size-to-estimate-morphological-scaling

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Biology

Experimental Manipulation of Body Size to Estimate Morphological Scaling Relationships in Drosophila

13.7K Views.  University of Houston. تحجيم العلاقات الشكلية والتقاط تصف الشكل العضوي. نقدم طريقة لقياس العلاقات القياس الصرفي عبر مجموعة من الأحجام الطبيعية في جسم الحشرات المتحولة بشكل كامل. باستخدام نظام غذائي بسيط التلاعب نزيد توزيع أحجام سمة ، والسماح للصفا دقيقا لكيفية شكل وحجم التعاون تختل?...

Video: Experimental Manipulation of Body Size to Estimate Morphological Scaling Relationships in Drosophila

Experimental Approaches to Tissue Engineering

مقاربات تجريبية لهندسة الأنسجة

Analysis of the Development of a Morphological Phenotype as a Function of Protein Concentration in Budding Yeast

Gene deletion and protein overexpression are common methods for studying functions of proteins. In this article, we describe a protocol for analysis of phenotype development as a function of protein concentration at population and single-cell levels in Saccharomyces cerevisiae. Although this protocol is based on the overexpression of a protein, it can easily be adapted for morphological phenotypes dependent on suppression of protein expression. Our lab is interested in studying the signaling properties of the endocytic adaptor protein epsin. To that purpose we used a dominant negative approach in which we over-expressed the conserved Epsin N-Terminal Homology (ENTH) domain in order to interfere with the functions of endogenous epsin-2 (Ent2 or YLR206W). We observed that overexpression of the ENTH domain of Ent2 (ENTH2) in wild type cells led to a cell division defect that is dependent on the mislocalization of a family of scaffolding proteins, septins.

Gene deletion and protein overexpression are common methods for studying functions of proteins. In this article, we describe a protocol for analysis of phenotype development as a function of protein concentration at population and single-cell levels in Saccharomyces cerevisiae.

تحليل للوضع النمط الظاهري المورفولوجية كدالة للتركيز البروتين في الخميرة الناشيء.

Gene deletion and protein overexpression are common methods for studying functions of proteins. In this article, we describe a protocol for analysis of ...

Imaging Cell Shape Change in Living Drosophila Embryos

The developing Drosophila melanogaster embryo undergoes a number of cell shape changes that are highly amenable to live confocal imaging. Cell shape changes in the fly are analogous to those in higher organisms, and they drive tissue morphogenesis. So, in many cases, their study has direct implications for understanding human disease (Table 1)1-5. On the sub-cellular scale, these cell shape changes are the product of activities ranging from gene expression to signal transduction, cell polarity, cytoskeletal remodeling and membrane trafficking. Thus, the Drosophila embryo provides not only the context to evaluate cell shape changes as they relate to tissue morphogenesis, but also offers a completely physiological environment to study the sub-cellular activities that shape cells.
The protocol described here is designed to image a specific cell shape change called cellularization. Cellularization is a process of dramatic plasma membrane growth, and it ultimately converts the syncytial embryo into the cellular blastoderm. That is, at interphase of mitotic cycle 14, the plasma membrane simultaneously invaginates around each of ~6000 cortically anchored nuclei to generate a sheet of primary epithelial cells. Counter to previous suggestions, cellularization is not driven by Myosin-2 contractility6, but is instead fueled largely by exocytosis of membrane from internal stores7. Thus, cellularization is an excellent system for studying membrane trafficking during cell shape changes that require plasma membrane invagination or expansion, such as cytokinesis or transverse-tubule (T-tubule) morphogenesis in muscle.
Note that this protocol is easily applied to the imaging of other cell shape changes in the fly embryo, and only requires slight adaptations such as changing the stage of embryo collection, or using "embryo glue" to mount the embryo in a specific orientation (Table 1)8-19. In all cases, the workflow is basically the same (Figure 1). Standard methods for cloning and Drosophila transgenesis are used to prepare stable fly stocks that express a protein of interest, fused to Green Fluorescent Protein (GFP) or its variants, and these flies provide a renewable source of embryos. Alternatively, fluorescent proteins/probes are directly introduced into fly embryos via straightforward micro-injection techniques9-10. Then, depending on the developmental event and cell shape change to be imaged, embryos are collected and staged by morphology on a dissecting microscope, and finally positioned and mounted for time-lapse imaging on a confocal microscope.

Imaging Cell Shape Change in Living Drosophila Embryos

Early development of the fruit fly, Drosophila melanogaster, is characterized by a number of cell shape changes that are well suited for imaging approaches. This article will describe basic tools and methods required for live confocal imaging of Drosophila embryos, and will focus on a cell shape change called cellularization.

التصوير تغيير الشكل في الخلية الحية ذبابة الفاكهة الأجنة

The developing Drosophila melanogaster embryo undergoes a number of cell shape changes that are highly amenable to live confocal imaging.  Cell shape ...

Using RNA-mediated Interference Feeding Strategy to Screen for Genes Involved in Body Size Regulation in the Nematode C. elegans

Double-strand RNA-mediated interference (RNAi) is an effective strategy to knock down target gene expression1-3. It has been applied to many model systems including plants, invertebrates and vertebrates. There are various methods to achieve RNAi in vivo4,5. For example, the target gene may be transformed into an RNAi vector, and then either permanently or transiently transformed into cell lines or primary cells to achieve gene knockdown effects; alternatively synthesized double-strand oligonucleotides from specific target genes (RNAi oligos) may be transiently transformed into cell lines or primary cells to silence target genes; or synthesized double-strand RNA molecules may be microinjected into an organism. Since the nematode C. elegans uses bacteria as a food source, feeding the animals with bacteria expressing double-strand RNA against target genes provides a viable strategy6. Here we present an RNAi feeding method to score body size phenotype. Body size in C. elegans is regulated primarily by the TGF- &beta; - like ligand DBL-1, so this assay is appropriate for identification of TGF-&beta; signaling components7. We used different strains including two RNAi hypersensitive strains to repeat the RNAi feeding experiments. Our results showed that rrf-3 strain gave us the best expected RNAi phenotype. The method is easy to perform, reproducible, and easily quantified. Furthermore, our protocol minimizes the use of specialized equipment, so it is suitable for smaller laboratories or those at predominantly undergraduate institutions.

Using RNA-mediated Interference Feeding Strategy to Screen for Genes Involved in Body Size Regulation in the Nematode C. elegans

We demonstrate how to use the RNAi feeding technique to knock down target genes and score body size phenotype in C. elegans. This method could be used for a large scale screen to identify potential genetic components of interest, such as those involved in body size regulation by DBL-1/TGF-&beta; signaling.

باستخدام الحمض النووي الريبي التي تتوسط استراتيجية التغذية التدخل للكشف عن الجينات المسؤولة عن تنظيم حجم الجسم في نيماتودا<em&gt; C. ايليجانس</em

Double-strand RNA-mediated interference (RNAi) is an effective strategy to knock down target gene expression1-3. It has been applied to many model systems ...

Live Imaging of Apoptotic Cell Clearance during Drosophila Embryogenesis

The proper elimination of unwanted or aberrant cells through apoptosis and subsequent phagocytosis (apoptotic cell clearance) is crucial for normal development in all metazoan organisms. Apoptotic cell clearance is a highly dynamic process intimately associated with cell death; unengulfed apoptotic cells are barely seen in vivo under normal conditions. In order to understand the different steps of apoptotic cell clearance and to compare 'professional' phagocytes - macrophages and dendritic cells to 'non-professional' - tissue-resident neighboring cells, in vivo live imaging of the process is extremely valuable. Here we describe a protocol for studying apoptotic cell clearance in live Drosophila embryos. To follow the dynamics of different steps in phagocytosis we use specific markers for apoptotic cells and phagocytes. In addition, we can monitor two phagocyte systems in parallel: 'professional' macrophages and 'semi-professional' glia in the developing central nervous system (CNS). The method described here employs the Drosophila embryo as an excellent model for real time studies of apoptotic cell clearance.

Live Imaging of Apoptotic Cell Clearance during Drosophila Embryogenesis

Here we describe an effective method for studying dynamics of apoptotic cell clearance in vivo. This method employs live Drosophila embryos as a powerful model for monitoring phagocytosis of apoptotic cells using specific labeling of apoptotic cells and phagocytes.

يعيش التصوير من تخليص الخلية أفكارك أثناء<em&gt; ذبابة الفاكهة</em&gt; مرحلة التطور الجنيني

The  proper elimination of unwanted or aberrant cells through apoptosis and  subsequent phagocytosis (apoptotic cell clearance) is crucial for normal  ...

An Innovative Method for Exosome Quantification and Size Measurement

Although the biological importance of exosomes has recently gained an increasing amount of scientific and clinical attention, much is still unknown about their complex pathways, their bioavailability and their diverse functions in health and disease. Current work focuses on the presence and the behavior of exosomes (in vitro as well as in vivo) in the context of different human disorders, especially in the fields of oncology, gynecology and cardiology.
Unfortunately, neither a consensus regarding a gold standard for exosome isolation exists, nor is there an agreement on such a method for their quantitative analysis. As there are many methods for the purification of exosomes and also many possibilities for their quantitative and qualitative analysis, it is difficult to determine a combination of methods for the ideal approach. 
Here, we demonstrate nanoparticle tracking analysis (NTA), a semi-automated method for the characterization of exosomes after isolation from human plasma by ultracentrifugation. The presented results show that this approach for isolation, as well as the determination of the average number and size of exosomes, delivers reproducible and valid data, as confirmed by other methods, such as scanning electron microscopy (SEM).

A method for isolation of exosomes from whole blood and further analysis by nanoparticle tracking using a semi-automatic instrument is presented in this article. The presented technology provides an extremely sensitive method for visualizing and analyzing particles in liquid suspension.

طريقة مبتكرة لExosome الكمي وقياس الحجم

Although the biological importance of exosomes has recently gained an increasing amount of scientific and clinical attention, much is still unknown about ...

Experimental Protocol for Using Drosophila As an Invertebrate Model System for Toxicity Testing in the Laboratory

Emergent properties and external factors (population-level and ecosystem-level interactions, in particular) play important roles in mediating ecologically-important endpoints, though they are rarely considered in toxicological studies. D. melanogaster is emerging as a toxicology model for the behavioral, neurological, and genetic impacts of toxicants, to name a few. More importantly, species in the genus Drosophila can be utilized as a model system for an integrative framework approach to incorporate emergent properties and answer ecologically-relevant questions in&#160;toxicology research. The aim of this paper is to provide a protocol for exposing species in the genus Drosophila to pollutants to be used as a model system for a range of phenotypic outputs and ecologically-relevant questions. More specifically, this protocol can be used to 1) link multiple biological levels of organization and understand the impact of toxicants on both individual- and population-level fitness; 2) test the impact of toxicants at different stages of developmental exposure; 3) test multigenerational and evolutionary implications of pollutants; and 4) test multiple contaminants and stressors simultaneously.

Experimental Protocol for Using Drosophila As an Invertebrate Model System for Toxicity Testing in the Laboratory

In this paper, we provide a detailed protocol for exposing species in the genus Drosophila to pollutants with the goal of studying the impact of exposure on a range of phenotypic outputs at different developmental stages and for more than one generation.

بروتوكول تجريبي لاستخدام المورفولوجية كنظام نموذجي اللافقاريات لاختبار السمية في المختبر

Emergent properties and external factors (population-level and ecosystem-level interactions, in particular) play important roles in mediating ...

Noninvasive Monitoring of Lesion Size in a Heterologous Mouse Model of Endometriosis

Here, we describe a protocol for the implementation of a heterologous mouse model in which progression of endometriosis can be assessed in real time through noninvasive monitoring of fluorescence emitted by implanted ectopic human endometrial tissue. For this purpose, biopsies of human endometrium are obtained from donor women ongoing oocyte donation. Human endometrial fragments are cultured in the presence of adenoviruses engineered to express cDNA for the reporter fluorescent protein mCherry. Upon visualization, labeled tissues with an optimal rate of fluorescence after infection are subsequently chosen for the implantation in recipient mice. One week prior to the implantation surgery, recipient mice are oophorectomized, and estradiol pellets are placed subcutaneously to sustain the survival and growth of lesions. On the day of surgery mice are anesthetized, and peritoneal cavity accessed through a small (1.5 cm) incision by the linea-alba. Fluorescently labeled implants are tweezed, briefly soaked in glue and attached to the peritoneal layer. Incisions are sutured, and animals left to recover for a couple of days. Fluorescence emitted by endometriotic implants is usually non-invasively monitored every 3 days for 4 weeks with an in vivo imaging system. Variations in the size of endometriotic implants can be estimated in real time by quantification of the mCherry signal and normalization against the initial time-point showing maximal fluorescence intensity.
Traditional preclinical rodents of models of endometriosis do not allow non-invasive monitoring of lesion in real time but rather allow evaluation of the effects of drugs assayed at the end point. This protocol allows one to track lesions in real time and is more useful to explore the therapeutic potential of drugs in preclinical models of endometriosis. The main limitation of the model thus generated is that non-invasive monitoring is not possible over long periods of time due to the episomal expression of Ad-virus.

Here, we present a protocol for live-imaging of fluorescently labeled human endometrial fragments grafted in mice. The method allows studying the effects of drugs of choice on endometriotic lesion size through monitoring and quantification of fluorescence emitted by the fluorescent reporter on real time

رصد موسع لحجم الآفة في نموذج ماوس مغايرة لبطانة الرحم

Here, we describe a protocol for the implementation of a heterologous mouse model in which progression of endometriosis can be assessed in real time ...

Proteolytically Degraded Alginate Hydrogels and Hydrophobic Microbioreactors for Porcine Oocyte Encapsulation

In reproductive biology, the biotechnology revolution that began with artificial insemination and embryo transfer technology led to the development of assisted reproduction techniques such as oocyte in vitro maturation (IVM), in vitro fertilization (IVF) and cloning of domestic animals by nuclear transfer from somatic cell. IVM is the method particularly of significance. It is the platform technology for the supply of mature, good quality oocytes for applications such as reduction of the generation interval in commercially important or endangered species, research concerning in vitro human reproduction, and production of transgenic animals for cell therapies. The term oocyte quality includes its competence to complete maturation, be fertilized, thereby resulting in healthy offspring. This means that oocytes of good quality are paramount for successful fertilization including IVF procedures. This poses many difficulties to develop a reliable culture method that would support growth not only of human oocytes but also of other large mammalian species. The first step in IVM is the in vitro culture of oocytes. This work describes two protocols for the 3D culture of porcine oocytes. In the first, 3D model cumulus-oocyte complexes (COCs) are encapsulated in a fibrin-alginate bead interpenetrating network, in which a mixture of fibrin and alginate are gelled simultaneously. In the second one, COCs are suspended in a drop of medium and encapsulated with fluorinated ethylene propylene (FEP; a copolymer of hexafluoropropylene and tetrafluoroethylene) powder particles to form microbioreactors defined as Liquid Marbles (LM). Both 3D systems maintain the gaseous in vitro culture environment. They also maintain COCs 3D organization by preventing their flattening and consequent disruption of gap junctions, thereby preserving the functional relationship between the oocyte, and surrounding follicular cells.

Presented here are two protocols for the encapsulation of porcine oocytes in 3D culture conditions. In the first, cumulus-oocyte complexes (COCs) are encapsulated in fibrin-alginate beads. In the second, they are enclosed with fluorinated ethylene propylene powder particles (microbioreactors). Both systems ensure optimal conditions to maintain their 3D organization.

تحلل Proteolytically Alginate Hydrogels والميكروبات الهيدروفوبية ل Porcine Oocyte تغليف

In reproductive biology, the biotechnology revolution that began with artificial insemination and embryo transfer technology led to the development of ...

Establishment and Genetic Manipulation of Murine Hepatocyte Organoids

The liver is the largest organ in mammals. It plays an important role in glucose storage, protein secretion, metabolism and detoxification. As the executor for most of the liver functions, primary hepatocytes have limited proliferating capacity. This requires the establishment of ex vivo hepatocyte expansion models for liver physiological and pathological research. Here, we isolated murine hepatocytes by two steps of collagenase perfusion and established a 3D organoid culture as the 'mini-liver' to recapitulate cell-cell interactions and physical functions. The organoids consist of heterogeneous cell populations including progenitors and mature hepatocytes. We introduce the process in detailed to isolate and culture the murine hepatocytes or fetal hepatocyte to form organoids within 2-3 weeks and show how to passage them by mechanically pipetting up and down. In addition, we will also introduce how to digest the organoids into single cells for lentivirus infection of shRNA/ectopic construction, siRNA transfection and CRISPR-Cas9 engineering. The organoids can be used for drug screens, disease modelling, and basic liver research by modeling liver biology and pathobiology.

A long-term ex vitro 3D organoid culture system was established from mouse hepatocytes. These organoids can be passaged and genetically manipulated by lentivirus infection of shRNA/ectopic construction, siRNA transfection and CRISPR-Cas9 engineering.

التجريبية التلاعب الجثث لتقدير حجم العلاقات الصرفية في تحجيم ذبابة الفاكهة

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video