这篇文章是由哈佛大学免疫学博士生Jon Chow撰写的。
你是否有一种感兴趣的基因，但在试图研究它时却碰壁了?它会发生。它是进化上保守的基因吗?你能找到一个相似点吗果蝇基因组？继续读下去，我会教你怎么做果蝇可以用来推动你的研究在新的和令人兴奋的方向。
果蝇基因很容易操纵，并且遗传冗余有限（也就是说，有更多的机会看到表型，因为能够实现相同功能的其他基因不太可能存在）。如果你最喜欢的基因（YFG）在果蝇(即使没有!果蝇可用的遗传工具可以让你研究活生物体中基因功能生物学的许多方面。这是一个由三部分组成的系列文章的第一篇。在这篇文章中，我们将首先讨论如何开始即时工作。第二篇文章将详细介绍果蝇基因学家(Gal4/UAS系统)，第三篇文章将描述如何制造自己的突变果蝇。
当涉及到果蝇时，鸟类和蜜蜂
果蝇生命从受精卵开始，发育成胚胎，然后变成幼虫。有三个幼虫阶段，幼虫蜕皮，以便在下一个幼虫阶段继续生长。在幼虫第三阶段之后，果蝇将化蛹，这需要大约一个星期的时间，从最初的沉积受精卵的母亲。在蛹壳内，幼虫将蜕变为成虫。总的来说，在25°C的温度下，一个卵大约需要10天才能发育成一只成年苍蝇。在18°C这样的低温下，苍蝇的发育需要更长的时间。在30°C这样的高温下，苍蝇发育更快，但也更容易受到热量的影响。
隔离雄蝇和雌蝇
区分雄性和雌性果蝇是建立基因杂交的关键。在它们的腹部末端，雄性是黑色的，而雌性不是。此外，雄性的前腿上有黑色的、刚毛状的性梳。雌性没有性梳。
为了正确地进行基因杂交，重要的是在雌性和雄性还处于处女状态时将它们隔离开来。雌性在孵化至成虫期后约6小时开始交配。在后代开始羽化(即从蛹壳中孵化出来的过程)(建立遗传杂交后9天左右)之前，将亲本杂交从容器中清除是很重要的。你可以在第二天知道蛹何时准备孵化，因为蛹会形成可见的黑点。蛹在白天开始和整个白天开始羽化。它们大多在夜间停止出现。一个带有光周期的孵化器使非常可预测的工作!
当苍蝇第一次出现时，它们的身体颜色很浅，看起来很丰满。在它们的腹部一侧会有一个黑点。这是通过它们半透明的身体可以看到的胎粪(换句话说，新生儿的粪便)。这是选择雌性的理想阶段，因为你可以确定它们还太小，不能交配。使用各种标记(下面有更多)，你可以选择具有正确基因型的后代进行进一步杂交。
飞的基因组
与人类和老鼠相比，苍蝇的基因组相对简单。它们有四条染色体：X（和Y）、第二、第三和第四条染色体。此外，第四和Y染色体都很小，因此研究人员通常不会操纵它们。基本上，X染色体、第二染色体和第三染色体就是你要处理的染色体。如果YFG不知何故位于Y染色体或第四染色体上，那么你就是一个非常不幸的人。
动物是二倍体，除了生殖细胞(基因组材料由父母提供)。虽然一些突变可以作为纯合等位基因保持稳定，但另一些则不能。遗传学家需要一种方法来维持稳定的基因突变系，包括在维持杂合性是必要的和基因重组可能导致你失去对突变的追踪的情况下。为了保持携带特定突变基因的果蝇的稳定，果蝇遗传学家使用平衡染色体来阻止基因重组。平衡染色体本质上是具有多重倒位的混乱染色体。它们不能参与减数分裂过程中的基因重组。此外，如果果蝇是平衡染色体的纯合子，它们就不能存活。因此，您可以稳定地保持杂合子，并且突变不会随着每一代的流逝而消失。
平衡子染色体的另一个特征是它们在果蝇身上产生显性表型。例如，第二染色体平衡者通常有卷曲的O (CyO)等位基因，这导致苍蝇有卷曲的翅膀。第三，染色体平衡器可能有一种等位基因，使其胸部背面的毛发看起来像胡茬。为了更好的参考不同的果蝇表型，请查看经典遗传学模拟网站.
一件有趣的事情是，雄性在减数分裂过程中不会重组染色体。在建立遗传杂交时，这有时是一个方便的功能。更重要的是，这一知识将阻止你尝试让雄性将两个突变重组到同一条染色体上的徒劳之旅。你应该使用女性。
现在，您已经具备了处理苍蝇的基本知识。像Addgene一样果蝇社区是高度面向共享的，有许多资源可以帮助您了解更多关于苍蝇生物学和基于苍蝇的实验系统。一些资源将引导你到有关基因功能的最新信息，而另一些则提供苍蝇种群和其他试剂。如果你曾经对研究YFG在果蝇中的最佳方法感到困惑，有一个很容易获得的资源可以帮助你继续研究。下面，你会发现一些很棒的介绍性资源。随着你深入果蝇研究，你会发现更多的资源，可能更适合你的研究领域。
5大资源帮助您开始飞行工作
- 如果你以前从未与果蝇打过交道，那就给自己买一份飞推拉尔夫·J·格林斯潘. 对于新手来说，这是一本关于如何对付苍蝇的好书。
- Flybase.org这是绝对必要的. 您可以使用右上角的搜索框查找有关您的苍蝇基因的信息。他们在“帮助”选项卡下有视频教程，如下所示一让你们开始吧。任何给定基因的网页都将有关于该基因在果蝇中何处表达的信息，是否存在突变果蝇种群，是否从该基因突变中观察到任何表现型，以及是否有任何出版物提到过该基因。
- 这个布卢明顿果蝇股票中心印第安纳大学是苍蝇群体的另一个巨大资源。果蝇试剂在研究社区中广泛共享。他们有很多苍蝇存货可供每个人使用。Flybase列出了布卢明顿有哪些库存，但你也可以在布卢明顿网站上搜索各种苍蝇试剂。此外，它们还提供了一些有用的信息，比如选择合适的平衡染色体。
- 如果你还没有准备好开始研究活的动物，哈佛大学DRSC/TRiP-功能基因组学资源网站有在体外试剂和工具来帮助你敲除，敲除，和过表达YFG果蝇细胞系。敲落在果蝇细胞系是非常有效的。他们的金鱼鱼工具可以帮助您选择引物来合成用于基因沉默的RNA。此外，他们还收集苍蝇在活的有机体内工作，包括CRISPR工具。
- 这个维也纳果蝇资源中心还收藏了一些苍蝇供人们观赏在活的有机体内基因敲除和基因表达。
在下一篇文章中，您将了解这些资源中有多少是有效的。
非常感谢我们的客座博主Jon Chow!
乔恩·周正在哈佛大学完成他的免疫学博士学位。他有近十年的果蝇实验系统工作经验。乔恩喜欢研究病原体与宿主之间永无休止的斗争。他支持哪一方并不总是很清楚。你可以试着说服他使用推特@琼乔博士但他还是把“#”读成“英镑符号”。
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