Development of long-term preservation and revival protocols for Drosophila
果蝇长期保存和复兴方案的制定
基本信息
- 批准号:10352620
- 负责人:
- 金额:$ 23.16万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-08-15 至 2023-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AddressAnimal ModelAnimalsArthropodsBiologicalCell LineCellsCollaborationsCommunitiesCost SavingsCryopreservationDataDesiccationDevelopmentDevicesDietDiseaseDrosophila genusDrosophila melanogasterEmbryoEmbryonic DevelopmentEngineeringErythrocytesFreeze DryingFreezingFrequenciesGenesGeneticGenetic ResearchGenetic TransformationGenotypeGoalsHomo sapiensHumanInsectaInterdisciplinary StudyLipidsMeasuresMembraneMethodsMicrobubblesMicrofluidicsMolecularMolecular WeightMutationNatureOrganismPostdoctoral FellowPreparationProcessProductionProlineProteinsProtocols documentationResearchResearch DesignResourcesSeedsStressTechnologyTemperatureTestingTimeToxic effectTrehaloseUltrasonicsWaterauthoritycold temperaturecostdietarydietary manipulationdietary supplementsexperienceflyimprovedmutantnovel strategiesnucleic acid deliverypreservationpreventsolutesonoporationstress tolerancesuccesstraining opportunityundergraduate studentuptake
项目摘要
Project Summary: This project will improve methods for cryopreserving the model organism
Drosophila melanogaster, thereby reducing the time and resources needed to maintain diverse
genetic stocks. Two of the primary challenges for successful cryopreservation in Drosophila are
promoting uptake of cryoprotectants through embryonic membranes and overcoming the toxicity
of these cryoprotective compounds. To address these challenges, we will use a two-pronged
approach. First, we will use dietary additives to increase cryoprotectants in fly embryos. Second,
we will optimize methods for using sonoporation to further augment cryoprotective molecules
and load embryos with LATE EMBRYOGENESIS ABUNDANT PROTEIN(s) (LEAPs), a class of
proteins that protect against osmotic stress and promote freeze tolerance. After optimizing
loading of cryoprotectants and LEAPs, we will vary freezing and thawing rates to identify
conditions that can successfully recover live flies from ultralow temperatures.
Specific aims and research design: Specific Aim 1: Improving the efficacy of
sonoporation to introduce cryoprotectants into embryos. We have devised a modified diet
that increases trehalose and proline in embryos, and here will optimize sonoporation methods to
further augment cryoprotectant levels. Sonoporation uses ultrasonic frequencies in conjunction
with lipid microbubbles to generate small pores in cells and drive uptake of solutes. We will use
fluorescent molecules to optimize sonoporation methods, and these optimized methods will then
be used to load augment cryoprotectants and load LEAPs into embryos. LEAPs have previously
been shown to increase stress tolerance of D. melanogaster cell lines.
Specific Aim 2: Investigate freezing and thawing strategies to improve cryopreservation.
We will test the ability of cryoprotectant-loaded fly embryos to survive various freezing/thawing
rates. Three different strategies to freeze (and subsequently thaw) fly embryos will be explored
using established methods for insect cryopreservation.
Significance: This project will significantly improve the efficiency by which cryoprotective
molecules can be introduced into D. melanogaster embryos. Current cryopreservation methods
are technically challenging and inaccessible to most labs. The methods developed here will
provide routine, inexpensive strategies for overcoming the impermeability of embryos to many
cryoprotectants. Successful strategies will be tested in multiple commonly used genetic
backgrounds and mutant strains, to test the extent to which these preservation strategies are
effective in different genotypes.
项目概要:该项目将改进冷冻保存模式生物的方法
果蝇,从而减少维持多样性所需的时间和资源
遗传库存。果蝇成功冷冻保存的两个主要挑战是
促进胚胎膜吸收冷冻保护剂并克服毒性
这些冷冻保护化合物。为了应对这些挑战,我们将采用两管齐下的方法
方法。首先,我们将使用膳食添加剂来增加果蝇胚胎中的冷冻保护剂。第二,
我们将优化使用声孔技术进一步增强冷冻保护分子的方法
并用晚期胚胎发生丰富的蛋白质(LEAP)(一类
防止渗透压并促进冷冻耐受性的蛋白质。优化后
冷冻保护剂和 LEAP 的加载,我们将改变冷冻和解冻速率来确定
可以从超低温中成功回收活蝇的条件。
具体目标和研究设计:具体目标1:提高疗效
超声穿孔将冷冻保护剂引入胚胎中。我们设计了一种改良饮食
增加胚胎中的海藻糖和脯氨酸,这里将优化声孔方法
进一步提高冷冻保护剂水平。声孔结合使用超声波频率
与脂质微泡一起在细胞中产生小孔并促进溶质的吸收。我们将使用
荧光分子来优化声孔方法,然后这些优化的方法将
用于加载增强冷冻保护剂并将 LEAP 加载到胚胎中。 LEAP 此前曾
已被证明可以提高黑腹果蝇细胞系的应激耐受性。
具体目标 2:研究冷冻和解冻策略以改善冷冻保存。
我们将测试加载冷冻保护剂的果蝇胚胎在各种冷冻/解冻中存活的能力
费率。将探索三种不同的冷冻(随后解冻)果蝇胚胎的策略
使用昆虫冷冻保存的既定方法。
意义:该项目将显着提高冷冻保护的效率
分子可以被引入黑腹果蝇胚胎中。目前的冷冻保存方法
在技术上具有挑战性并且大多数实验室无法实现。这里开发的方法将
提供常规、廉价的策略来克服胚胎对许多人的不渗透性
冷冻保护剂。成功的策略将在多种常用遗传基因中进行测试
背景和突变菌株,以测试这些保存策略的程度
对不同基因型均有效。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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专利数量(0)
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