Insetti e microscopia

Fastidiosi, spaventosi e disgustosi, ma anche utili, affascinanti e fondamentali: gli insetti sono organismi pressoché ubiquitari e giocano un ruolo essenziale in tutti gli ecosistemi terrestri. Di conseguenza il loro studio, precisamente entomologia, rappresenta un’importante branca della biologia. Dall’agricoltura alla salute umana, dal ruolo ecologico all’alimentazione, la conoscenza di questi organismi diventa indispensabile per lo sviluppo di nuove tecnologie, terapie e strategie future. Inoltre, svariati insetti sono stati e sono tutt’oggi utilizzati come organismi modello. Tra tutti, il celebre moscerino della frutta (Drosophila melanogaster) rappresenta uno dei più importanti organismi modello per lo studio della genetica e della biologia molecolare. 

Figura 1: Capo di una zanzara maschio e femmina a confronto. Immagini ottenute con Aurox Unity sfruttando l’autofluorescenza dell’insetto. L’immagine è la ricostruzione di una Z Stack a mosaico. Precisamente sono state acquisite 94 slices in 12 posizioni per due canali per un totale di 2256 immagini in 147 secondi. DAPI esposizione: 80ms. DsRED esposizione: 300ms.

Tra le varie tecniche utilizzate per lo studio degli insetti, la loro osservazione è tra le principali utilizzate. La microscopia ha infatti un ruolo essenziale in questo settore, consentendo la visualizzazione di macrostrutture per lo studio anatomico, ma anche di dettagli cellulari e molecolari. Dagli stereoscopi ai microscopi a fluorescenza, svariate tecniche di microscopia vengono utilizzate nel campo dell’entomologia a seconda delle necessità scientifiche. Per la classificazione dicotomica di un insetto sarà sufficiente l’utilizzo di un microscopio ottico, mentre con la fluorescenza potremmo addirittura osservare specifiche proteine o strutture (Figura 2). 

Figura 2: In figura la camera ovarica di una Drosophila melanogaster. Nello specifico è possibile notare il grande oocita con all’interno vari nuclei in meiosi. Grazie allo staining con DAPI (Blu) è visibile il DNA, mentre con WGA-657 (Verde) le membrane (principalmente quelle nucleari) sono visibili. Immagine ottenuta con un sistema Aurox e gentilmente concessa dalla dottoressa Helena Jambor dell’istituto MPI di Dresda.

Nelle varie figure di questo articolo, possiamo apprezzare vari esempi di imaging nel campo dell’entomologia prodotti con Aurox Unity (AuroxUnity). Aurox Unity è un confocale spinning disk innovativo e laser-free; utilizza una sorgente luminosa a LED e attraverso un’illuminazione strutturata ottiene immagini confocali ad alta velocità (ArticoloAuroxUnity). Inoltre, la sua struttura compatta e la sua interfaccia user-friendly, rendono Unity un sistema facile da utilizzare e adatto a tutte le applicazioni, tra cui l’entomologia. 

Figura 3: Immagini ottenute con Aurox Unity da campioni preparati da Brunel Microscopes Ltd A. Immagine di una pulce ottenuta sfruttando la sua autofluorescenza. Obiettivo 10x 0.45NA. Canale: DsRED (40ms). Ricostruzione 3D (101 slices) di un mosaico 3×3. B. Autofluorescenza di un Tribolium castaneum (Tribolio delle farine) ottenuta con obiettivo 10x 0.45NA. Canali: DAPI (80ms) FITC (20ms) DsRED (40ms). Maximum Intensity Projection di un mosaico: 133 slices, 3 micron steps, 12 posizioni. Tempo di acquisizione totale = 87 secondi.
C. Maximum Intensity Projection di una zampa di ape ottenuta in autofluorescenza con obiettivo 10x 0.45NA. Canali: DAPI (80ms) FITC (20ms) e DsRED (100ms). 41 slices, 3 micron steps. Tempo di acquisizione totale = 11 secondi. D. Maximum Intensity Projection di una zampa di pulce ottenuta in autofluorescenza con obiettivo water immersion 20x 0.75NA. Canali: FITC (20ms) e DsRED (60ms). 123 slices, 1 micron steps. Tempo di acquisizione totale = 16 secondi. E. Maximum Intensity Projection di una zampa di Drosophila melanogaster ottenuta in autofluorescenza con obiettivo water immersion 20x 0.75NA. Canali: FITC (20ms) e DsRED (60ms). 66 slices, 1 micron steps. Tempo di acquisizione totale = 23 secondi.

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