הדמיה של שינוי צורה של התא ותנועתו ב<em> תסיסנית</em> Gastrulation שימוש Reporter DE-cadherin זבובים טרנסגניים
Summary
Herein we describe a procedure to capture live images of Drosophila gastrulation. This has enabled us to better understand the apical constriction involved in early development and further analyze mechanisms governing cellular movements during tissue structure modification.
Abstract
Gastrulation הוא הסט הראשון של אירועים דינמיים מורפולוגית המתרחשים במהלך ההתפתחות העוברית של בעלי חיים רבים-תאיים כגון תסיסנית. שינוי מורפולוגי זו מוכרת גם בשם אפיתל המעבר mesenchymal (EMT). חוסר ויסות של EMT קשורה סיסטיק ו גרורות סרטניות. יש ראיות המתעוררים כי EMT נשלטת על ידי מספר מנגנונים מולקולריים. כמו גנים מפתח כגון, רבים השולטים התכווצות הפסגה גם ידועים להיות מרכיב חשוב EMT ציין בהתפשטות גרורות סרטניות. כמו EMT במהלך gastrulation תסיסנית, תאי אפיתל יכולים להיגרם לשנות את צורתם ואת לתכנת מחדש להפנות תא גורל כלפי סוגי תאים שונים אחרים. כאן אנו מספקים שיטת הדמיה חזקה של gastrulation תסיסנית כדי assay את החניכה של תנועות הסלולר המוךפו"גנטי שהולכות וזיהוי תאי גורל בשלב זה של התפתחות עוברית. באמצעות שיטה זו, אנו מזהים גell התארגנות בזמן gastrulation ולהפגין את החשיבות של התכווצות הפסגה במהלך gastrulation באמצעות GFP שכותרתו DE-cadherin.
Introduction
Gastrulation הוא הסט הראשון של אירועים דינמי מורפולוגית המתרחשים במהלך ההתפתחות העוברית של בעלי חיים רב-תאיים כגון תסיסנית 1,2. מעניין, המתעוררים הראיות עולה כי תהליך זה מוסדר באמצעות משחק הגומלין בין מנגנונים מכניים ומולקולרית 3. יתר על כן, אפיתל המעבר mesenchymal (EMT), שהוא תהליך מכריע gastrulation, הוא מעורב גם בתהליכי מחלות אנושיות כגון גרורות סרטן 4-8. כמו גנים כאלה, רבים השולטים התכווצות פסגה גם ידועים כגורמי מפתח EMT שנצפתה בסרטן גרור 9. לפיכך, מועקה הפסגה בעת gastrulation הוא מודל מצוין לחקור את מנגנוני ויסות הנ"ל כדי לשפר את ההבנה שלנו של גרורות סרטניות. היתרון של שיטה זו הוא כי אנו יכולים לצפות תנועת התא בעת gastrulation בזמן אמת ולכן, אנחנו נהיהמסוגל להקרין גנים המעורבים gastrulation וכן גרורות סרטניות.
למרות יחסית ידוע, תא אל התא הדבק הוא חשב לשחק תפקיד מרכזי התכווצות פסגת 1. גנטיקת תסיסנית מתאימה גם לחקירות ברמת התא בודדות לחקור מנגנונים מולקולריים רגולטוריות. מודל זה יאפשר לנו לחשוף את החשיבות של התכווצות הפסגה במהלך gastrulation. יתר על כן, שיטה זו יכולה לשמש מסך גנים המעורבים בהתפשטות גרורות סרטניות. תמונות חיות לכידות של gastrulation תסיסנית נוספת אפשרו לנו להבין ביתר פירוט את המנגנונים המולקולריים השולטים התארגנות רקמות. בזאת, אנו מספקים תיאור מקיף של שיטה פשוטה כדי להשיג זאת.
Protocol
Representative Results
Discussion
Although we have previously reported a similar procedure to capture live images of the gastrulation process in Drosophilla1, the method we describe here is detailed and easy to trace endogenous cadherin expression and thus is quite useful for genetic screening of key factors involved in gastrulation. To maximize success with this imaging procedure, it is essential to use an indented slide. Mechanical pressure sometimes causes embryonic death. Therefore, it is also important to handle the embryos as ge…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study was supported by the Astellas Foundation for Research on Metabolic Disorders (HT), Takeda Science Foundation (HT), and MEXT-Supported Program for the Strategic Research Foundation at Private Universities (HT).
Materials
| Halocarbon oil 700 | Sigma | MKBH 5726 | |
| Vacuum grease Silicone | Beckman | 335148 | |
| Glass coverslip | Matsunami glass | Thickness No1 | 24-36mm |
| Embryo stariner | Corning | Corning3477 | |
| Plastic Drosophilla Stock Bottles | Hitec | MKC-100 | |
| DE-Cadherin knock-in flies | REF (10) |
References
- Haruta, T., Warrior, R., Yonemura, S., Oda, H. The proximal half of the Drosophila E-cadherin extracellular region is dispensable for many cadherin-dependent events but required for ventral furrow formation. Genes Cells. 15 (3), 193-208 (2010).
- Oda, H., Takeichi, M. Evolution: structural and functional diversity of cadherin at the adherens junction. J. Cell Biol. 193 (7), 1137-1146 (2011).
- Fernandez-Sanchez, M. E., Serman, F., Ahmadi, P., Farge, E. Mechanical induction in embryonic development and tumor growth integrative cues through molecular to multicellular interplay and evolutionary perspectives. Methods Cell Biol. 98, 295-321 (2010).
- Alderton, G. K. Metastasis: Epithelial to mesenchymal and back again. Nat. Rev. Cancer. 13 (1), 3 (2013).
- Fabregat, I., Malfettone, A., Soukupova, J. New Insights into the Crossroads between EMT and Stemness in the Context of Cancer. J. Clin. Med. 5 (3), (2016).
- Serrano-Gomez, S. J., Maziveyi, M., Alahari, S. K. Regulation of epithelial-mesenchymal transition through epigenetic and post-translational modifications. Mol. Cancer. 15, (2016).
- Yu, A. Q., Ding, Y., Li, C. L., Yang, Y., Yan, S. R., Li, D. S. TALEN-induced disruption of Nanog expression results in reduced proliferation, invasiveness and migration, increased chemosensitivity and reversal of EMT in HepG2 cells. Oncol. Rep. 35 (3), 1657-1663 (2016).
- Zheng, X., et al. Epithelial-to-mesenchymal transition is dispensable for metastasis but induces chemoresistance in pancreatic cancer. Nature. 527 (7579), 525-530 (2015).
- Kalluri, R., Weinberg, R. A. The basics of epithelial-mesenchymal transition. J. Clin. Invest. 119 (6), 1420-1428 (2009).
- Huang, J., Zhou, W., Dong, W., Watson, A. M., Hong, Y. Directed, efficient, and versatile modifications of the Drosophila genome by genomic engineering. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106 (20), 8284-8289 (2009).
