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Imágenes confocales y de superresolución del tráfico intracelular polarizado y la secreción de proteínas de la membrana basal durante la oogénesis de Drosophila

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DOI:

10.3791/63778

19 de mayo de 2022

En este artículo

Resumen

La membrana basal es esencial para la morfogénesis de tejidos y órganos durante el desarrollo. Para comprender mejor los mecanismos que conducen a la colocación adecuada de esta estructura, el protocolo presentado describe métodos para visualizar y caracterizar el tráfico intracelular y la secreción de proteínas de la membrana basal en células epiteliales utilizando microscopía confocal y de superresolución.

Resumen

La membrana basal (BM), una lámina especializada de matriz extracelular presente en el lado basal de las células epiteliales, es crítica para el establecimiento y mantenimiento de la morfología del tejido epitelial y la morfogénesis de los órganos. Además, el BM es esencial para el modelado de tejidos, sirviendo como una plataforma de señalización y proporcionando fuerzas externas para dar forma a los tejidos y órganos. A pesar de los muchos papeles importantes que desempeña el BM durante el desarrollo normal y las condiciones patológicas, las vías biológicas que controlan el tráfico intracelular de vesículas que contienen BM y cómo la secreción basal conduce a la deposición polarizada de las proteínas BM son poco conocidas. El epitelio folicular del ovario de Drosophila es un excelente sistema modelo para estudiar la deposición basal de proteínas de membrana BM, ya que produce y secreta todos los componentes principales del BM. Las imágenes confocales y de superresolución combinadas con el procesamiento de imágenes en tejidos fijos permiten la identificación y caracterización de factores celulares específicamente involucrados en el tráfico intracelular y la deposición de proteínas BM. Este artículo presenta un protocolo detallado para teñir y obtener imágenes de vesículas que contienen BM y BM depositadas utilizando proteínas marcadas endógenamente en el epitelio folicular del ovario de Drosophila . Este protocolo se puede aplicar para abordar cuestiones cualitativas y cuantitativas y fue desarrollado para acomodar el cribado de alto rendimiento, lo que permite la identificación rápida y eficiente de los factores involucrados en el tráfico intracelular polarizado y la secreción de vesículas durante el desarrollo del tejido epitelial.

Introducción

La membrana basal (BM) es una lámina delgada de matriz extracelular adherente a células en capas (ECM) crítica para la estructura epitelial y la morfogénesis1. Comprende ~ 50 proteínas y se encuentra ubicuamente subyacente a las células epiteliales y endoteliales, y entuba las células esqueléticas, lisas y del músculo cardíaco y los adipocitos 1,2,3. Los tres componentes principales de la BM en el lado basal de las células epiteliales son el colágeno IV, el perlecano y las lamininas. El BM subyace a las células epiteliales y es responsable de muchas fu....

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Protocolo

1. Preparación de moscas para disecciones de ovarios

  1. Coloque 10-15 moscas hembra de Drosophila melanogaster (1-2 días de edad) del genotipo deseado en un vial estrecho que contenga ~ 8 ml de mosca mediana de Drosophila rociada con una pequeña cantidad de levadura de panadería granulada 2-3 días antes de la disección a 25 ° C. Agregar algunos machos al vial puede aumentar el rendimiento de la cámara de huevos. Sin embargo, asegúrese de que el número total de moscas no exceda de 20, ya que esto puede afectar negativamente el desarrollo de los ovarios.
    NOTA: La descripción de los hombres y mujeres de Drosophila, y....

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Resultados

Los métodos descritos en este documento se pueden utilizar para obtener imágenes y caracterizar de manera eficiente y precisa el tráfico intracelular y la secreción de proteínas BM en células epiteliales polarizadas, como la FE del ovario de Drosophila . A continuación, proporcionamos resultados anticipados obtenidos utilizando los métodos descritos, así como consejos útiles y posibles dificultades. Para ello, se utiliza Vkg-GFP, un Vkg etiquetado endógenamente (Drosophila Col IV). Sin embargo, los mism.......

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Discusión

El BM es crítico para la morfogénesis embrionaria y de órganos, y las funciones fisiológicas adultas. Además, el BM actúa como plataforma de señalización para el establecimiento y mantenimiento de la polaridad epitelial y proporciona soporte a los tejidos2. Sin embargo, los mecanismos que regulan la colocación adecuada de las proteínas BM son poco conocidos. Una mejor comprensión de las vías biológicas dedicadas al tráfico intracelular y la secreción polarizada de las proteínas BM requiere un anál.......

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Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

Los autores agradecen a Julie Merkle por sus útiles comentarios sobre el manuscrito. Este trabajo fue apoyado por la subvención R15GM137236 de los NIH a O.D. Las imágenes confocales y de superresolución se adquirieron utilizando un Zeiss LSM 900 con Airyscan 2, comprado con la subvención NSF MRI 2018748.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Alexa Fluor 546 faloidinaInvitrogenA22283Tinción de actina F (1/500 de 66µ M)
Alexa Fluor 647 faloidinaInvitrogenA22287Tinción de F-actina (1/100 de 66µ M))
Anticuerpo anti-GM130abcamab30637para la tinción de Golgi (colocalización); uso como concentración de 7µ g/uL
Aqua-PolymountPolysciences, Inc.1860620Medio de montaje
Levadura de panadería (levadura seca activa)Genesee Scientific62-103Para engordar los overies para la disección
Albúmina sérica bovina (solución al 30%)Sigma-AldrichA7284Para solución de bloqueo
Pozos de depresiónMicroscopía electrónica7156101Para la disección (en su lugar, se puede utilizar un portaobjetos de concavidad de vidrio)
Aguja de disecciónFisher scientifc13-820-024
Incubadora de DrosophilaGenesee Scientific/Invictus
Stock de moscas: Perlecan-GFP Drosophila line (ZCL1700)Morin et al., 2001
Fly Stock: UAS-Crag RNAi line (línea TRIP HMS00241)Bloomington Drosophila Stock Center33594RNAi contra Crag
Stock de moscas: Línea Viking-GFP Drosophila (CC00791)Buszczak et al., 2007
Stock de moscas: Vkg-GFP, tj-Gal4Devergne et al., 2017. Impulse la expresión de ARNi de Crag en las
pinzas FE (Dumont 5)Fine Science Tools11251-30Para la disección
Diapositiva de concavidad de vidrioCiencias de la microscopía electrónica 7187804Para la disección (se pueden usar pozos de depresión en su lugar)
IgG anti-conejo de cabra, Alexa Fluor 568InvitrogenA11036Anticuerpo secundario (anticuerpo GM130) (5 y micro; g/mL)
Hoechst (Hoechst 33342)InvitrogenH3570DNA Stain (1 ug/mL)
KimwipesKimtechFisher Scientific: 06-666Limpiaparabrisas de tareas delicadas
Microscopio estereoscópico fluorescente Leica  M165 FCLeicaPara la imagen de los ovarios
Portaobjetos de microscopioCorning294875X25Portaobjetos de microscopio
Balancín de plataforma nutanteCorning Life Sciences6720Para la fijación y tinción de ovarios
Nutri-Fly BFGenesee Scientific66-121Fly Food
Paraformaldehído 20% SoluciónMicroscopía Electrónica SciencesFisher Científico: 15713Para PFA 4%
Tabletas de solución salina tamponada con fosfatoFisher ScientificBP2944100para solución de PBS
ProLong Glass Antidecoloración MountantInvitrogenP36980
de vidrio cuadradoCorning285022Cubreobjetos para portaobjetos de microscopio
Triton x-100Sigma-Aldrich9036-19-5para PBST
Zeiss LSM 900 con Airyscan 2 MicroscopioZeissconfocal y de superresolución
Microscopio estereoscópico Zeiss Stemi 305Microscopio de disecciónZeiss
Zen Software Zeiss versión 3.3 (Blue Edition)ZeissAdquisición y procesamiento de imágenes
Ciencias Montaje Cubierta mediano

Referencias

  1. Halfter, W., et al. New concepts in basement membrane biology. FEBS Journal. 282 (23), 4466-4479 (2015).
  2. Sekiguchi, R., Yamada, K. M. Basement membranes in development and disease. Current Topics in Developmental Biology. 130, 143-191 (2018).
  3. Jayadev, R., ....

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