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Comprendre comment les cellules acquièrent des propriétés spécifiques au cours du développement est cruciale afin d'apprécier la complexité des organes et de leur potentiel d'évolution vers des conditions pathologiques. Il ya un gros effort de recherche à déchiffrer les réseaux de régulation des gènes qui sous-tendent la spécification et la différenciation cellulaire par des profils d'expression génique mondiaux unrevealing, caractère contraignant Pol II, transcription du facteur d'occupation sur des séquences régulatrices ou des modifications post-traductionnelles des histones.
Pour évaluer l'expression de gène à puces mondiales de niveau et des approches d'ARN-Seq sont utilisés. Les puces à ADN permettent de détecter l'ARNm abondance, tandis que l'ARN-Seq est mieux adapté à l'information sur les différents types d'ARN, y compris le codage et non codantes ARN comme microARN, lncRNAs ou ARNsn. Cependant, ces techniques ne peuvent pas différencier activement transcrites, l'état d'équilibre de l'ARNm, activement traduction de l'ARNm, et l'ARNm entrant dans le processus de dégradation. Mesure constante st-mangé niveaux d'ARNm est connu pour être une mauvaise estimation de la composition du protéome 1-3. En revanche, d'identifier activement la traduction de l'ARNm donne une image plus précise de la production de protéines.
Cependant, des études transcriptomiques ont été principalement mené au niveau organisme entier en comparant gain ou la perte de la fonction d'un facteur spécifique au type sauvage état 4-7 ou sur le tissu disséqué, rendant les profils d'expression génique difficiles à interpréter. Les progrès récents dans les outils de ciblage cellulaire, de purification par affinité et des améliorations de sensibilité permettent désormais d'effectuer des analyses du génome entier sur les populations de petites cellules ou des cellules, même simples dans un organisme vivant.
Chez la drosophile, de grandes collections de lignées transgéniques permettent un ciblage spécifique temporelle et spatiale des différents tissus et des sous-populations de cellules par le système GAL4 / UAS 8-10 donnant une quantification plus précise des mécanismes moléculaires nécessaires à la fonction cellulaire.
Parmi les approches nouvellement développés polysome profilage par fractionnement a été décrit comme un moyen de capturer activement la traduction de l'ARN 11. Cette méthode basée sur la centrifugation sur gradient de saccharose permet la sélection de la fraction de polysomes et la détermination de l'ARNm traduit l'échelle du génome lorsqu'on l'analyse avec puces à ADN ou un séquençage de profondeur. Polysomes isolement peut être couplé avec la nuclease digestion pour identifier des empreintes ribosomiques correspondant à des fragments d'ARN par les ribosomes protégées pendant le processus de traduction 12. Empreinte ribosomique augmente la précision de la quantification de la traduction de l'ARN et la résolution de niveau séquence ARN et le positionnement ribosome, permet de mesurer le taux de la traduction. Cependant, à ce jour, il n'a pas été appliquée à l'isolement spécifique de la cellule de translatomes, principalement en raison de la forte diminution du rendement d'ARN obtenu à la fin du processus de l'empreinte ribosome. Étant donné que la sélection de la taille de l'ARN peut générer potentiel faux-positives de différentes RNP qui pourrait également être protégeaient l'ARN d'une manière similaire, d'autres développements sont nécessaires pour améliorer l'empreinte ribosomal et l'adapter à des approches spécifiques des cellules.
Une de ces méthodes, appelé le Translating ribosome Affinity Purification (TRAP) a été décrite en 2008 par Heiman et al. et appliqué à isoler le translatome de sous-ensemble de neurones chez la souris. Par marquage d'epitope d'une protéine ribosomique dans une cellule de type manière spécifique, polysomes peuvent être purifiés de manière sélective sans l'étape laborieuse de dissociation des cellules et le tri. Dans ce cas, les 60S ribosomique L10a à protéines de la surface du ribosome a été taggés avec eGFP 13. Depuis 2008, plusieurs études ont utilisé cette méthode dans différentes espèces, à partir de souris 14-19 à X. laevis 20,21, 22,23 et le poisson zèbre Arabidopsis thaliana 24. La méthode TRAP a également été adapté au modèle de Drosophila et utilisé pour puritype de cellule spécifiques fy ARNm de cellules neuronales 25 et 26 astrocytes. Le système binaire polyvalent GAL4 / UAS a été utilisé pour exprimer la GFP-tagged RpL10A d'une manière tissu-spécifique. Chefs de mouches adultes ont été disséqués pour effectuer une sélection d'polysome de cellules neuronales (ciblés par pan-neuronal pilote Elav-Gal4) et des ARN isolés ont été séquencés. Le grand nombre de gènes régulés à la hausse correspondait à ceux connus pour être exprimés dans le système nerveux, ce qui indique que l'approche a une bonne spécificité et nous incitant à l'adapter aux populations de cellules rares (moins de 1% des cellules) présente dans le développement des embryons de drosophile .
Dans le modèle de drosophile, le stade embryonnaire est un modèle de choix pour l'étude des processus de développement, comme les acteurs moléculaires et mouvements morphogénétiques sont évolutives conservées. Les approches transcriptomiques seulement tissulaires spécifiques menées jusqu'à présent dans ce modèle ont été effectuées en utilisant cellulaire ou nucléaire afinrter et ont seulement été capables d'étudier l'état d'équilibre transcriptome 27-31, créant un besoin de méthodes dédiées au tissu / cellule-spécifique translatome profilage dans l'embryon de mouche. Nous rapportons ici le premier protocole TRAP dédiée aux embryons de drosophile. Avec cette méthode, engagée en translation de l'ARNm dans une population de cellules très limité de l'ordre de 100 cellules musculaires par embryon a été isolé avec succès avec la qualité et la spécificité. Le / système de SAMU GAL4 binaire est utilisé pour entraîner l'expression de RpL10A GFP marqués dans la sous-population des muscles sans aucune toxicité, aucun phénotypes apparentes ou un retard de développement, comme indiqué précédemment 25. Embryons de drosophile possèdent 30 muscles par hemisegment qui donneront lieu à la musculature de la larve. En utilisant une région régulatrice découvert à proximité du gène d'une identité en reste, 6 des 30 muscles multi-nucléées sont ciblés. Dans cet essai, les ribosomes sont immobilisés sur de l'ARNm en utilisant l'allongement de traductioninhibiteur cycloheximide. Extraits cytosoliques sont ensuite utilisés pour la purification par affinité avec des billes magnétiques recouvertes d'anticorps GFP. Qualité de l'ARN purifié a été validée à l'aide bioanalyseur. Transcription inverse quantitative PCR (RT-qPCR) a été utilisé pour déterminer la spécificité et la sensibilité de l'ARNm et de l'isolement a démontré que notre protocole optimisé est très efficace.