$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Podczas rozwoju wielokomórkowego, zachowania komórkowe (np. oś podziału) poszczególnych komórek są określane przez różne chemiczne i fizyczne wskazówki. Zrozumienie, w jaki sposób poszczególni komórki interpretują te informacje i jak regulują składanie się wielu komórek jako właściwość emergentną, jest jednym z ostatecznych celów badań morfogenezy. Organizm modelowy C. elegans znacząco przyczynił się do zrozumienia regulacji morfogenezy na poziomie komórkowym, takich jak polaryzacja komórek1, wzorzec podziału komórek1, cell fate decision2 oraz regulacje skali tkankowej, takie jak okablowanie neuronalne3 i organogeneza4,5. Chociaż dostępnych jest wiele narzędzi genetycznych, metody inżynierii tkankowej są ograniczone.
Najbardziej udaną metodą inżynierii tkankowej w badaniu C. elegans jest klasyczna izolacja blastomerów6; ponieważ zarodek C. elegans jest otoczony skorupką jaja i barierą przepuszczalności7, ich usunięcie jest jedną z głównych procedur tej metody. Chociaż ta metoda izolacji blastomerów umożliwia odtworzenie kontaktu komórka-komórka w uproszczony sposób, nie pozwala na eliminację niepożądanych sygnałów; Kontakt z komórką nadal stwarza zarówno mechaniczne (np. adhezja), jak i chemiczne wskazówki, ograniczając w ten sposób naszą zdolność do pełnej analizy związku przyczynowego między wskazówką a zachowaniem komórki.
Metoda przedstawiona w tym artykule wykorzystuje modyfikowane karboksylami kulki polistyrenowe, które mogą kowalencyjnie wiązać się z dowolnymi cząsteczkami amino-reaktywnymi, w tym białkami jako ligandami. W szczególności użyliśmy reagującej z aminą formy Rhodamine Red-X jako liganda, aby koraliki były zarówno wizualnie śledzone, jak i przyklejane do komórki. Grupy karboksylowe powierzchni kulki i pierwszorzędowych grup aminowych cząsteczki liganda są sprzężone rozpuszczalnym w wodzie karbodimidem 1-etylo-3-(dimetyloaminopropylo)karbodimidem (EDAC)8,9. Otrzymane kulki adhezyjne pozwalają na uwzględnienie wpływu mechanicznej wskazówki na dynamikę komórkową10. Użyliśmy tej techniki do zidentyfikowania wskazówek mechanicznych wymaganych do orientacji podziału komórki10.