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Um método de Optogenetic para controlar e analisar os padrões de expressão de Gene em interações ...
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JoVE Journal Genetics
An Optogenetic Method to Control and Analyze Gene Expression Patterns in Cell-to-cell Interactions

Um método de Optogenetic para controlar e analisar os padrões de expressão de Gene em interações de célula para célula

Full Text
8,229 Views
07:59 min
March 22, 2018

DOI: 10.3791/57149-v

Akihiro Isomura1,2, Ryoichiro Kageyama1,3,4,5

1Institute for Frontier Life and Medical Sciences,Kyoto University, 2Japan Science and Technology Agency,PRESTO, 3Institute for Integrated Cell-Material Sciences,Kyoto University, 4Graduate School of Medicine,Kyoto University, 5Graduate School of Biostudies,Kyoto University

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Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This article presents a protocol for analyzing cell-to-cell transfer of oscillatory information using optogenetic control and live monitoring of gene expression. The method allows for precise control and observation of gene expression dynamics, providing insights into cellular communication.

Key Study Components

Area of Science

  • Neuroscience
  • Cell Biology
  • Optogenetics

Background

  • Understanding cell communication is crucial for deciphering multicellular systems.
  • The Notch signaling pathway plays a significant role in cellular interactions.
  • Oscillatory information transfer is a key aspect of cellular dynamics.
  • Optogenetic tools enable precise manipulation of gene expression.

Purpose of Study

  • To observe how cells communicate through oscillatory signals.
  • To investigate the dynamics of gene expression in a multicellular context.
  • To develop a platform for testing the functional significance of gene expression programs.

Methods Used

  • Transfection of plasmid vectors into C2C12 cells.
  • Use of Tol2-based optogenetic modules.
  • Live monitoring of gene expression dynamics.
  • Cell counting and plating techniques for transfection.

Main Results

  • Successful transfection of optogenetic modules into target cells.
  • Demonstration of oscillatory information transfer between cells.
  • High precision in controlling gene expression dynamics.
  • Insights into the role of Notch signaling in cellular communication.

Conclusions

  • This protocol provides a valuable tool for studying cell communication.
  • Optogenetic control enhances our understanding of gene expression dynamics.
  • The findings may have implications for understanding multicellular systems.

Frequently Asked Questions

What is the main goal of this study?
The main goal is to observe cell-to-cell transfer of oscillatory information.
How does optogenetics contribute to this research?
Optogenetics allows for precise control and monitoring of gene expression dynamics.
What cell type is used in the experiments?
C2C12 cells are used for transfection and observation.
What is the significance of the Notch signaling pathway?
The Notch signaling pathway is crucial for understanding how cells communicate with each other.
Who developed this new technology?
Akihiro Isomura, a research fellow, developed the technology used in this study.
What are the advantages of this method?
The method provides high precision in controlling and monitoring gene expression dynamics.

Aqui, apresentamos um protocolo para analisar a transferência de célula a célula de informação oscilatória pelo controle de optogenetic e viver monitoramento da expressão do gene. Essa abordagem fornece uma plataforma única para testar um significado funcional dos programas de expressão do gene dinâmico em sistemas multicelulares.

O objetivo geral deste experimento é observar a transferência de informações oscilatórias célula a célula por controle optogenético e monitoramento ao vivo da expressão gênica. Este método pode ajudar a responder a questões-chave de como as células se comunicam umas com as outras através da via de sinalização Notch, particularmente de como as células transmitem as informações oscilatórias umas às outras. A principal vantagem dessa técnica é que podemos controlar e monitorar a dinâmica da expressão gênica com altíssima precisão.

Demonstrando o procedimento estará Akihiro Isomura, um pesquisador do meu laboratório que desenvolveu essa nova tecnologia. Para transfectar vetores de plasmídeo de módulos optogenéticos baseados em Tol2 junto com o vetor de expressão da transposase em células C2C12, primeiro conte as células tripsinizadas com um contador de células. Placa de 50.000 células C2C12 por poço em uma placa de 12 poços um dia antes da transfecção.

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