$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Описанные здесь методы являются результатом исследований, направленных на определение нисходящих мишеней сигналов Ca2+ во время событий, происходящих на ранних стадиях развития, включая оплодотворение, гаструляцию, сомитогенез и формирование туловища, глаза, мозга и органов. 1-3 Первоначальные открытия эмбриональной передачи сигналов Ca2+ зависели от использования природных и инженерных индикаторов Ca2+, таких как экворин4 и фура-2. 5 Даже при современных технологиях обнаружение переходных высот Ca2+ требует громоздких аналитических инструментов и не позволяет выявить цели таких сигналов Ca2+.
Эта лаборатория исследует сигналы Ca2+, которые действуют через Ca2+/кальмодулин-зависимую (многофункциональную) протеинкиназу, известную как CaMK-II, фермент, который обогащен в центральной нервной системе и первоначально идентифицирован как регулятор долгосрочного потенцирования. 6 CaMK-II не специфичен для мозга, широко экспрессируется и высоко сохраняется на протяжении всей жизни и тела видов животного мира, включая беспозвоночных. 7,8 CaMK-II обладает уникальной способностью поддерживать собственную активность даже после снижения уровня Ca2+ благодаря своей способности аутофосфорилировать при Thr287. В этом аутофосфорилированном состоянии CaMK-II остается активным Ca+/CaM-независимым образом до тех пор, пока не дефосфорилируется. 6 Таким образом, локализация фосфорилированного CaMK-II (Thr287) позволяет идентифицировать клетки, в которых произошло естественное, релевантное повышениеCa2+.
Антитело против аутофосфорилированного (P-Thr287) CaMK-II млекопитающих было хорошо охарактеризовано и первоначально использовалось для локализации активированного CaMK-II в ткани мозга. 9 Данио-рерио (Danio rerio) имеют семь генов CaMK-II10,11, белковые продукты которых содержат последовательность MHRQE[pT287]VECLK в этой области. 10,11 Эта последовательность очень похожа на фосфопептидный антиген, используемый для создания этого поликлонального антитела кролика (MHRQE[pT]VDCLK; Upstate/Millipore), и поэтому не было полным сюрпризом, что это антитело вступило в перекрестную реакцию с рыбкой данио-рерио CaMK-II. Эта лаборатория показала, что это антитело реагирует с рыбкой данио рерио CaMK-II пропорционально аутофосфорилированию и Ca2+/CaM-независимой активности. 12 Также было показано, что дополнительные панспецифические антитела CaMK-II вступают в перекрестную реакцию с CaMK-II рыбок данио. 13
Это антитело было использовано для демонстрации того, что CaMK-II данио рерио преимущественно активируется в клетках на одной стороне везикулы Купфера (KV) данио-рерио, реснитчатого органа, необходимого для установления левой/правой асимметрии. 12 Данное антитело было использовано для демонстрации того, что CaMK-II временно активируется в четырех соседних клетках на левой стороне KV в течение той же фазы развития, на которой определяется позиционирование органа. 12 В дополнение к везикуле Купфера (KV), аутофосфорилированный (P-T287) также располагался в специфических внутриклеточных участках в других реснитчатых тканях, включая почки, невромасты и внутреннее ухо. 12,13 В почках рыбок данио-рерио P-T287-CaMK-II обогащается вдоль апикальной границы реснитчатых протоковых клеток и внутри клоакальных ресничек, где он влияет на их сборку. 13 Наконец, в развивающемся внутреннем ухе P-T287-CaMK-II интенсивно концентрируется у основания ресничек и влияет на дифференцировку клеток через сигнальный путь Delta-Notch. 14 Таким образом, обнаружение активированного CaMK-II позволило точно определить участки внутриклеточного высвобожденияCa2+ и выявить потенциальные новые сигнальные пути.
Эти открытия полностью зависели от разработки чувствительного и точного метода локализации активированного (P-T 287-аутофосфорилированного) CaMK-II. Описаны методы фиксации и иммуноокрашивания данио-рерио KV, почек и внутреннего уха. Также описаны ограничения этой методики. Эти методы должны быть полезны любому исследователю, который стремится получить изображения с высоким разрешением в двух флуоресцентных каналах не только фосфо-эпитопов, но и любого эпитопа во время раннего развития позвоночных.