Imaging van de Cel Shape Wijziging en Cell Mutatie<em> Drosophila</em> Gastrulatie gebruik van DE-cadherine Reporter Transgene Flies
Summary
Herein we describe a procedure to capture live images of Drosophila gastrulation. This has enabled us to better understand the apical constriction involved in early development and further analyze mechanisms governing cellular movements during tissue structure modification.
Abstract
Gastrulatie is de eerste set van morfologisch dynamische gebeurtenissen die zich voordoen tijdens de embryonale ontwikkeling van meercellige dieren zoals Drosophila. Deze morfologische wijziging wordt ook erkend als epitheliale naar mesenchymale transitie (EMT). Ontregeling van EMT is geassocieerd met fibrose en kanker metastase. Er wordt steeds duidelijker dat EMT wordt bestuurd door een aantal moleculaire mechanismen. Als zodanig veel belangrijke genen die apicale vernauwing controle is ook bekend dat belangrijke factoren in de EMT waargenomen bij kanker metastase. Net als EMT tijdens Drosophila gastrulatie, kunnen epitheelcellen worden aangezet om hun vorm te veranderen en worden geherprogrammeerd om lot van de cel richten op verschillende andere celtypen. Hier bieden we een robuuste imaging methode Drosophila gastrulatie om de inleiding van morfogenetische cellulaire bewegingen en het lot van de cel identificatie testen tijdens deze fase van de embryonale ontwikkeling. Met behulp van deze methode, identificeren we cell omlegging bij de gastrulatie en tonen het belang van apicale constrictie tijdens gastrulatie behulp GFP gemerkte DE-cadherine.
Introduction
Gastrulatie is de eerste set van morfologisch dynamische gebeurtenissen die zich voordoen tijdens de embryonale ontwikkeling van meercellige dieren zoals Drosophila 1,2. Interessant nieuwe aanwijzingen dat dit proces wordt gereguleerd door de wisselwerking tussen mechanische en moleculaire mechanismen 3. Bovendien is het epitheliale naar mesenchymale transitie (EMT), een cruciale proces gastrulatie, ook betrokken bij menselijke ziekteprocessen zoals kanker metastase 4-8. Als zodanig vele genen die apicale vernauwing controle is ook bekend dat een sleutelfactor is in het EMT waargenomen bij kanker metastase 9. Aldus apicale vernauwing bij de gastrulatie is een uitstekend model voor de genoemde regulerende mechanismen te onderzoeken en aan ons begrip van kanker metastase bevorderen. Het voordeel van deze techniek is dat we celbeweging bij de gastrulatie in real-time en daarom kan waarnemen, zullen wekunnen genen betrokken bij gastrulatie kanker metastase scherm.
Hoewel relatief onbekend is cel-cel adhesie vermoedelijk een centrale rol spelen bij het apicale constrictie 1. Drosophila genetica is goed geschikt voor single cell niveau onderzoeken verkennen regulerende moleculaire mechanismen. Dit model stelt ons in staat om het belang van apicale beklemming ontdekken tijdens gastrulatie. Bovendien kan deze methode worden gebruikt om genen betrokken bij kanker metastase screenen. Het vastleggen van live beelden van Drosophila gastrulatie verder ons in staat om te begrijpen in meer detail de moleculaire mechanismen die ten grondslag weefsel omlegging. Hierin geven we een uitvoerige beschrijving van een eenvoudige methode om dit te bereiken.
Protocol
Representative Results
Discussion
Although we have previously reported a similar procedure to capture live images of the gastrulation process in Drosophilla1, the method we describe here is detailed and easy to trace endogenous cadherin expression and thus is quite useful for genetic screening of key factors involved in gastrulation. To maximize success with this imaging procedure, it is essential to use an indented slide. Mechanical pressure sometimes causes embryonic death. Therefore, it is also important to handle the embryos as ge…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study was supported by the Astellas Foundation for Research on Metabolic Disorders (HT), Takeda Science Foundation (HT), and MEXT-Supported Program for the Strategic Research Foundation at Private Universities (HT).
Materials
| Halocarbon oil 700 | Sigma | MKBH 5726 | |
| Vacuum grease Silicone | Beckman | 335148 | |
| Glass coverslip | Matsunami glass | Thickness No1 | 24-36mm |
| Embryo stariner | Corning | Corning3477 | |
| Plastic Drosophilla Stock Bottles | Hitec | MKC-100 | |
| DE-Cadherin knock-in flies | REF (10) |
References
- Haruta, T., Warrior, R., Yonemura, S., Oda, H. The proximal half of the Drosophila E-cadherin extracellular region is dispensable for many cadherin-dependent events but required for ventral furrow formation. Genes Cells. 15 (3), 193-208 (2010).
- Oda, H., Takeichi, M. Evolution: structural and functional diversity of cadherin at the adherens junction. J. Cell Biol. 193 (7), 1137-1146 (2011).
- Fernandez-Sanchez, M. E., Serman, F., Ahmadi, P., Farge, E. Mechanical induction in embryonic development and tumor growth integrative cues through molecular to multicellular interplay and evolutionary perspectives. Methods Cell Biol. 98, 295-321 (2010).
- Alderton, G. K. Metastasis: Epithelial to mesenchymal and back again. Nat. Rev. Cancer. 13 (1), 3 (2013).
- Fabregat, I., Malfettone, A., Soukupova, J. New Insights into the Crossroads between EMT and Stemness in the Context of Cancer. J. Clin. Med. 5 (3), (2016).
- Serrano-Gomez, S. J., Maziveyi, M., Alahari, S. K. Regulation of epithelial-mesenchymal transition through epigenetic and post-translational modifications. Mol. Cancer. 15, (2016).
- Yu, A. Q., Ding, Y., Li, C. L., Yang, Y., Yan, S. R., Li, D. S. TALEN-induced disruption of Nanog expression results in reduced proliferation, invasiveness and migration, increased chemosensitivity and reversal of EMT in HepG2 cells. Oncol. Rep. 35 (3), 1657-1663 (2016).
- Zheng, X., et al. Epithelial-to-mesenchymal transition is dispensable for metastasis but induces chemoresistance in pancreatic cancer. Nature. 527 (7579), 525-530 (2015).
- Kalluri, R., Weinberg, R. A. The basics of epithelial-mesenchymal transition. J. Clin. Invest. 119 (6), 1420-1428 (2009).
- Huang, J., Zhou, W., Dong, W., Watson, A. M., Hong, Y. Directed, efficient, and versatile modifications of the Drosophila genome by genomic engineering. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106 (20), 8284-8289 (2009).
