Hücre sayısındaki (hiperplazi) ve / veya hücre boyutundaki (hipertrofi) artışı içeren düzenlenmiş doku büyümesi, gelişim, rejenerasyon ve ekolojik ve evrimsel adaptasyonda çok önemli bir faktördür. Son yıllarda hem hücre hem de gelişim biyolojisinin moleküler genetik anlayışındaki büyük ilerlemelere rağmen, doku ve organ büyüklüğünün düzenlenmesine ilişkin mekanik anlayış hala emekleme aşamasındadır. Bilgideki bu lakunanın bir nedeni, canlı organizmalardaki doku büyümesini gerekli mekansal ve zamansal doğrulukla ölçmenin zorluğudur.
Tüm organizmaların büyümesinin çeşitli yönleri zaman içinde tekrar tekrar ölçülebilir ve her birbirey için büyüme eğrileri ortaya çıkar 1,2,3,4,5. Çift X-ışını absorpsiyometrisi (DXA), bilgisayarlı tomografi (BT) ve manyetik rezonans görüntüleme (MRG) gibi giderek daha sofistike hale gelen tarama yöntemleri, hem insan hem de model organizmalarda tek bireylerde tüm organların ve diğer vücut bölgelerinin (örneğin, bireysel olarak tanımlanmış iskelet kasları) büyümesinin izlenmesine izin verir 6,7,8,9,10 . Bununla birlikte, bu yöntemler henüz bireysel hücreleri ortaya çıkarma çözünürlüğüne sahip değildir ve bu nedenle hücresel davranışlar ile doku seviyesi büyümesi arasındaki bağlantıları ayırt etmek zor olmuştur. Bu tür bağlantılar kurmak için, geleneksel çalışmalar genellikle benzer bireysel hayvanların kohortlarına güvenmiştir; bunlardan birkaçı ardışık zaman noktalarında kurban edilir ve daha sonra sitolojik ayrıntılarla analiz edilir. Bu tür yaklaşımlar, (tercihen benzer, ancak yine de değişken) birey grupları arasında gözlemlenen değişikliklerin ortalamasını almayı gerektirir ve bu nedenle zamansal ve mekansal çözünürlük eksikliğinden muzdariptir, bu da hücresel düzeyde neden-sonuç düşündüren korelasyonlu olayları bulmayı zorlaştırır.
Başlangıçta C. elegans ve D. melanogaster'de omurgasız model organizmalar üzerine yapılan çalışmalar, hücresel çözünürlük elde etmek ve tek bireylerde zaman içindeki büyümeyi doğru bir şekilde ölçmek için optik mikroskopi geliştirerek bu sorunları aşmıştır. Bu tür çalışmalar, bu küçük model organizmaların büyümesinde çarpıcı bir şekilde değişmez hücre soy davranışlarını ortaya koymuştur 11,12,13,14,15,16,17. Bununla birlikte, tüm omurgalılar da dahil olmak üzere birçok hayvan, belirsiz hücre soylarına sahiptir ve genetik olarak kodlanmış büyüme programını, tüm kurucu dokuları ve organları uygun şekilde eşleşen işlevsel üç boyutlu bir organizmaya dönüştürmeye yarayan gizemli geri bildirim süreçleriyle doku büyümesini kontrol eder. Bu karmaşık büyüme süreçlerini anlamak için, seçim zamanında genetik, farmakolojik veya diğer müdahalelerle deneysel olarak manipüle edilebilen ve daha sonra analiz edilen etki olan tek bireylerde zaman içinde tüm dokuların veya organların görüntülenmesi arzu edilir.
Her omurgalı iskelet kası tanımlanmış bir boyuta, şekle ve işleve kemik, tendon ve sinirler gibi bitişik dokularla iyi karakterize edilmiş etkileşimlere sahiptir. Bazı kaslar küçüktür, cildin hemen altında bulunur ve bu nedenle yüksek çözünürlüklü görüntüleme çalışmaları için iyi adaylardır. Çoğu organa benzer şekilde, her kas stabil bir yetişkin boyutuna ulaşmadan önce embriyonik, doğum sonrası ve genç yaşam boyunca büyür. Bununla birlikte, kas, yetişkin yaşamı boyunca, kullanıma ve beslenmeye bağlı olarak boyut değiştirme konusunda benzersiz bir yeteneğe sahiptir18 ve bu özelliğin organizma zindeliği, spor performansı ve bağımsız yaşam üzerinde büyük bir etkisi vardır. Yaşlılıkta kas kütlesi ve fonksiyon kaybı, sarkopeni, yaşlanan bir nüfusla karşı karşıya kalan toplumlar için artan bir endişe konusudur 19,20,21.
Biz ve diğerleri, zebra balığı larvalarının segmental olarak tekrarlayan gövdesinde, doku büyümesinin, bakımının ve onarımının gözlemlenebileceği ve manipüle edilebileceği birkaç yüz hücre içeren görünüşte kapalı bir sistem olarak tanımlanmış iskelet kas dokusu bloklarının büyümesine odaklandık22,23,24,25,26. Bazı nicel çalışmalar daha önce 25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35 olarak bildirilmiş olsa da, zaman içinde bireysel omurgalı organizmalarda hücresel detaylarda kas büyümesini ölçmek için ayrıntılı ve doğrulanmış bir yöntem mevcut değildir. Burada, bu tür tekrarlanan ölçümlerin nasıl yapılacağına dair etkili bir protokol, doğrulama ile birlikte tanımlanmıştır ve değiştirilmiş elektriksel aktiviteye yanıt olarak hem hipertrofik hem de hiperplastik büyümedeki değişiklikleri analiz etmek için kullanımının bir örneği verilmiştir.