Canlı Drosophila kanadı hayali disklerindeki bitişik epitel tabakalarındaki hücreler arasındaki temasları GFP sulandırma tabanlı bir yaklaşım kullanarak ölçmek için bir protokol açıklıyoruz.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Canlı Drosophila kanadı hayali disklerindeki bitişik epitel tabakalarındaki hücreler arasındaki temasları GFP sulandırma tabanlı bir yaklaşım kullanarak ölçmek için bir protokol açıklıyoruz.
Embriyonik doku büyümesi ve modellenmesi, büyük ölçüde, dokuların kendi içindeki hücre popülasyonları arasında yerel olarak değiş tokuş edilen sinyaller tarafından kontrol edilir. Sitonemler, ilk olarak Drosophila'da tanımlanan, sinyal üreten ve sinyal alan hücreler arasındaki alışverişi birbirine bağlayan ve aracılık eden bir tür sinyal filopodiasıdır. Gelişmekte olan Drosophila kanadı hayali diskinde, sitonemler, yetişkin kanadını oluşturacak olan diske uygun (DP) epitel içindeki farklı hücre popülasyonları arasında ve ayrıca DP hücreleri ile bitişik disk ilişkili dokulardaki hücreler arasında sinyal alışverişinde rol oynar. Sitonemler, yakın zar temasları oluşturmak için hedef hücrelerle sinaps yapar.
Burada, canlı kanat disklerinde GFP sulandırma yaklaşımı kullanılarak, DP hücreleri ile DP hücrelerinden disk lümeni ile ayrılan bitişik peripodial membran (PerM) epitelinin hücreleri arasındaki sitonem aracılı teması ölçmek için bir protokol sunuyoruz. GAL4-UAS ve LexA-LexAop sistemleri kullanılarak, her biri CD4'ün transmembran alanına kaynaşmış olan split-GFP'nin (spGFP1-10, spGFP11) tamamlayıcı parçaları, disk lümeninin her iki tarafında ifade edilir. Canlı kanat diski preparatlarında sulandırılmış GFP floresansının konfokal mikroskopi ile görüntülenmesi daha sonra sulandırılmış GFP floresansının lokalize edilebileceği ve ölçülebileceği görüntü yığınları oluşturmak için kullanılır. Bu sistemi kullanarak, DP-PerM hücre temasları üzerindeki etkilerini ölçmek için sitonem üreten veya hedef hücrelerde protein kodlayan veya RNA girişim transgenlerini birlikte eksprese etmek mümkündür. Diğer dokulara kolayca adapte olabilen bu sistem, böylece sitonem oluşumu veya fonksiyonu için önemli olan faktörlerin tanımlanmasını sağlar.
Embriyonik dokuların gelişimi, bir doku içindeki uzak hücrelere sinyal veren, çoğalma (yani büyüme ve bölünme) veya belirli kaderleri benimseme kararlarını kontrol eden 'organizasyon merkezlerinde' bulunan hücreler tarafından kontrol edilir1. Bu hücre otonom olmayan sinyallemeye, dokular boyunca konsantrasyon gradyanları oluşturan ve konsantrasyona bağlı tepkiler ortaya çıkaran merkez hücrelerin düzenlenmesi tarafından üretilen ligandlar aracılık eder. Çoğu durumda, bu ligandlar, dokulardaki sinyal gönderen ve alan hücreleri birbirine bağlayan sitonemler adı verilen uzun aktin bazlı sinyal filopodia yoluyla iletilir veya alınır 2,3. İlk olarak Drosophila kanat hayali diski4'te keşfedilen sitonemler, memelilerde ve diğer omurgalılardada tanımlanmıştır 5,6,7,8,9. Sitonemlerin hücre otonom olmayan sinyallemedeki rolünün daha iyi anlaşılması, erken bir aşamada, hücrelerin dokular halinde organize olmak için nasıl iletişim kurduğunu ve bu iletişim hatlarının gelişimsel malformasyonlar ve kanser dahil olmak üzere çeşitli patolojik durumlarda nasıl değiştirildiğini deşifre etmek için çok önemlidir.
Sitonemler, kaynak hücrelerden hedef hücrelere ligandlar iletmek veya hedef hücrelerden kaynaklarına yakın ligandlar almak için uzanabilir 2,3. Sitonemler, sinaps benzeri yapılar oluşturdukları düşünülen ve ligand transferinin gerçekleşebileceği düşünülen hedefleriyle yakın temaslar kurarlar 3,10,11. Bu temas, kaynak ve hedef sitonemlerin uçları arasında veya sitonemler ve hücre gövdeleriarasında meydana gelebilir 3. Kapsamlı bir şekilde karakterize edilmemesine rağmen, adezyon molekülleri veya reseptör-ligand etkileşimleri yoluyla hücre yapışması, bazı durumlarda, aşağı akış sinyalleme olaylarının 12,13,14 uygun aktivasyonu için gereklidir, bu da bunu sitonem biyolojisinin önemli bir yönü haline getirir.
Birkaç çalışma, sitonem temaslılarının analizine "sinaptik ortaklar arasında GFP sulandırması" (GRASP) tekniğini uygulamıştır. Bu yöntem, karmaşık sinir sistemlerindeki sinaptik ortakları belirlemek ve haritalamak için geliştirilmiştir15. Farklı hücre popülasyonlarında, her biri bir transmembran alanının (örneğin CD4) hücre dışı bölgesine kaynaşmış, bölünmüş GFP'nin iki tamamlayıcı parçasının (spGFP1-10 ve spGFP11) ekspresyonuna dayanır. Bu iki popülasyondaki hücrelerin plazma zarları doğrudan temas ederse, spGFP'nin tamamlayıcı alanlarını yakınlığa getirir ve GFP floresansının yeniden yapılandırılmasına yol açar. Bu yaklaşım, Drosophila'da kanat diski içindeki hücreler arasında ve kanat diski ile diğer yakından ilişkili dokular arasında sitonem temaslarının varlığını tanımlamak için kullanılmıştır 12,16,17,18,19,20,21.
Bu makale, Drosophila kanadı hayali diskinin morfolojik olarak farklı iki epitel tabakası, uygun disk (DP) ve peripodial membran (PerM) arasındaki temasların karakterizasyonuna GRASP uygulamasını açıklamaktadır. Bu epitel tabakaları, bir tarafta psödostratifiye kolumnar DP hücreleri ve diğer tarafta skuamöz PerM hücreleri ile merkezi bir lümeni çevreleyen bir kese oluşturur ve her ikisi de apikal zarları lümene doğru içe bakar (Şekil 1A). İki katman 22,23,24,25 arasında yarı saydam sinyalleme için bazı kanıtlar vardır ve yakın zamanda DP21'deki apikal sitomların aracılık ettiği PerM hücrelerinin proliferasyonunu kontrol etmek için DP'den gelen sinyalleri belgeledik. Bu protokol, DP ve PerM hücrelerinin zarları üzerinde CD4'e kaynaşmış spGFP'nin tamamlayıcı parçalarını eksprese etmek için GAL4/UAS ve LexA/LexAop transgen ekspresyon sistemlerinin kullanılmasını içerir. İki hücre popülasyonu arasındaki membran temasını okumak için sulandırılmış GFP floresansını kullanır.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Nubbin-GAL4 sürücüsü, CD4-spGFP1-10'u özellikle DP'nin kanat kese bölgesinde eksprese etmek için kullanılır (Şekil 1A). PerM-LexA sürücüsü21, CD4-spGFP11'i özellikle PerM'de ifade etmek için kullanılır (Şekil 1A). Bu iki ekspresyon sistemi birbirinden bağımsızdır ve DP ve PerM'de farklı transgenlerin aynı anda ve spesifik ekspresyonuna izin verir (Şekil 1B,C).
Temel genetik şema, nub-GAL4 / UAS-CD4-spGFP1-10 genotipinin larvalarını üretmek için sinekleri çaprazlamayı içerir; PerM-LexA/LexAop-CD4-spGFP11. Negatif bir kontrol olarak, LexAop-CD4-spGFP11 transgenini dışarıda bırakıyoruz. Diğer transgenler (örneğin, protein kodlayan, çift sarmallı RNA), DP katmanında ( UAS dizilerinin kontrolü altında) veya PerM'de ( LexA operatörünün kontrolü altında) istenildiği gibi ifade edilebilir.
Bu, kesintiye uğratılamayan canlı bir görüntüleme protokolüdür. Malzeme hazırlığı ~ 10 dakika olarak tahmin edilmektedir. Görüntülemeden önce bir seferde 20 dakikadan fazla diseksiyon yapılmamalıdır. Görüntüleme ~ 30 dakika sürer ve ~ 1 saatten fazla sürmemelidir. Birden fazla koşul veya çok sayıda numune için, en iyi sonuçları elde etmek için prosedür birden fazla turda gerçekleştirilmelidir.
1. Malzeme hazırlama
2. Kanat diski diseksiyonu ve slayt hazırlama
3. Görüntüleme
4. Görüntü analizi
× 100Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
DP ve PerM hücreleri arasındaki temasları ölçmek için GRASP prosedürünün kullanışlılığını test etmek için, dört farklı genotipin kanat disklerini inceledik: GFP kanalında yalnızca arka plan otofloresan seviyelerini gösterecek olan vahşi tip negatif kontrol diskleri (genotip: w1118); DP katmanında CD4-spGFP1-10'u eksprese eden, ancak tek başına GFP1-10 tarafından üretilen floresan seviyesini gösterecek olan CD4-spGFP11 transgeninden yoksun diskler (GFP1-10'un floresan26 olmaması...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sitonemler, ligandların dağılımında, gelişmekte olan dokuların büyümesini ve organizasyonunu kontrol etmede önemli bir rol oynar. Sinyal alışverişi, sitonem uçlarının hedefleriyle yakın membran teması kurduğu yerde gerçekleşir. Bu protokolde, GRASP tekniğini kullanarak kanat diskindeki epitel tabakaları arasındaki sitonem aracılı temasları analiz etmek için basit bir yöntem tarif ediyoruz.
Burada sunulan teknik, en az dört bileşen gerektirir: bir GAL4 sürücüsü...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların beyan etmek için rekabet eden çıkarları yoktur.
Bu çalışma, Institut de Recherches Cliniques de Montréal Vakfı'ndan ve Montreal Üniversitesi Moleküler Biyoloji Programı'ndan doktora bursu alan DH'ye bir CIHR hibesi (PJT-162109) ile desteklenmiştir. Yazarlar, IRCM Mikroskopi ve Görüntüleme platformunun yardımını büyük ölçüde kabul etmektedir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Discovery V12 diseksiyon mikroskobu | Zeiss | Diseksiyon Mikroskobu | |
| Dumont #55 forseps, Biyoloji ipuçları | Güzel Bilim Araçları | 11255-20 | diseksiyon forsepsleri |
| EP-Slik (slik20358) | BDSC Hakkında | Panneton ve ark. 2015 | Slik'i ifade etmek için sinek suşu |
| FİJİ | Schindelin J. ve ark. (2012) | Görüntü Analiz Yazılımı | |
| Hoechst 33342 | ThermoFisher Bilimsel | H3570 | canlı görüntüleme nükleer leke |
| LexAop-CD4-spGFP11 | BDSC Hakkında | 93018 | sinek gerginliği |
| LSM 700 konfokal mikroskop | Zeiss | Konfokal mikroskop | |
| nub-GAL4 | Bloomington Drosophila Stok Merkezi (BDSC) | 86108 | sinek gerginliği |
| PerM-LexA | Rambaud, Joseph ve diğerleri, 2025 | sinek gerginliği | |
| PYREX 9-çöküntü cam spot plaka satışı | Corning Yaşam Bilimleri | 7220-85 | larvaları toplamak ve yıkamak için |
| Schneider'in Drosophila Ortamı | ThermoFisher Bilimsel | 21720024 | Canlı görüntüleme ortamı |
| SecureSeal görüntüleme aralıkları, 8-kuyu, 0.12 mm kalın | Grace Biyo-Laboratuvarları | 654008 | Spacer |
| SYLGARD 184 silikon elastomer kiti | Sylgard | 3097358-1004 | diseksiyon plakaları yapmak için |
| UAS-CD4-spGFP1-10 | BDSC Hakkında | 93017 | sinek gerginliği |
| Zen Siyahı | Zeiss | Edinme yazılımı |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.