Оптогенетическое ингибирование Rho1-опосредованной сократимости актомиозина в сочетании с измерением эпителиального натяжения у эмбрионов дрозофилы

Наши исследования изучают морфогенез тканей, формирование сложных трехмерных тканевых структур в развитии. Нас интересуют гены и молекулы, регулирующие морфогенез, и мы стремимся понять физические принципы, лежащие в основе морфогенеза. Например, как генерируются механические силы и как они способствуют восстановлению тканей.

Сократительные силы, генерируемые нитевидным актином и немышечным миозином II, также известные как сократительная способность актомиозина, являются одной из наиболее важных сил, управляющих морфогенезом тканей. Наше текущее исследование посвящено тому, как сократительная способность актомиозина опосредует сворачивание клеточных листов эпителия крови, что является фундаментальным механизмом построения тканей в процессе развития. Глубокое понимание роли сократительной способности актомиозина в сворачивании эпителия и других морфогенетических процессах требует подходов, которые могут быстро инактивировать актомиозин в назначенное время и в определенном месте, а также регистрировать непосредственное влияние поведения и свойств тканей.

Однако этого трудно добиться с помощью традиционных генетических подходов. Подход, описанный в этом протоколе, предназначен для изучения того, как клетки и ткани реагируют на внезапные изменения механических сил, которые обычно приводят к ремоделированию тканей. Это важный вопрос, но его трудно решить из-за ограниченных подходов, которые могут быстро изменять механические силы в интактных тканях.

В этом исследовании мы разработали оптогенетический инструмент для быстрой инактивации актомиозина в определенных участках тканей у эмбрионов дрозофилы. Мы обнаружили, что сочетание этих двух методов с лазерной абляцией для изучения прямого влияния сократительной способности актомиозина на механику тканей при эпителиальной складчатости. Наши результаты позволяют по-новому взглянуть на механический механизм апикальной сужающей среды в эпителиальной складчатости.

С помощью ручных модификаций протокол может быть легко адаптирован для изучения функции сократительной способности актомиозина в широком спектре морфогенетических процессов.