עיכוב אופטוגנטי של התכווצות אקטומיוזין בתיווך Rho1 יחד עם מדידת מתח אפיתל בעוברי דרוזופילה

המחקר שלנו חוקר מורפוגנזה של רקמות, היווצרות של מבני רקמה תלת ממדיים מורכבים בהתפתחות. אנו מתעניינים בגנים ובמולקולות המווסתים את המורפוגנזה ומבקשים להבין את העקרונות הפיזיקליים העומדים בבסיס המורפוגנזה. לדוגמה, כיצד נוצרים כוחות מכניים וכיצד הם מניעים שיקום רקמות.

כוחות התכווצות הנוצרים על ידי אקטין נימה ומיוזין שאינו שריר II, הידוע גם בשם התכווצות אקטומיוזין, הוא אחד הכוחות החשובים ביותר המניעים מורפוגנזה של רקמות. המחקר הנוכחי שלנו עוסק באופן שבו התכווצות אקטומיוזין מתווכת את קיפול יריעות תאי האפיתל בדם, מנגנון בסיסי לבניית רקמות בהתפתחות. הבנה מעמיקה של תפקיד התכווצות האקטומיוזין בקיפול אפיתל ובתהליכים מורפוגנטיים אחרים דורשת גישות שיכולות להשבית במהירות אקטומיוזין בזמן ובמיקום ייעודיים, ומתעדות את ההשפעה המיידית של התנהגות הרקמה ותכונותיה.

עם זאת, קשה להשיג זאת באמצעות גישות גנטיות קונבנציונליות. הגישה המתוארת בפרוטוקול זה נועדה לטפל באופן שבו תאים ורקמות מגיבים לשינויים פתאומיים בכוחות מכניים שבדרך כלל מניעים עיצוב מחדש של רקמות. זוהי שאלה חשובה, אך קשה להתמודד איתה בשל גישות מוגבלות שיכולות לשנות במהירות כוחות מכניים ברקמות שלמות.

במחקר זה פיתחנו כלי אופטוגנטי להשבתת אקטומיוזין באזורי רקמה ספציפיים בעוברי דרוזופילה במהירות. מצאנו כי שילוב שני אלה עם אבלציה בלייזר כדי לחקור את ההשפעה הישירה של התכווצות אקטומיוזין על מכניקת הרקמות בקיפול אפיתל. הממצאים שלנו מספקים תובנות חדשות על המנגנון המכאני: אמצעי כיווץ אפיקלי לקיפול אפיתל.

עם שינויים ידניים, ניתן להתאים את הפרוטוקול בקלות כדי ללמוד את הפונקציה של התכווצות אקטומיוזין במגוון רחב של תהליכים מורפוגנטיים.