Inibizione optogenetica della contrattilità dell'actomiosina mediata da Rho1 accoppiata alla misurazione della tensione epiteliale negli embrioni di Drosophila

La nostra ricerca studia la morfogenesi tissutale, la formazione di complesse strutture tissutali tridimensionali in fase di sviluppo. Siamo interessati ai geni e alle molecole che regolano la morfogenesi e cerchiamo di comprendere i principi fisici alla base della morfogenesi. Ad esempio, come vengono generate le forze meccaniche e come guidano la riabilitazione dei tessuti.

Le forze contrattili generate dall'actina filamentosa e dalla miosina II non muscolare, nota anche come contrattilità dell'actomiosina, sono una delle forze più importanti che guidano la morfogenesi dei tessuti. La nostra ricerca attuale affronta il modo in cui la contrattilità dell'actomiosina media il ripiegamento dei fogli cellulari epiteliali del sangue, un meccanismo fondamentale di costruzione dei tessuti nello sviluppo. Una comprensione approfondita del ruolo della contrattilità dell'actomiosina nel ripiegamento epiteliale e in altri processi morfogenetici richiede approcci in grado di inattivare rapidamente l'actomiosina nel momento e nel luogo designati e registra l'impatto immediato del comportamento e delle proprietà dei tessuti.

Tuttavia, questo è difficile da ottenere utilizzando approcci genetici convenzionali. L'approccio descritto in questo protocollo è progettato per affrontare il modo in cui le cellule e i tessuti rispondono a cambiamenti improvvisi nelle forze meccaniche che normalmente guidano il rimodellamento dei tessuti. Questa è una domanda importante, ma è stata difficile da affrontare a causa di approcci limitati che possono alterare rapidamente le forze meccaniche nei tessuti intatti.

In questo studio, abbiamo sviluppato uno strumento optogenetico per inattivare rapidamente l'actomiosina in specifiche regioni tissutali negli embrioni di Drosophila. Abbiamo scoperto che la combinazione di questi due con l'ablazione laser per studiare l'impatto diretto della contrattilità dell'actomiosina sulla meccanica tissutale nel ripiegamento epiteliale. I nostri risultati forniscono nuove informazioni sul meccanismo meccanico del mezzo di costrizione apicale al ripiegamento epiteliale.

Con modifiche manuali, il protocollo può essere facilmente adattato per studiare la funzione della contrattilità dell'actomiosina in un'ampia gamma di processi morfogenetici.