ショウ ジョウバエ 胚におけるRho1を介したアクトミオシン収縮性の光遺伝学的阻害と上皮圧の測定

私たちの研究では、組織の形態形成、発生中の複雑な3次元組織構造の形成を研究しています。形態形成を制御する遺伝子や分子に興味を持ち、形態形成の根底にある物理原理の理解を目指しています。たとえば、機械的な力がどのように発生し、それらが組織のリハビリテーションをどのように推進するかなどです。

糸状アクチンおよび非筋肉ミオシンIIによって生成される収縮力は、アクトミオシン収縮性としても知られ、組織の形態形成を促進する最も重要な力の1つです。私たちの現在の研究は、アクトミオシンの収縮性が、発生における基本的な組織構築メカニズムである血液上皮細胞シートの折り畳みをどのように媒介するかに取り組んでいます。上皮フォールディングやその他の形態形成プロセスにおけるアクトミオシン収縮性の役割を深く理解するには、指定された時間と場所でアクトミオシンを迅速に不活性化し、組織の挙動と特性の即時の影響を記録するアプローチが必要です。

しかし、これは従来の遺伝的アプローチでは達成が困難です。このプロトコルに記載されているアプローチは、通常は組織のリモデリングを推進する機械的な力の突然の変化に細胞や組織がどのように反応するかに対処するように設計されています。これは重要な問題ですが、無傷の組織の機械的な力をすばやく変えることができるアプローチが限られているため、取り組むのは困難でした。

本研究では、ショウジョウバエ胚の特定の組織領域でアクトミオシンを迅速に不活化するための光遺伝学的ツールを開発しました。この2つをレーザーアブレーションと組み合わせることで、アクトミオシンの収縮性が上皮折り畳みの組織力学に直接影響することを発見しました。私たちの発見は、上皮折り畳みに対する頂端狭窄媒体の機械的メカニズムに新たな洞察を提供します。

手動による修正により、プロトコルは、広範囲の形態形成プロセスにおけるアクトミオシン収縮性の機能を研究するために容易に適合させることができる。