Drosophila Embriyolarında Epitelyal Gerginliğin Ölçümü ile Birlikte Rho1 Aracılı Aktomiyosin Kontraktilitesinin Optogenetik İnhibisyonu

Araştırmamız, doku morfogenezini, gelişim aşamasındaki karmaşık üç boyutlu doku yapılarının oluşumunu inceler. Morfogenezi düzenleyen genler ve moleküllerle ilgileniyoruz ve morfogenezin altında yatan fiziksel ilkeleri anlamaya çalışıyoruz. Örneğin, mekanik kuvvetlerin nasıl üretildiği ve doku rehabilitasyonunu nasıl yönlendirdikleri.

Aktomiyosin kontraktilitesi olarak da bilinen filamentli aktin ve kas dışı miyozin II tarafından üretilen kasılma kuvvetleri, doku morfogenezini yönlendiren en önemli kuvvetlerden biridir. Mevcut araştırmamız, aktomiyosin kontraktilitesinin, gelişimde temel bir doku yapım mekanizması olan kan epitel hücre tabakalarının katlanmasına nasıl aracılık ettiğini ele almaktadır. Aktomiyosin kontraktilitesinin epitelyal katlanma ve diğer morfogenetik süreçlerdeki rolünün derinlemesine anlaşılması, belirlenen zaman ve yerde aktomiyosini hızlı bir şekilde etkisiz hale getirebilen ve doku davranışı ve özelliklerinin ani etkisini kaydedebilen yaklaşımlar gerektirir.

Bununla birlikte, geleneksel genetik yaklaşımlar kullanılarak bunu başarmak zordur. Bu protokolde açıklanan yaklaşım, hücrelerin ve dokuların, normalde doku yeniden şekillenmesini sağlayan mekanik kuvvetlerdeki ani değişikliklere nasıl tepki verdiğini ele almak için tasarlanmıştır. Bu önemli bir sorudur, ancak sağlam dokulardaki mekanik kuvvetleri hızla değiştirebilen sınırlı yaklaşımlar nedeniyle ele alınması zor olmuştur.

Bu çalışmada, Drosophila embriyolarında belirli doku bölgelerinde aktomiyosini hızlı bir şekilde inaktive etmek için optogenetik bir araç geliştirdik. Aktomiyosin kontraktilitesinin epitelyal katlanmada doku mekaniği üzerindeki doğrudan etkisini araştırmak için bu ikisini lazer ablasyon ile birleştirdiğimizi bulduk. Bulgularımız, apikal daralma ortamının epitelyal katlanmaya mekanik mekanizması hakkında yeni bilgiler sunmaktadır.

Manuel modifikasyonlarla, protokol, çok çeşitli morfogenetik süreçlerde aktomiyosin kontraktilitesinin işlevini incelemek için kolayca uyarlanabilir.