Проверка ячейки механики с шарик бесплатно Оптический пинцет в зародыша дрозофилы

Эмбриональное развитие является весьма воспроизводимый процесс, во время которой клетки и ткани деформировать формировать будущее животного. Показано, что таких деформаций, требуют активного поколения сил на уровне ячейки уровня^1,2. Чтобы понять морфогенетических процессов, во время которых клетки и ткани изменить их форму, это поэтому ключ для оценки механических свойств клеток, участвующих и для измерения силы внутри ткани во время процесса^3,4 . Эпителиального слоя, особенно у дрозофилы, были широко изучены вследствие их квази 2D геометрии и их легко манипулировать.

Ряд методов были разработаны таким образом, нас и другие оценки эпителиальных механики в vivo во время разработки. Мы дадим краткий обзор трех основных методов, используемых в эпителиальных тканях. Лазерная абляция, широко используемый метод, позволяет выявить местные механических напряжений в ячейку развязок^5,6,,78 или в более крупных масштабах^9,10,11 , выполняя местных сокращений, которые нарушают механическую целостность целевого объекта. Динамика открытия после разреза предоставляет информацию как на абляции предварительного напряжения, так и на реологические свойства ткани^12,13. Недостатком лазерной абляции является, что это инвазивными, как это требует местной нарушение клетки коры. Следовательно один можно выполнять только ограниченное количество аблаций если один хочет, чтобы сохранить целостность ткани. Еще одним недостатком является аблаций только обеспечить относительной оценки напряженности в ячейку контакты, так как скорость открытия зависит вязкого трения, которые как правило не известна. Магнитные манипуляции также разработана и используется в дрозофилы, с участием либо использование магнитных жидкостей¹⁴ или¹⁵ultramagnetic липосом. Они могут обеспечить абсолютные измерения^16,17, но также инвазивные в том смысле, что они требуют введения зонды в нужное место. Это может быть очень сложно, в зависимости от системы, которая не всегда поддаются точной инъекции. Третий метод, полностью неинвазивным,-силы вывод^18,19,20. Вывод сил основывается на предположении о механических равновесия в три раза больше очков (tricellular развязок, или вершин) и позволяет вывести напряженности на всех ячеек контактов (и, возможно, давление во всех клетках), решения обратной задачи. Для напряженности каждая вершина предоставляет два уравнения (X и Y). Это дает большой системы линейных уравнений, которые могут быть инвертированы при некоторых условиях оценить напряжение на всех клеток контактов. Хотя этот метод является очень привлекательным, поскольку он требует только сегментирована изображения и без дополнительных эксперимент или установки, ее точность еще определить, и снова он предоставляет только относительные значения, если измерение абсолютной калибровки.

Чтобы преодолеть некоторые из этих ограничений, мы представляем в этой статье установки Оптический пинцет в сочетании с микроскопом света лист применять контролируемых силами в масштабе ячеек в эпителии эмбриональных Drosophila melanogaster. Оптический пинцет были использованы для многочисленных биологических приложений, включая измерения на одном белков и манипуляции органеллы и клетки²¹. Здесь, мы приводим прикладной силы в диапазоне от нескольких десятков pN, который является небольшим еще достаточно, чтобы побудить местные деформации клетки контактов и выполнить механические измерения в естественных условиях. Как правило мы используем перпендикулярно прогиб клеток контактов, через анализ kymographs, контроль за относиться силы к деформации. Важно отметить, что наши установки не требует инъекции бусы на нужное место в ткани, как Оптический пинцет способны непосредственно оказывают силы на ячейке контактов. Муфта Оптический пинцет для Микроскоп свет листа позволяет выполнять быстрое изображений (несколько кадров в секунду), который является очень заметны для механического анализа на короткое время весы и с сокращением Фототоксичность, поскольку освещение Образец является ограниченной плоскости изображения²².

В целом, оптические пинцеты являются неинвазивный способ применить контролируемых силами в ячейку контакты in vivo в зародыша дрозофилы и для извлечения механических информации например, жесткость и напряженности в ячейку контакты²³, реологические свойства ²⁴и градиент или анизотропии напряженности²³.