Summary

Imaging di cellule di figura alterazione e la cella in Movimento<em> Drosophila</em> gastrulation Utilizzando DE-caderina Reporter mosche transgeniche

Published: December 29, 2016
doi:

Summary

Herein we describe a procedure to capture live images of Drosophila gastrulation. This has enabled us to better understand the apical constriction involved in early development and further analyze mechanisms governing cellular movements during tissue structure modification.

Abstract

Gastrulation è la prima serie di eventi morfologicamente dinamici che si verificano durante lo sviluppo embrionale di animali multicellulari come Drosophila. Questa alterazione morfologica è anche riconosciuto come epiteliale di transizione mesenchimale (EMT). Disregolazione di EMT è associata a fibrosi e metastasi del cancro. Vi è evidenza emergente che EMT è controllato da una serie di meccanismi molecolari. Come sono noti anche questi, molti geni chiave che controllano la costrizione apicale di essere fattori importanti nella EMT osservato in metastasi del cancro. Come EMT durante Drosophila gastrulazione, le cellule epiteliali possono essere indotte a cambiare la loro forma e essere riprogrammati per reindirizzare il destino della cellula verso diversi altri tipi di cellule. Qui forniamo un metodo di imaging affidabile di Drosophila gastrulazione per saggiare l'avvio di movimenti cellulari morfogenetici e l'identificazione destino delle cellule durante questa fase di sviluppo embrionale. Utilizzando questo metodo, identifichiamo cell riarrangiamento al momento della gastrulazione e dimostrare l'importanza della costrizione apicale durante la gastrulazione usando GFP etichettati DE-caderina.

Introduction

Gastrulation è la prima serie di eventi morfologicamente dinamici che si verificano durante lo sviluppo embrionale di animali multicellulari come Drosophila 1,2. È interessante notare che, prove emergenti suggerisce che questo processo è regolato attraverso l'interazione tra i meccanismi meccanici e molecolari 3. Inoltre, la transizione epitelio mesenchimale (EMT), che è un processo fondamentale gastrulation, è anche implicato in processi patologici umani come metastasi 4-8. Come sono noti anche questi, molti geni che controllano costrizione apicale di essere fattori chiave per la EMT osservata in metastasi del cancro 9. Così, costrizione apicale al momento della gastrulazione è un ottimo modello per studiare i suddetti meccanismi di regolazione e di migliorare la nostra comprensione delle metastasi del cancro. Il vantaggio di questa tecnica è che si può osservare il movimento delle cellule al momento della gastrulazione in tempo reale e, quindi, saremogrado di schermo geni coinvolti nel gastrulation così come metastasi del cancro.

Anche se relativamente sconosciuto, cella-a-cella di adesione è pensato di svolgere un ruolo centrale nella costrizione apicale 1. La genetica della Drosophila è adatto per le indagini livello di singola cellula che esplorano i meccanismi molecolari di regolazione. Questo modello ci permetterà di scoprire l'importanza della costrizione apicale durante la gastrulazione. Inoltre, questo metodo può essere utilizzato per lo screening geni coinvolti nella metastasi del cancro. Cattura di immagini in diretta di Drosophila gastrulation ci ha ulteriormente permesso di comprendere in modo più approfondito i meccanismi molecolari che governano riarrangiamento dei tessuti. Qui, forniamo una descrizione completa di un metodo semplice per raggiungere questo obiettivo.

Protocol

NOTA: Le mosche transgenici utilizzati in questo studio sono i seguenti: DE-cad :: GFP 10. 1. Preparazione del piatto mela Preparare una miscela di 12,5 g di agar, 125 mL 100% disponibile in commercio succo di mela, 12,5 g di glucosio, e 375 ml di H 2 O. scaldare la miscela in un forno a microonde e versarlo in un 3 centimetri piatto di coltura cellulare. Conservare la miscela a 4 ° C per un uso futuro. Dopo aver preparato la piastra mela, aggiunger…

Representative Results

Qui vi mostriamo gli eventi gastrulazione dell'embrione Drosophila e una panoramica generale della procedura di preparazione degli embrioni (Figura 1). Le membrane cellulari sono etichettati con DE-caderina :: GFP e immagini dal vivo dei movimenti delle cellule è effettuata al momento della gastrulazione in Drosophila (Figura 2). Dal momento che le mosche DE-caderina GFP ci permettono di visualizzare giunzioni di aderenza delle cellule, sia…

Discussion

Although we have previously reported a similar procedure to capture live images of the gastrulation process in Drosophilla1, the method we describe here is detailed and easy to trace endogenous cadherin expression and thus is quite useful for genetic screening of key factors involved in gastrulation. To maximize success with this imaging procedure, it is essential to use an indented slide. Mechanical pressure sometimes causes embryonic death. Therefore, it is also important to handle the embryos as ge…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

This study was supported by the Astellas Foundation for Research on Metabolic Disorders (HT), Takeda Science Foundation (HT), and MEXT-Supported Program for the Strategic Research Foundation at Private Universities (HT).

Materials

Halocarbon oil 700 Sigma MKBH 5726
Vacuum grease Silicone Beckman 335148
Glass coverslip  Matsunami glass Thickness No1 24-36mm
Embryo stariner Corning Corning3477
Plastic Drosophilla Stock Bottles Hitec MKC-100
DE-Cadherin knock-in flies REF (10)

References

  1. Haruta, T., Warrior, R., Yonemura, S., Oda, H. The proximal half of the Drosophila E-cadherin extracellular region is dispensable for many cadherin-dependent events but required for ventral furrow formation. Genes Cells. 15 (3), 193-208 (2010).
  2. Oda, H., Takeichi, M. Evolution: structural and functional diversity of cadherin at the adherens junction. J. Cell Biol. 193 (7), 1137-1146 (2011).
  3. Fernandez-Sanchez, M. E., Serman, F., Ahmadi, P., Farge, E. Mechanical induction in embryonic development and tumor growth integrative cues through molecular to multicellular interplay and evolutionary perspectives. Methods Cell Biol. 98, 295-321 (2010).
  4. Alderton, G. K. Metastasis: Epithelial to mesenchymal and back again. Nat. Rev. Cancer. 13 (1), 3 (2013).
  5. Fabregat, I., Malfettone, A., Soukupova, J. New Insights into the Crossroads between EMT and Stemness in the Context of Cancer. J. Clin. Med. 5 (3), (2016).
  6. Serrano-Gomez, S. J., Maziveyi, M., Alahari, S. K. Regulation of epithelial-mesenchymal transition through epigenetic and post-translational modifications. Mol. Cancer. 15, (2016).
  7. Yu, A. Q., Ding, Y., Li, C. L., Yang, Y., Yan, S. R., Li, D. S. TALEN-induced disruption of Nanog expression results in reduced proliferation, invasiveness and migration, increased chemosensitivity and reversal of EMT in HepG2 cells. Oncol. Rep. 35 (3), 1657-1663 (2016).
  8. Zheng, X., et al. Epithelial-to-mesenchymal transition is dispensable for metastasis but induces chemoresistance in pancreatic cancer. Nature. 527 (7579), 525-530 (2015).
  9. Kalluri, R., Weinberg, R. A. The basics of epithelial-mesenchymal transition. J. Clin. Invest. 119 (6), 1420-1428 (2009).
  10. Huang, J., Zhou, W., Dong, W., Watson, A. M., Hong, Y. Directed, efficient, and versatile modifications of the Drosophila genome by genomic engineering. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106 (20), 8284-8289 (2009).

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Cite This Article
Karim, M. R., Haruta, T., Matsumoto, T., Oda, H., Taniguchi, H. Imaging of Cell Shape Alteration and Cell Movement in Drosophila Gastrulation Using DE-cadherin Reporter Transgenic Flies. J. Vis. Exp. (118), e54764, doi:10.3791/54764 (2016).

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