Summary

الضوء بوساطة تعديل عكسها من الميتوجين تنشيط كيناز مسار البروتين خلال تمايز الخلايا و<em> القيطم</em> التنمية الجنينية

Published: June 15, 2017
doi:

Summary

يصف هذا البروتوكول استراتيجية أوبتوجينيتيك لتعديل النشاط كيناز البروتين كيناز (مابك) النشاط خلال تمايز الخلايا والتنمية القيطم الجنينية. هذه الطريقة تسمح للتفعيل عكسها من مسار تشوير مابك في ثقافة الخلايا الثدييات وفي الكائنات الحية متعددة الخلايا، مثل أجنة القيطم ، مع قرار المكاني والزماني العالي.

Abstract

نشاط كيناز أمر بالغ الأهمية لعدد كبير من الوظائف الخلوية، بما في ذلك تكاثر الخلايا، والتمايز، والهجرة، وموت الخلايا المبرمج. خلال التطور الجنيني المبكر، نشاط كيناز ديناميكي للغاية وانتشاره عبر الجنين. وتستخدم عادة النهج الدوائية والوراثية للتحقيق في أنشطة كيناز. لسوء الحظ، فإنه من الصعب تحقيق قرار المكاني والزماني متفوقة باستخدام هذه الاستراتيجيات. وعلاوة على ذلك، فإنه ليس من الممكن السيطرة على نشاط كيناز بطريقة عكسها في الخلايا الحية والكائنات متعددة الخلايا. ولا يزال مثل هذا القيد عقبة أمام تحقيق فهم كمي لنشاط كيناز خلال التنمية والتمايز. يقدم هذا العمل استراتيجية أوبتوجينيتيك التي تستفيد من نظام بيسيسترونيك تحتوي على بروتينات فوتواكتفاتابل أرابيدوبسيس ثاليانا كريبتوكروم 2 (CRY2) ومجال N- محطة من كريبتوكروم التفاعل الحلزوني الأساسي حلقة الحلزون (سيبن). ريفيرسيويتحقق تنشيط بلي من كيناز بروتين كيناز (مابك) مسار الإشارات من خلال نقل البروتين بوساطة الضوء في الخلايا الحية. ويمكن تطبيق هذا النهج على الثقافات خلية الثدييات وأجنة الفقاريات الحية. هذا النظام بيسيسترونيك يمكن تعميمها للسيطرة على نشاط كينازاس أخرى مع آليات تفعيل مماثلة ويمكن تطبيقها على أنظمة نموذجية أخرى.

Introduction

وتشارك عوامل النمو في مجموعة واسعة من وظائف الخلية، بما في ذلك الانتشار، والتمايز، والهجرة، وموت الخلايا المبرمج، وتلعب دورا محوريا في العديد من الأحداث البيولوجية، بما في ذلك التطور الجنيني والشيخوخة وتنظيم الحالة النفسية 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 5 . العديد من عوامل النمو إشارة من خلال معقدة شلالات الإشارات داخل الخلايا. وغالبا ما يتم تشغيل هذه الأحداث الإشارات من قبل فسفرة الفوسفوريين عكسها في الأزياء المنظمة بدقة 6 ، 7 . وبالتالي، فإن فهم نتائج الإشارات من كيناز البروتين، والتي هي المسؤولة عن فسفرة البروتين، هو في الأساس المهم.

عوامل النمو المختلفة تعمل من خلال شبكة الإشارات المشتركة بين الخلايا، على الرغم من أنها تحفز ديستالاستجابات الخلوية الداخلية 8 ، 9 . وسطاء داخل الخلايا المشتركة من كينازات مستقبلات تشمل راس، راف، خارج الخلية كيناز تنظيم إشارة (إرك)، كيناز البروتين المنشط الميثان (مابك) / إرك كيناز (ميك)، فوسفهوانوسيتيد 3-كيناز (PI3K)، أكت، والفوسفوليباز C غاما ( 11) . وتشير الأدلة المتراكمة إلى أن تنوع الإشارات وخصوصيتها يعتمدان على التنظيم المكاني والزمني لنشاط التشوير 12 . على سبيل المثال، في خلايا ورم القواتم (PC12)، وتحفيز عامل نمو البشرة (إغف)، مما يؤدي إلى تكاثر الخلايا، ينشط عابرا مسار إرك 9 . من ناحية أخرى، التحفيز مع عامل نمو الأعصاب (نغف)، الأمر الذي يؤدي إلى تمايز الخلايا، ينشط مسار إرك بطريقة مستدامة 9 ، 13 . في مثقف rفي الخلايا العصبية قرن آمون، إشارات عابرة من قبل عامل التغذية العصبية المشتقة من الدماغ (بدف) يعزز نمو نيوريت الابتدائي، في حين أن الإشارات المستمرة يؤدي إلى زيادة نيوريت المتفرعة 14 . خلال التطور الجنيني المبكر، النشاط إرك فوسفهوريلاتد هو ديناميكية مؤقتا وينتشر على نطاق واسع في جميع أنحاء الجنين 6 . وأظهرت شاشة وراثية حديثة خلال وقت مبكر جينوبوس التطور الجنيني أن إرك و أكت يشير شلالات، واثنين من مسارات المصب عامل النمو الأولي، وعرض ملامح التنشيط مرحلة محددة 7 . وبالتالي، فإن فهم نتائج تشوير كيناز يدعو إلى الأدوات التي يمكن أن تحقق الملامح المكانية والزمانية للنشاط كيناز مع قرار كاف.

النهج التجريبية التقليدية للتحقيق في الطبيعة الديناميكية لتنبيه إشارة أثناء التنمية تفتقر إلى القرار المكاني والزماني المرغوب فيه. على سبيل المثال، النهج الدوائية تستخدم الكيماويات الصغيرةجزيئات أو بيولوجية لتحفيز أو قمع تنبيغ الإشارة في الخلايا والأنسجة. الطبيعة المنتشرة لهذه الجزيئات الصغيرة يجعل من الصعب تقييد عملها إلى منطقة معينة من الفائدة 15 . النهج الوراثية (على سبيل المثال، ترانزجينيسيس ، ونظام كري-لوكس، أو الطفرات) غالبا ما تؤدي إلى تفعيل لا رجعة فيه أو قمع التعبير الجيني الهدف أو نشاط البروتين 16 ، 17 ، 18 . يوفر نظام تيت أون / تيت-أوف 19 التحكم الزماني المحسن في النسخ الجيني ولكنه يفتقر إلى التحكم المكاني الصارم لأنه يعتمد على انتشار التتراسيكلين. التطورات الأخيرة في كيميائيا البروتين الناجم ديمريزاتيون 20 أو الصورة-التشبيك 21 ، 22 ، 23 ، 24 قد تعزز إلى حد كبيرإد التحكم الزمني لشبكات الإشارات. ومع ذلك، لا تزال السيطرة المكانية تشكل تحديا بسبب الطبيعة المنتشرة للمواد الكيميائية في قفص.

النهج الحديثة أوبتوجينيتيك الناشئة، التي تسخير قوة الضوء للسيطرة على البروتينات التفاعلات البروتين، تسمح لتشكيل مسارات الإشارات مع دقة المكانية الزمانية العالية وكذلك عكسها. بعد فترة وجيزة من نجاحها الأولي في السيطرة على إطلاق الخلايا العصبية 25 ، 26 ، 27 ، تم توسيع علم البصريات الضوئية للسيطرة على العمليات الخلوية الأخرى، مثل النسخ الجيني، والترجمة، وهجرة الخلايا، والتمايز، وموت الخلايا المبرمج 28 ، 29 ، 30 ، 31 ، 32 ، 33 ، 34 . إستراتيجية باستخدام pتم تطوير البروتين البروتين هوتواكتفاتابل أرابيدوبسيس ثاليانا كريبتوكروم 2 (CRY2) البروتين والنطاق N- محطة من كريبتوكروم التفاعل الحلزون الأساسي حلقة الحلزون (سيبن) مؤخرا للسيطرة على نشاط RF1 كيناز في خلايا الثدييات وأجنة القيطم 35 . CRY2 يربط سيبن على التحفيز الضوء الأزرق، و CRY2 / سيبن مجمع البروتين ينفصل تلقائيا في الظلام 34 . الضوء الأزرق يثير العامل المساعد CRY2، فلافين الأدينين ثنائي النوكليوتيد (فاد)، الأمر الذي يؤدي إلى تغيير التوافقية في CRY2 وملزم لاحق ل سيبن. يمكن أن تنتج النشطات التأسيسية (W374A) و فلافين ناقصة (D387A) المسوخ من CRY2 من خلال الطفرات في جيب ملزم فاد: و CRY2 W374A متحولة يربط سيبن مستقلة عن الضوء، في حين أن CRY2 D387A متحولة لا يرتبط سيبن تحت الأزرق التحفيز الضوء 36 ، 37 . نظام أوبتوجينيتيك وصفها طن هذا البروتوكول يستخدم البرية من نوع CRY2 و سيبن للحث على البروتين بوساطة بوساطة RF1 تفعيل في الخلايا الحية. ومن المعروف أن تجنيد الغشاء من راف 1 يعزز نشاطها 38 . في هذا النظام، وترتكز جنبا إلى جنب وحدة سيبن إلى غشاء البلازما و CRY2-مشيري تنصهر إلى N- محطة من RF1 35 . في غياب الضوء الأزرق، CRY2-مشيري-RF1 يبقى في السيتوبلازم، و RF1 غير نشط. تحفيز الضوء الأزرق يدفع CRY2-سيبن ملزمة وتجند RF1 إلى غشاء البلازما، حيث يتم تنشيط RF1. تنشيط راف يحفز سلسلة تشوير راف / ميك / إرك. يتم ترميز كل من البروتينات CRY2- و سيبن الانصهار في النظام الجيني بيسيترونيك. ويمكن تعميم هذه الاستراتيجية للسيطرة على كينازات أخرى، مثل أكت، التي يمكن تفعيلها الدولة تفعيلها أيضا عن طريق نقل البروتين في الخلايا 39 . يقدم هذا العمل بروتوكولات مفصلة لتنفيذ هذه الاستراتيجية أوبتوجينيتيك في كولتو الخلية الثديياتريس والكائنات متعددة الخلايا.

Protocol

أجريت بحوث الحيوانات وفقا للمبادئ التوجيهية التي وضعتها لجنة رعاية واستخدام الحيوان المؤسسي إلينوي (إاكوك) وجامعة إلينوي قسم الموارد الحيوانية (دار). 1. أوبتوجينيتيك الاستقراء من توطين البروتين في BHK21 ثقافة الخلايا الثدييات <p cla…

Representative Results

التعبير راتيوميتريك من أزواج البروتين فوتواكتفاتابل: الشكل 1A يظهر تصميم بناء أوبتوجينيتيك بيسيسترونيك، CRY2-مشيري-RF1-P2A-سيبن-سيبن-غفب-كاكس (المشار إليها CRY2-2A-2CIBN)، استنادا إلى الخنازير teschovirum- 1 2A (P2A) الببتيد، مما يدل على أعلى كفاءة تخطي …

Discussion

عند بناء مربع الضوء، ينبغي قياس قوة المصابيح الفردية. استنادا إلى الخبرة السابقة، يمكن أن تختلف انتاج الطاقة بين المصابيح الفردية بسبب التباين التصنيع. حدد مجموعة من المصابيح التي لديها انتاج الطاقة في غضون 10٪ من بعضها البعض. ويمكن تعديل عدد من المصابيح، المقاوم الح…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

وأيد هذا العمل من قبل جامعة إلينوي في أوربانا شامبين (إيوك) والمعاهد الوطنية للصحة (نيغمس R01GM111816).

Materials

Glass coverslip  VWR 48393 230 Substrate for live cell imaging
Coverslip holder  Newcomer Supply 6817B Holder for coverslips
Detergent  ThermoFisher 16 000 104 For cleaning coverslips
Boric acid  Sigma-Aldrich B6768-500G For making PLL buffer
Disodium tetraborate Sigma-Aldrich 71996-250G For making  PLL buffer
Plastic beaker Nalgene 1201-1000 For cleaning coverslips
Sodium hydroxide  Sigma-Aldrich 221465-2.5KG For adjust pH
Poly-L-lysine hydrobromide Sigma-Aldrich P1274-500MG For coating coverslip
Diethylpyrocarbonate (DEPC)-Treated Water ThermoFisher Scientific 750024 For DNA preparation
Cover Glass Forceps Ted Pella 5645 Cover glass handling
Tissue cutlure dish Thermofisher 12565321 Cell culture dish
Sterile centrifuge tubes ThermoFisher 12-565-271 Buffer storage
Transfection Reagent ThermoFisher R0534 Transfection
CO2-independent medium ThermoFisher 18045088 For live cell imaging
Polydimethylsiloxane (PDMS) Ellsworth Adhesives 184 SIL ELAST KIT 0.5KG Form make cell chamber
Plasmid Maxiprep kit Qiagen 12965 Plasmid preparation
DMEM medium ThermoFisher 11965-084 Cell culturing medium component
F12K medium ThermoFisher 21127022 Cell culturing medium component
Horse serum ThermoFisher 16050122 Cell culturing medium component
Fetal Bovine Serum Signa-Aldrich 12303C-500 mL Cell culturing medium component
Penicillin-Streptomycin-Glutamine ThermoFisher 10378016 Cell culturing medium component
Trypsin (0.25%), phenol red ThermoFisher Scientific 15050065  For mammalian cell dissociation
Agarose Fisher Scientific BP1356-100 For DNA preparation
Ficoll PM400 GE Heathcare Life Sciences 17-5442-02 For embryo buffer
L-Cysteine hydrochloride monohydrate Sigma-Aldrich 1.02839.0025 Oocyte preparation
ApaI ThermoFisher FD1414 For linearization of plasmids
Dnase I ThermoFisher AM2222 For removing DNA template in the in vitro transcription assay
Index-match materials (immersion oil) Thorlabs MOIL-20LN For matching the index between sample substrate and objective
Blue LED Adafruit 301 Light source for optogenetic stimulation
Resistor kit Amazon EPC-103 current-limiting resistor
Aluminum boxes BUD Industries AC-401 light box 
BreadBoard Jekewin 837654333686 For making LED array
Hook up Wire Electronix Express 27WK22SLD25 For making LED array
Relay Module Jbtek SRD-05VDC-SL-C For intermittent light control
DC Power Supply  TMS DCPowerSupply-LW-(PS-305D) Power supply for LED
Silicon Power Head Thorlabs S121C For light intensity measurement
Power meter Thorlabs PM100D  For light intensity measurement
Microscope Leica Biosystems DMI8 For live cell imaging
BioSafety Cabinet ThermoFisher 1300 Series A2 For mammalian cell handling
CO2 incubator ThermoFisher Isotemp For mammalian cell culturing
Stereo microscope Leica M60 For embryo micro-manipulation
Microinjector Narishige IM300 For embryo microinjection
Micropipette puller Sutter Instruments P87 Needle puller
in vitro transcription kit ThermoFisher AM1340 For in vitro transcription. The kit includes nuclease-free water, SP6 RNA  Polymerase, ribonucleotide mixture, cap analog, lithium choride precipitation solution, and spin column  
RNA purfication kit Qiagen 74104 Silica-membrane spin column for purification of synthesized RNA 
Convection oven MTI corporation  EQ-DHG-9015 PDMS curing
Centrifugal mixer and teflon container THINKY AR310 For mixing PDMS
Silicon wafer UniversityWafer 452 Base for making PDMS  devices
Blade Techni Edge 01-801 For cutting PDMS
Capillary glass Sutter Instruments BF100-58-10 For fabrication of injecting needles. 

References

  1. Schlessinger, J., Ullrich, A. Growth factor signaling by receptor tyrosine kinases. Neuron. 9 (3), 383-391 (1992).
  2. Thisse, B., Thisse, C. Functions and regulations of fibroblast growth factor signaling during embryonic development. Dev Biol. 287 (2), 390-402 (2005).
  3. Perrimon, N., Pitsouli, C., Shilo, B. Z. Signaling mechanisms controlling cell fate and embryonic patterning. Cold Spring Harb Perspect Biol. 4 (8), a005975 (2012).
  4. Salles, F. H., et al. Mental disorders, functional impairment, and nerve growth factor. Psychol Res Behav Manag. 10, 9-15 (2017).
  5. Basson, M. A. Signaling in cell differentiation and morphogenesis. Cold Spring Harb Perspect Biol. 4 (6), (2012).
  6. Schohl, A., Fagotto, F. beta-catenin, MAPK and Smad signaling during early Xenopus development. Development. 129 (1), 37-52 (2002).
  7. Zhang, S. W., Li, J. J., Lea, R., Amaya, E., Dorey, K. A Functional Genome-Wide In Vivo Screen Identifies New Regulators of Signalling Pathways during Early Xenopus Embryogenesis. PloS one. 8 (11), e79469 (2013).
  8. Sweeney, C., et al. Growth factor-specific signaling pathway stimulation and gene expression mediated by ErbB receptors. J Biol Chem. 276 (25), 22685-22698 (2001).
  9. Marshall, C. J. Specificity of receptor tyrosine kinase signaling: transient versus sustained extracellular signal-regulated kinase activation. Cell. 80 (2), 179-185 (1995).
  10. Vandergeer, P., Hunter, T., Lindberg, R. A. Receptor Protein-Tyrosine Kinases and Their Signal-Transduction Pathways. Annu Rev Cell Biol. 10, 251-337 (1994).
  11. Lemmon, M. A., Schlessinger, J. Cell signaling by receptor tyrosine kinases. Cell. 141 (7), 1117-1134 (2010).
  12. Hunter, T. Signaling–2000 and beyond. Cell. 100 (1), 113-127 (2000).
  13. Qiu, M. S., Green, S. H. PC12 cell neuronal differentiation is associated with prolonged p21ras activity and consequent prolonged ERK activity. Neuron. 9 (4), 705-717 (1992).
  14. Ji, Y., et al. Acute and gradual increases in BDNF concentration elicit distinct signaling and functions in neurons. Nat Neurosci. 13 (3), 302-309 (2010).
  15. Luby-Phelps, K. Cytoarchitecture and physical properties of cytoplasm: volume, viscosity, diffusion, intracellular surface area. Int Rev Cytol. 192, 189-221 (2000).
  16. Sauer, B. Inducible gene targeting in mice using the Cre/lox system. Methods-a Companion to Methods in Enzymology. 14 (4), 381-392 (1998).
  17. Ling, M. M., Robinson, B. H. Approaches to DNA mutagenesis: an overview. Anal Biochem. 254 (2), 157-178 (1997).
  18. Gama Sosa, M. A., De Gasperi, R., Elder, G. A. Animal transgenesis: an overview. Brain Struct Funct. 214 (2-3), 91-109 (2010).
  19. Wanka, F., et al. Tet-on, or Tet-off, that is the question: Advanced conditional gene expression in Aspergillus. Fungal Genet Biol. 89, 72-83 (2016).
  20. Karginov, A. V., Ding, F., Kota, P., Dokholyan, N. V., Hahn, K. M. Engineered allosteric activation of kinases in living cells. Nat Biotechnol. 28 (7), 743-747 (2010).
  21. Liu, Q. Y., Deiters, A. Optochemical Control of Deoxyoligonucleotide Function via a Nucleobase-Caging Approach. Accounts of Chemical Research. 47 (1), 45-55 (2014).
  22. Arbely, E., Torres-Kolbus, J., Deiters, A., Chin, J. W. Photocontrol of tyrosine phosphorylation in mammalian cells via genetic encoding of photocaged tyrosine. J Am Chem Soc. 134 (29), 11912-11915 (2012).
  23. Gautier, A., Deiters, A., Chin, J. W. Light-activated kinases enable temporal dissection of signaling networks in living cells. J Am Chem Soc. 133 (7), 2124-2127 (2011).
  24. Nguyen, D. P., et al. Genetic Encoding of Photocaged Cysteine Allows Photoactivation of TEV Protease in Live Mammalian Cells. J Am Chem Soc. 136 (6), 2240-2243 (2014).
  25. Deisseroth, K. Optogenetics. Nat Methods. 8 (1), 26-29 (2011).
  26. Boyden, E. S., Zhang, F., Bamberg, E., Nagel, G., Deisseroth, K. Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neural activity. Nat Neurosci. 8 (9), 1263-1268 (2005).
  27. Banghart, M., Borges, K., Isacoff, E., Trauner, D., Kramer, R. H. Light-activated ion channels for remote control of neuronal firing. Nat Neurosci. 7 (12), 1381-1386 (2004).
  28. Zhang, K., Cui, B. Optogenetic control of intracellular signaling pathways. Trends in Biotechnology. 33 (2), 92-100 (2015).
  29. Tischer, D., Weiner, O. D. Illuminating cell signalling with optogenetic tools. Nat Rev Mol Cell Bio. 15 (8), 551-558 (2014).
  30. Kim, B., Lin, M. Z. Optobiology: optical control of biological processes via protein engineering. Biochemical Society Transactions. 41 (5), 1183-1188 (2013).
  31. Tucker, C. L. Manipulating cellular processes using optical control of protein-protein interactions. Prog Brain Res. 196, 95-117 (2012).
  32. Toettcher, J. E., Gong, D. Q., Lim, W. A., Weiner, O. D. Light Control of Plasma Membrane Recruitment Using the Phy-Pif System. Method Enzymol. 497, 409-423 (2011).
  33. Zoltowski, B. D., Gardner, K. H. Tripping the light fantastic: blue-light photoreceptors as examples of environmentally modulated protein-protein interactions. Biochemistry. 50 (1), 4-16 (2011).
  34. Kennedy, M. J., et al. Rapid blue-light-mediated induction of protein interactions in living cells. Nat Methods. 7 (12), 973-975 (2010).
  35. Krishnamurthy, V. V., et al. Reversible optogenetic control of kinase activity during differentiation and embryonic development. Development. 143 (21), 4085-4094 (2016).
  36. Liu, H., et al. Photoexcited CRY2 Interacts with CIB1 to Regulate Transcription and Floral Initiation in Arabidopsis. Science. 322 (5907), 1535-1539 (2008).
  37. Li, X., et al. Arabidopsis cryptochrome 2 (CRY2) functions by the photoactivation mechanism distinct from the tryptophan (trp) triad-dependent photoreduction. Proc Natl Acad Sci U S A. 108 (51), 20844-20849 (2011).
  38. Leevers, S. J., Paterson, H. F., Marshall, C. J. Requirement for Ras in Raf Activation Is Overcome by Targeting Raf to the Plasma-Membrane. Nature. 369 (6479), 411-414 (1994).
  39. Kohn, A. D., Takeuchi, F., Roth, R. A. Akt, a pleckstrin homology domain containing kinase, is activated primarily by phosphorylation. J Biol Chem. 271 (36), 21920-21926 (1996).
  40. Schindelin, J., et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nature Methods. 9 (7), 676-682 (2012).
  41. Sive, H. L., Grainger, R. M., Harland, R. M. . Early Development of Xenopus laevis: A Laboratory Manual. , (2000).
  42. Kim, J. H., et al. High cleavage efficiency of a 2A peptide derived from porcine teschovirus-1 in human cell lines, zebrafish and mice. PloS one. 6 (4), e18556 (2011).
  43. Ishimura, A., et al. Oncogenic Met receptor induces ectopic structures in Xenopus embryos. Oncogene. 25 (31), 4286-4299 (2006).
  44. Zhang, K., et al. Light-Mediated Kinetic Control Reveals the Temporal Effect of the Raf/MEK/ERK Pathway in PC12 Cell Neurite Outgrowth. PloS one. 9 (3), e92917 (2014).
  45. Mohanty, S. K., Lakshminarayananan, V. Optical Techniques in Optogenetics. J Mod Opt. 62 (12), 949-970 (2015).
  46. Taslimi, A., et al. Optimized second-generation CRY2-CIB dimerizers and photoactivatable Cre recombinase. Nature chemical biology. 12 (6), 425-430 (2016).
  47. Kawano, F., Suzuki, H., Furuya, A., Sato, M. Engineered pairs of distinct photoswitches for optogenetic control of cellular proteins. Nat Commun. 6, 6256 (2015).
  48. Wang, H., et al. LOVTRAP: an optogenetic system for photoinduced protein dissociation. Nat Methods. 13 (9), 755-758 (2016).
  49. Chang, K. Y., et al. Light-inducible receptor tyrosine kinases that regulate neurotrophin signalling. Nat Commun. 5, 4057 (2014).
  50. Boulina, M., Samarajeewa, H., Baker, J. D., Kim, M. D., Chiba, A. Live imaging of multicolor-labeled cells in Drosophila. Development. 140 (7), 1605-1613 (2013).
  51. Liu, H., Gomez, G., Lin, S., Lin, C. Optogenetic control of transcription in zebrafish. PLoS One. 7 (11), e50738 (2012).
  52. Buckley, C. E., et al. Reversible Optogenetic Control of Subcellular Protein Localization in a Live Vertebrate Embryo. Dev Cell. 36 (1), 117-126 (2016).
  53. Motta-Mena, L. B., et al. An optogenetic gene expression system with rapid activation and deactivation kinetics. Nature chemical biology. 10 (3), 196-202 (2014).
  54. Beyer, H. M., et al. Red Light-Regulated Reversible Nuclear Localization of Proteins in Mammalian Cells and Zebrafish. ACS Synth Biol. 4 (9), 951-958 (2015).

Play Video

Cite This Article
Krishnamurthy, V. V., Turgeon, A. J., Khamo, J. S., Mondal, P., Sharum, S. R., Mei, W., Yang, J., Zhang, K. Light-mediated Reversible Modulation of the Mitogen-activated Protein Kinase Pathway during Cell Differentiation and Xenopus Embryonic Development. J. Vis. Exp. (124), e55823, doi:10.3791/55823 (2017).

View Video