Forskare vid Biozentrum vid universitetet i Basel har utvecklat en ny teknik med hjälp av nanokroppar. Använder den så kallade "Morphotrap", distributionen av morfogen Dpp, som spelar en viktig roll för flygelutveckling, kunde selektivt manipuleras och analyseras för första gången i fruktflugan. I framtiden, detta verktyg kan tillämpas för många ytterligare undersökningar av organtillväxt. Resultaten av studien har publicerats i det aktuella numret av Natur .

De två grundläggande processerna som styr organutveckling är regleringen av tillväxt och det rumsliga mönstret. Markus Affolters forskargrupp vid Biozentrum, Baseluniversitetet, har nu utvecklat en metod som heter "Morphotrap" för att studera vingutveckling i fruktflugan.

Deras resultat visar att signalmolekylen Dpp, en så kallad morfogen, påverkar tillväxten i mitten av vingens imaginära skiva men inte i de perifera områdena. Det är första gången som en anti-GFP-nanokropp har använts framgångsrikt i en sådan undersökning. Detta verktyg har också ett löfte för framtida studier av organutveckling.

Den nya metoden "Morphotrap":Nanokroppar för att studera tillväxt

Nanokroppar är små antikroppsfragment härrörande från kameler. De gör det möjligt för Markus Affolters forskargrupp att manipulera molekyler i den levande organismen. Den så kallade "Morphotrap" -metoden använder anti-GFP-nanokroppar. Med hjälp av dessa Nanobodies, funktionerna hos GFP-märkta proteiner i levande organismer kan studeras snabbare och mer effektivt än med konventionella metoder.

"Dessa anti-GFP-nanokroppar hämmar spridningen av morfogen Dpp på olika platser i vingen. Därför tillåter de oss att identifiera påverkan av Dpp som sprider sig på vingtillväxt, "förklarar Stefan Harmansa, studiens första författare.

Morphogen Dpp reglerar tillväxten i mitten av den imaginära skivan

För att bestämma inflytandet av morfogen Decapentaplegic (Dpp) mer detaljerat, Affolter -gruppen undersökte fruktflugans vingskiva, kallas den imaginära skivan. Detta är föregångaren till den vuxna flugans vinge och fungerar som en modell för studier av organutveckling.

"Våra resultat visar att morfogen Dpp bara påverkar tillväxten i mitten av den imaginära skivan. Tillväxten fortsätter i periferin även när vi helt blockerar Dpp -spridning till dessa regioner, "förklarar Harmansa." Nu, genom att använda nanokroppar mot GFP, vi har kunnat visa i vilken utsträckning morfogen Dpp bestämmer vingstorleken och följaktligen kan vi motbevisa en av de två dominerande teorierna inom detta område, säger Harmansa.

Det faktum att anti GFP-nanokroppar framgångsrikt kan tillämpas för forskning inom komplex levande organismer är en stor prestation. Affolter planerar också att tillämpa denna teknik i framtida forskning:"I ett nästa steg, vi kommer att undersöka vid vilken tid i utvecklingen Dpp agerar för att kontrollera central tillväxt. Korrelationen mellan det rumsliga och tidsmässiga inflytandet av Dpp kommer att ge nya insikter om organtillväxt och kan avslöja möjliga orsaker till organmissbildning, säger Affolter.