Nanobodies fra kameler gør det muligt at studere organvækst

Forskere ved Biozentrum ved universitetet i Basel har udviklet en ny teknik ved hjælp af nanobodies. Ved at anvende den såkaldte "morfofælde", fordelingen af ​​morfogenet Dpp, som spiller en vigtig rolle i fløjudviklingen, kunne selektivt manipuleres og analyseres for første gang i frugtfluen. I fremtiden, dette værktøj kan bruges til mange yderligere undersøgelser af organvækst. Resultaterne af undersøgelsen er offentliggjort i det aktuelle nummer af Natur .

De to grundlæggende processer, der styrer organudviklingen, er reguleringen af ​​vækst og af det rumlige mønster. Forskergruppen af ​​prof. Markus Affolter ved Biozentrum, Universitetet i Basel, har nu udviklet en metode ved navn "Morphotrap" til at studere vingeudviklingen hos frugtfluen.

Deres resultater viser, at signalmolekylet Dpp, et såkaldt morfogen, påvirker væksten i midten af ​​vingens imaginale skive, men ikke i de perifere områder. Det er første gang, at et anti-GFP nanobody med succes er blevet ansat i en sådan undersøgelse. Dette værktøj lover også fremtidige undersøgelser af organudvikling.

Den nye metode "Morphotrap":Nanobodies til at studere vækst

Nanobodies er små antistoffragmenter, der stammer fra kameler. De gør det muligt for forskerholdet af Markus Affolter at manipulere molekyler i den levende organisme. Den såkaldte "Morphotrap"-metode anvender anti-GFP nanobodies. Ved at bruge disse nanobodies, funktionerne af GFP-mærkede proteiner i levende organismer kan studeres hurtigere og mere effektivt end ved konventionelle metoder.

"Disse anti-GFP nanobodies hæmmer spredningen af ​​morfogenet Dpp på forskellige steder i vingen. Derfor tillader de os at identificere indflydelsen af ​​Dpp-spredning på vingevækst, " forklarer Stefan Harmansa, undersøgelsens første forfatter.

Morphogen Dpp regulerer væksten i midten af ​​den imaginale skive

For at bestemme indflydelsen af ​​morfogenet Decapentaplegi (Dpp) mere detaljeret, Affolter-gruppen undersøgte vingeskiven på frugtfluen, kaldet den imaginære skive. Dette er forløberens væv i den voksne flues vinge og tjener som model for undersøgelser af organudvikling.

"Vores resultater viser, at morfogenet Dpp kun påvirker væksten i midten af ​​den imaginære skive. Væksten fortsætter i periferien, selv når vi fuldstændig blokerer Dpp-spredning til disse regioner, " forklarer Harmansa. "Nu, ved at anvende anti-GFP nanobodies, vi har været i stand til at vise i hvilken udstrækning morfogenet Dpp bestemmer vingestørrelsen og derfor kunne vi modbevise en af ​​de to fremherskende teorier på dette felt, " siger Harmansa.

Det faktum, at anti-GFP-nanostoffer med succes kan anvendes til forskning i komplekse levende organismer, er en stor bedrift. Affolter planlægger også at anvende denne teknik i fremtidig forskning:"I et næste trin, vi vil undersøge på hvilket tidspunkt i udviklingen Dpp handler for at kontrollere central vækst. Korrelationen mellem den rumlige og tidsmæssige indflydelse af Dpp vil give ny indsigt i organvækst og kan afdække mulige årsager til organmisdannelser, " siger Affolter.