В настоящем исследовании демонстрируется новый малоинвазивный метод изучения вязкоупругих свойств надмолекулярных комплексов клетки (хроматина, ядрышка) с применением оптического лазерного захвата. В качестве объекта исследования были выбраны ооциты мыши, в связи с тем, что их биохимия и внутриклеточная организация хорошо изучена, а ядро и ядрышко имеют крупные размеры (10 мкм). Ядрышко используется в качестве «живого» микрозонда, а с помощью оптического захвата вызываем возмущение в системе ядрышко-хроматин. Полученные времена релаксации ядрышка при его смещении оптическим пинцетом в разных направлениях указывают на анизотропные свойства нуклеоплазмы. Кроме того, использование оптического захвата на живых системах позволяет визуализировать взаимодействие ядерных и цитоплазматических структур, не прибегая к цитохимическим методам.
оптический захват, ооцит мыши, микрореология, мягкие материалы, ядрышко, биополимеры
1. Stamenovic D., Wang N. Cellular Response to Mechanical Stress - Invited Review: Engineering Approaches to Cytoskeletal Mechanics. Journal of Applied Physiology, 2000, vol. 89, pp. 2085-2090.
2. Vincent J.-P., Fletcher A.G., Baena-Lopez L.A. Mechanisms and Mechanics of Cell Competition in Epithelia. Nature Review Molecular Cell Biology, 2013, vol. 14, no. 9, pp. 581-591.
3. Chen C.S., Tan J., Tien J. Mechanotransduction at Cell-Matrix and Cell-Cell Contacts. Annual Review of Biomedical Engineering, 2004, vol. 6, no. 1, pp. 275-302.
4. Tapley E.C., Starr D.A. Connecting the Nucleus to the Cytoskeleton by Sun-Kash Bridges across the Nuclear Envelope. Current opinion in cell biology, 2013, vol. 25, no. 1, pp. 57-62.
5. Guo M., Ehrlicher A.J., Mahammad S., Fabich H., Jensen M.H., Moore J.R., Fredberg J.J., Goldman R.D., Weitz D.A. The Role of Vimentin Intermediate Filaments in Cortical and Cytoplasmic Mechanics. Biophysical Journal, 2013, vol. 105, no. 7, pp. 1562-1568.
6. Haase K., Pelling A.E. Investigating Cell Mechanics with Atomic Force Microscopy. Journal of the Royal Society Interface, 2015, vol. 12, no. 104, pp. 20140970.
7. Guevorkian K., Maître J.L. Chapter 10 - Micropipette Aspiration: A unique Tool for Exploring Cell and Tissue Mechanics in vivo. In Methods in Cell Biology, Lecuit T., Ed. Academic Press: 2017, vol. 139, pp. 187-201.
8. Hu S., Liu G., Chen W., Li X., Lu W., Lam R.H.W., Fu J. Multiparametric Biomechanical and Biochemical Phenotypic Profiling of Single Cancer Cells Using an Elasticity Microcytometer. Small, 2016, vol. 12, no. 17, pp. 2300-2311.
9. Fisher J.K., Ballenger M., O'Brien E.T., Haase J., Superfine R., Bloom K. DNA Relaxation Dynamics as a Probe for the Intracellular Environment. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2009, vol. 106, no. 23, pp. 9250-9255.
10. Jiang Y., Matsumoto Y., Hosokawa Y., Masuhara H., Oh I. Trapping and Manipulation of a Single Micro-Object in Solution with Femtosecond Laser-Induced Mechanical Force. Applied Physics Letters, 2007, vol. 90, no. 6, pp. 061107.
11. Lang M.J., Fordyce P.M., Block S.M. Combined Optical Trapping and Single-Molecule Fluorescence. Journal of biology, 2003, vol. 2, no. 1, pp. 6.
12. Neuman K.C., Lionnet T., Allemand J.F. Single-Molecule Micromanipulation Techniques. Annual Review of Materials Research, 2007, vol. 37, no. 1, pp. 33-67.
13. Tan J.-H., Wang H.-L., Sun X.-S., Liu Y., Sui H.-S., Zhang J. Chromatin Configurations in the Germinal Vesicle of Mammalian Oocytes. MHR: Basic science of reproductive medicine, 2009, vol. 15, no. 1, pp. 1-9.
14. Ma J.-Y., Li M., Luo Y.-B., Song S., Tian D., Yang J., Zhang B., Hou Y., Schatten H., Liu Z., Sun Q.-Y. Maternal Factors Required for Oocyte Developmental Competence in Mice: Transcriptome Analysis of Non-Surrounded Nucleolus (Nsn) and Surrounded Nucleolus (Sn) Oocytes. Cell Cycle, 2013, vol. 12, no. 12, pp. 1928-1938.
15. Schuh M., Ellenberg J. Self-Organization of Mtocs Replaces Centrosome Function During Acentrosomal Spindle Assembly in Live Mouse Oocytes. Cell, 2007, vol. 130, no. 3, pp. 484-498.
