这种方法可以回答机械生物学领域的关键问题,例如力如何在细胞内以及细胞之间及其环境之间传播和感知。这项技术的主要优点是,它允许访问分子量表信息,了解蛋白质如何对活细胞原生环境中的机械力的反应。虽然这种方法已特别应用于研究焦粘附蛋白文库林,它也可以应用于其他机械敏感的蛋白质,如塔林,卡德林或内斯帕林。
此方法的可视化演示至关重要,因为正确的成像设置是困难的,但对于分析的成功是必要的。从所需单元类型中张力传感器构造的稳定表达式开始此过程,如文本协议中详述的。要准备细胞播种的基板,请获取四个 35 毫米玻璃底盘。
在15毫升锥形管中的细胞培养罩中工作,在无菌磷酸盐缓冲盐水溶液(PBS)中,每毫升纤维素制造4毫升10微克。轻轻反转管一次混合,让溶液在细胞培养罩中坐五分钟。然后移液一毫升纤维素溶液到每个玻璃底盘。
将纤维素溶液留在餐具上一小时,在室温下或在四摄氏度下过夜。然后吸气纤维素溶液,并用PBS冲洗一次。在盘子上留一毫升PBS,直到细胞准备好播种。
计算细胞后,将3万个细胞种子播种到每个纤维素涂层的玻璃盘中,用适当的完整培养基,最终体积为1.5毫升。允许细胞在播种后扩散四小时。在两个小时的传播中,吸气生长介质,并用成像介质冲洗一次。
留下 1.5 毫升的成像介质。在开始校准之前,如文本协议中所述,预热显微镜。要校准 FRAP 激光器,请先打开激光配置窗口。
将照明设置设置为适当的 FRAP 照明设置,以激光照射样品。然后将"照明"设置设置为仅用于成像接受器荧光的照明设置。在坐标系设置下选择要校准的目标。
取消选中 手动单击校准点并在校准过程中检查显示图像。将停留时间设置为 10,000 微秒,将脉冲数设置为 100。现在,将由溴化乙基基密封的校准滑块放入舞台适配器中,盖板滑侧向下。
使用接受器照明设置聚焦在幻灯片表面,可识别为具有最亮信号的焦点平面。涂层中的小缺陷将可见,有助于对焦。将幻灯片移动到成像平面上荧光均匀的区域。
单击第一次校准的创建设置或后续校准的更新设置。该软件将初始化校准过程,自动漂白和检测漂白点的位置。通过评估最终图像确保校准成功,最终图像将是一个三按三格的漂白点网格,应均匀分布并聚焦。
保存校准图像供将来参考。拆下校准幻灯片并安全地存放。应在开始每个实验之前执行校准,但不需要在样本之间执行校准。
为活细胞成像准备显微镜设置,最好有加热阶段和目标,以及二氧化碳控制。允许平衡 20 分钟。现在,将表达张力传感器的细胞生成样本之一放入显微镜支架中进行成像。
让单元格平衡 10 分钟。为确保成像细胞的健康,在成像室中保持37摄氏度的温度。使用近光泵以每分钟 15 毫升的速度将加湿的 5% 二氧化碳通过样品,以保持 pH。
打开多维采集工具(MDA)并设置其F FRET成像参数,包括不同的滤波器集。保存此 MDA 到实验文件夹,名称为MDA_FRET_date。使用 FRAP 成像参数设置另一个 MDA,包括不同的滤波器集、延时设置和日志,以在预漂白采集后脉冲激光。
保存此 MDA 到实验文件夹,名称为MDA_FRAP_date。在屏幕顶部的工具栏中,选择"日记本""开始录制"。打开 MDA 窗口,加载MDA_FRET_date,然后按"获取"。
然后加载MDA_FRAP_date,然后按"获取"。在采集结束时,在屏幕顶部的工具栏中,选择"日志",停止录制。将此日志保存到实验文件夹,FRETFRAP_date并将其添加到工具栏中,以便于访问。
关闭 MDA 窗口。使用"获取"下的图像采集导航样本,以最少的曝光时间和中性密度滤波器获取样本,以识别感兴趣的细胞。通过导航到"设备、对焦"设置连续自动对焦。
手动聚焦样品,直到到达正确的成像平面。单击"设置连续对焦"并等待系统调整。系统调整后,单击"开始连续对焦"。
然后找到一个表示张力传感器的单元,将清晰定位到感兴趣的结构,然后捕捉图像。绘制一个矩形感兴趣区域(或 ROI)以突出显示漂白地点。存储此 ROI 位置。
现在初始化FRETFRAP_date日志,该日志将开始获取 FRET 图像,然后初始化 FRAP 延时。重复这些步骤,直到获得 10 到 15 个图像集。然后分析F FRET-FRAP数据,详见文本协议中。
此处显示的具有代表性的 FRET 成像的文库林张力传感器,经过分割和掩蔽,以隔离焦粘附。在整个细胞中可以看到葡萄球素负载的种族变化。FRAP 成像和分析可能受到焦粘附稳定性的影响。
在成像期间快速转位的焦点粘附可能难以准确跟踪。通常,这由包含不连续性和不可解释的 FRAP 曲线指示。对于野生型葡萄林,蛋白质载荷与周转率呈反比相关,表明葡萄林以力稳定。
引入文库林的突变以影响其与塔林的结合,导致相关性的逆转,表明无法结合塔林的葡萄林被力破坏。在尝试此过程时,必须记住正确准备样本,确保细胞在内源水平上表达传感器,并仔细选择成像参数。按照这个程序,其他方法,如免疫荧光,测量细胞规模动力学或具有挑战性的细胞与各种抑制剂,以回答其他问题,如感兴趣的蛋白质如何与其他亚细胞成分相互作用,以协调对力的反应。