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Method Article
Drosophila Schneider (S2), las células son un sistema cada vez más popular para el descubrimiento y el análisis funcional de los genes. Nuestro objetivo es describir algunas de las técnicas microscópicas que hacen que las células S2 como un sistema experimental cada vez más importante.
El sistema experimental ideal sería barato y fácil de mantener, susceptibles de una variedad de técnicas, y sería apoyado por una extensa bibliografía y base de datos de secuencia del genoma. Cultivos de células S2 de Drosophila, el producto de desvincularse 20-24 embriones horas de edad 1, posee todas estas propiedades. En consecuencia, las células S2 son extremadamente bien adaptado para el análisis de los procesos celulares, incluyendo el descubrimiento de los genes que codifican los componentes moleculares del proceso o mecanismo de interés. Las características de las células S2 que son más responsables de su utilidad son la facilidad con que se mantienen, su exquisita sensibilidad a doble cadena (ds) mediada por RNA de interferencia (RNAi), y su docilidad a la microscopía de fluorescencia, ya sea en vivo o fija las células.
S2 células pueden ser cultivadas en una variedad de medios, incluyendo un número de bajo costo, disponibles en el mercado, completamente definido, medio libre de suero 2. Además, crecen de manera óptima y rápida a 21-24 ° C y se pueden cultivar en una variedad de recipientes. A diferencia de las células de mamíferos, las células S2 no requieren de un ambiente regulado, sino hacer bien con el aire normal, e incluso se puede mantener en frascos sellados.
Como complemento a la facilidad de ARNi en las células S2 es la capacidad de analizar rápidamente fenotipos inducidos experimentalmente por fase o microscopía de fluorescencia de células fijas o en vivo. S2 células crecen en la cultura como una sola monocapa, pero no muestran inhibición por contacto. En cambio, las células tienden a crecer en colonias en cultivos densos. A baja densidad, las culturas S2 crecido en el vidrio o el plástico de cultivo de tejidos tratados son redondos y poco adheridas. Sin embargo, la citología de las células S2 puede ser mejorado mediante la inducción de ellos para aplanar ampliamente cultivando brevemente sobre una superficie recubierta con la lectina, concanavalina A (ConA) 3. S2 células también pueden ser transfectadas establemente con marcadores de fluorescencia con etiquetas a las estructuras de la etiqueta u orgánulos de interés en las células vivas o fijas. Por lo tanto, el escenario habitual para el análisis microscópico de las células es la siguiente: las primeras células, S2 (que puede tener para expresar transgenes marcadores etiquetados) son tratados por RNAi para eliminar una proteína diana (s). Tiempo de tratamiento RNAi puede ser ajustado para permitir que las diferencias en las proteínas a su vez-sobre la cinética y para minimizar el trauma de células / la muerte si la proteína diana es importante para la viabilidad. A continuación, las células tratadas se transfirió a una placa que contiene un cubreobjetos pre-recubiertos con ConA inducir a las células para difundir y se adhieren firmemente al vidrio. Finalmente, las células son expuestas con la elección del investigador de los modos de microscopía. S2 células son particularmente buenos para los estudios que requieren la visualización ampliada de células vivas ya que estas células mantenerse saludable a temperatura ambiente y la atmósfera normal.
1. Preparación de las células S2 para microscopía
Schneider células S2 se derivan de embriones con tripsina a finales de Oregon R Drosophila. Cultura original de Schneider consistió en una mezcla de tipos de células, pero se hizo más homogéneo con el paso continuo 1. Ellos han sido descritos como similares a los macrófagos (que son fagocíticas), con expresión de los genes-como hemocitos. S2 células pueden ser obtenidas de la ATCC, DGRC o Invitrogen.
A. Selección del medio de cultivo
Una serie de medios de comunicación han sido utilizados para cultivar células S2. Ninguno de los medios de comunicación se mencionan a continuación requieren un 5% de CO2 la atmósfera.
B. Las condiciones de cultivo
S2 células se mantienen fácilmente a temperatura de laboratorio normales y condiciones de la atmósfera. Cuando la imagen en vivo de las células S2 períodos prolongados, las principales causas de muerte de las células son la deshidratación y la toxicidad de fotos. La deshidratación se puede prevenir fácilmente por medio de mantener suficientes en el plato en el microscopio. Foto-toxicidad es un problema complicado que requiere reducir al mínimo la exposición de las células acumuladas de alta intensidad, luz de alta energía, mientras que imágenes con la frecuencia suficiente para capturar eventos de interés con una resolución espacial adecuada y temporal.
2. Microscopía de células S2
A. microscopia de células vivas
Usamos microscopios invertidos para visualizar las células vivas S2 chapada en platos con fondo de cristal. Los platos de fondo de cristal se describe a continuación va a mantener las células en un estado muy similar a su estado normal de cultivo, y también permite que las células vivas para ser examinados a través del cristal de microscopía de grado.
B. microscopia de células fijas
3. Limitaciones / problemas
Como con cualquier sistema experimental, hay limitaciones a la utilización de células S2. En primer lugar, las células cultivadas S2 generalmente presentan un bajo índice mitótico (aproximadamente el 1% en el medio libre de suero), mientras que los índices mitóticos para muchas líneas de células transformadas de mamíferos son hasta 10 veces mayor. Por lo tanto, para los estudios de fenotipos mitótico, culturas S2 células requieren una búsqueda de más tiempo para encontrar las células adecuadamente etapas. En segundo lugar, para los estudios del ciclo celular, los tratamientos con fármacos son muy efectivos para detener a las células S2 durante fases específicas del ciclo celular. Sin embargo, los compuestos que tienen reversible del ciclo celular efectos detención en cultivos de células de mamíferos no son fáciles de lavado en las células S2. Por lo tanto, los protocolos para la sincronización de la proliferación de células S2 no se han establecido. Las células en tercer lugar, S2 no son migratorias ni mostrar las características del epitelio.
4. Resultados esperados
El mayor punto de venta para las células S2 es su utilidad como un sistema modelo. Son particularmente útiles para la evaluación de las funciones celulares de la proteína de interés: las células S2 son tratados por dsRNA utilizando RNAi es fácil (y relativamente barato) sintetizado en el laboratorio, y sirven también para el análisis de células vivas y de inmunofluorescencia de células fijas . Además, una ventaja clave para las células S2 es la facilidad con la que se puede mantener en el laboratorio, utilizando relativamente barato medio libre de suero y no el cultivo de tejidos incubadora.
Un experimento típico implicaría placas células S2 en un recipiente de cultivo de tejidos adecuados (por ejemplo, una placa de 6 o de 96), la adición de fabricación casera dsRNA a los pozos, y el posterior mantenimiento de los cultivos como las proteínas dirigidas por el agotamiento gradual de RNAi. En función de las proteínas diana están agotando, las células pueden mostrar un cambio morfológico y / o de comportamiento como resultado de la proteína objetivo derribar al adversario. El tiempo necesario para reducir la expresión de la proteína diana a un mínimo específico de la proteína y debe ser determinada por Western Blot.
Normalmente las células S2 no se adhieren firmemente al plástico o vidrio, y esto supondría un problema para los experimentos que requieren el examen microscópico de las células tratadas. Sin embargo, las células S2 pueden ser inducidas a aplanar ampliamente por simplemente sembrando en una superficie recubierta con la lectina, concanavalina A (ConA). Dentro de una hora de la siembra de ConA, la mayoría de las células han perdido su aspecto redondeado, como resultado de la difusión en gran medida en la superficie de ConA (Figura 1). Las células están listas para su procesamiento (por ejemplo, mediante la fijación y tinción) o la observación microscópica de las células vivas.
S2 células también pueden ser transfectadas (usando una variedad de reactivos químicos o electroporación) que sea de forma transitoria expresa un gen exógeno o incorporar de manera estable el gen en el genoma (por lo tanto la creación de una línea celular que mantiene el gen exógeno a través de repetidas divisiones). Transfecciones puede servir para muchos propósitos, como la expresión de proteínas de marcado con fluorescencia que las estructuras de la marca de interés fijo o en las células vivas (Figura 2), o que se utilizan como cebo en los experimentos in vivo pull-down o inmunoprecipitación, etc
El método de análisis depende de COURSE, sobre la cuestión biológica siendo abordados por el experimento. Un método común de análisis de RNAi tratados con células S2 es la inmunofluorescencia de células fijas (Figura 3). Por ejemplo, la inmunofluorescencia se suele utilizar con las pantallas de todo el genoma de Drosophila bibliotecas de genes para identificar rápidamente las proteínas con actividades interesantes en vivo. El análisis se puede hacer más elaborado de forma simultánea múltiples proteínas que agotan la meta en las células S2 con el fin de examinar las posibles interacciones funcionales entre las proteínas diana. Y el análisis se puede extender a las células vivas, para observar el efecto de RNAi en los procesos dinámicos. Una vez más, las células S2 son especialmente adecuados para este tipo de análisis, ya que pueden chapada en ConA recubiertos con fondo de cristal platos y se visualizan durante muchas horas en un microscopio invertido, sin la necesidad de una cámara ambiental.
Figura 1. Imágenes de contraste de fase (20 aumentos) de las células S2 después de la siembra en un concanavalina A recubierto con fondo de cristal plato. Los números indican los minutos después de la siembra. Tenga en cuenta que las células se vuelven fase oscura como se aplanan en la hoja de cubierta de revestimiento. Aplanamiento celular es evidente por 15 minutos (flechas) y es prácticamente completa a los 60 minutos. Panel de la derecha: imagen ampliada de las células adjunto; sus márgenes extendida y aplanada son claramente visibles (cabeza de flecha). Barra de escala (para los cuatro paneles de la izquierda), 20 micras.
Figura 2. S2 células transfectadas transitoriamente con la construcción de una fusión que consiste en nucleofosmina (un marcador para el núcleo), fusionado con el fluoróforo, EGFP (verde). Estas células fueron colocadas en un ConA recubiertos con fondo de cristal plato, y luego con imágenes de la CID y de epifluorescencia. Barra de escala, 15 micras.
. Figura 3 S2 células fijadas immunostained de PLP (verde, un marcador centríolo), microtúbulos (rojo), y Hoechst-manchada (azul) de los cromosomas. Antes de la fijación y la tinción, las células fueron sometidas a un tratamiento de 4 días, ya sea con el control de RNAi o RNAi para derribo de las ENT, una proteína kinesin-como que promueve polo del huso "concentración" 4. Tenga en cuenta las abiertas polos del huso y desorganizada husos en las células tratadas con ENT RNAi. Barra de escala de 2,5 micras.
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Para el campo de la biología celular, un sistema ideal sería barato de mantener, fácil de manipular, y es susceptible de una variedad de técnicas. Células S2 de Drosophila satisfacer estos requisitos, por lo que han convertido rápidamente en el sistema de elección para un creciente número de celular biología de los laboratorios.
Hemos presentado un breve resumen de los métodos para preparar las células S2 para microscopía. Una virtud notable de las células S2 es el hech...
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Este trabajo fue apoyado en parte por el Instituto Nacional del Cáncer P30 CA23074, la Sociedad Americana del Cáncer Investigación Institucional subvención 74-001-31, y la Universidad del. de Arizona GI SPORE (NCI / NIH CA9506O).
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
S2 cells | ATCC | CRL-1963 | http://www.atcc.org/ |
S2 cells | DGRC | stock number 6 | https://dgrc.cgb.indiana.edu/ |
S2 cells | Invitrogen | R690-07 | |
Sf900 II | Invitrogen | 10902-096 | serum-free medium |
HyClone SFX-Insect | Thermo Fisher Scientific, Inc. | SH30278 | serum-free medium |
Insect-Xpress | BioWhittaker | 12-730 | serum-free medium |
Schneider’s S2 medium | Invitrogen | 11720-034 | Add 10% (final) heat-inactivated FBS to make complete medium. |
Fetal bovine serum | Invitrogen | 10438026 | heat inactivated |
100x antibiotic solution | MP Biomedicals | 91674049 | contains penicillin (10000 U/mL), streptomycin (10000 μg/mL), and amphotericin B (25 μg/mL) |
Concanavalin A | MP Biomedicals | 195283 | |
Formaldehyde | Electron Microscopy Sciences | 15714 | 32% solution |
Methanol | Mallinckrodt Baker Inc. | 9049 | anhydrous, ACS grade |
Molecular sieves | Acros Organics | 19724 | type 3A |
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