Method Article
הקרינה באתרו (דגים) שיטת ההכלאה פותח כדי לזהות ויזואלית RNA הגנומי ויראלי באמצעות מיקרוסקופ פלואורסצנטי. בדיקה הוא עשה עם סגוליות על RNA ויראלי ניתן לזהות באמצעות שילוב של הכלאה וטכניקות immunofluorescence. טכניקה זו מציעה את היתרון של זיהוי לוקליזציה של רנ"א נגיפי או דנ"א על המצב היציב, מתן מידע על שליטה של אירועים הסחר תאיים וירוס.
וירוסים להדביק תאים לעורר שינויים ספציפיים פונקציות תאים רגילים המשמשים להסיט את האנרגיה והמשאבים לצורך שכפול נגיפי. היבטים רבים של תפקוד התא המארח הם השתלטו על ידי וירוסים, בדרך כלל על ידי ביטוי של מוצרים גנים ויראלי סלולריים לגייס המארחות חלבונים מנגנונים. יתר על כן, וירוסים ספציפיים מהנדס האברונים קרום או תג על מנת שלפוחית ניידים וחלבונים רכב למקד אזורים של התא (בזמן זיהום דה נובו, וירוסים משתלטים חלבונים רכב מולקולריים כדי למקד את הגרעין, לאחר מכן, במהלך הרכבת הנגיף, הם יוכלו לחטוף את הסלולרי מנגנונים שיסייעו באסיפה של וירוסים). פחות מובן כיצד וירוסים, במיוחד אלו עם הגנום RNA, לתאם את הסחר תאיים של חלבונים ושל רכיבים רנ"א וכיצד להשיג הרכבה של חלקיקים זיהומיות בבית לוקוסים ספציפיים בתא. המחקר של לוקליזציה RNA החלה במחקר מוקדם. לפתח אותם האיקריוטים נמוכותbryos תאים עצביים סיפק מידע ביולוגי חשוב, וכן הדגיש את החשיבות של לוקליזציה RNA בתכנות של מפלי ביטוי גנים. מחקר באורגניזמים אחרים ומערכות תאים הניב מידע חשוב דומה. וירוסים הם טפילים המחייבות וחייבים לנצל את התאים המארחות לשכפל. לכן, חשוב להבין כיצד וירוסים RNA לכוון את הגנום שלהם רנ"א מהגרעין, דרך נקבוביות הגרעין, דרך הציטופלסמה ועל לאחד היעדים הסופיים שלה, אל תוך חלקיקי וירוס צאצאי 1.
דגים משמש ככלי יעיל לזיהוי שינויים לוקליזציה היציב של רנ"א נגיפי. בשילוב עם immunofluorescence (IF) ניתוח 22, דגים / אם שיתוף ניתוחים יספק מידע על איתור משותף של חלבונים עם RNA ויראלי 3. ניתוח זה ולכן מהווה נקודת התחלה טובה לבדוק RNA אינטראקציות חלבון ידי ביוכימי אחר או Biophysicalבדיקות 4.5, מאז לוקליזציה שיתוף כשלעצמו אינו מספיק ראיות כדי להיות בטוח של אינטראקציה. בחקר נגיפי RNA לוקליזציה באמצעות שיטה כמו זו, מידע בשפע כבר זכה בשני אירועים נגיפיים הסלולר רנ"א סחר 6. לדוגמה, HIV-1 מייצר רנ"א בגרעין של תאים נגועים אבל RNA מתורגם רק בציטופלסמה. כאשר חלבון נגיפי המפתח חסר (חזור) 7, דג של רנ"א נגיפי גילה כי לחסום את התרבות הנגיף בשל החזקת של HIV-1 RNA הגנומי בגרעין 8.
כאן, אנו מציגים את שיטת ניתוח ויזואלי של RNA הגנומי ויראלי באתרו. השיטה עושה שימוש בדיקה RNA שכותרתו. בדיקה זו נועדה להיות משלים את RNA הגנומי ויראלי. במהלך בסינתזה חוץ גופית של RNA antisense בדיקה, ribonucleotide כי הוא שונה עם digoxigenin (DIG) נכלל במבחנה transcription התגובה. לאחר בדיקה יש הכלאה כדי mRNA המטרה בתאים, לאחר תיוג נוגדנים שלבים (איור 1) יגלה לוקליזציה של ה-mRNA, כמו גם חלבונים בעלי עניין בעת ביצוע דגים / אם.
1. בדיקה הכנת
בתגובה שעתוק במבחנה:
לינארית DNA | 23 μl |
1X DIG-RNA תיוג תערובת (Roche) | 4 μl |
1X Transcription חיץ | 8 μl |
20U RNase OUT | 1 μl |
80U T7-RNA פולימראז | 4 μl |
סך הכל | 40 μl |
2. תא קיבוע
3. הקרינה של הכלאה באתרו (דגים)
מערבבים ההכלאה (למשל coverslip, 50 μl):
כמות המניות | חומר (בריכוז הסופי) |
25 μl | לפוראמיד, 50% (deionized, כל מקור) |
5 μl (של 10 מ"ג / מ"ל) | tRNA, 1 מ"ג / מ"ל (Sigma-Aldrich, Inc) |
5 μl (של 20X) | SSPE, 2X |
5 μl (של 50X) | Denharts, 5X |
0.125 μl (5 יחידות) | RNase OUT |
5 μl (25 ng של 5 ng / μl) | בדיקה |
5 μl | H 2 O DEPC, כדי להפוך את סופינפח 50 μl |
4. Immunofluorescence מכתים
5. נציג תוצאות
דוגמה מכתים RNA נגיפי ניתן לראות באיור 2. RNA ויראלי של HIV-1 הוא ראה בכל הציטופלסמה המוצג diffusely על פי רוב, אם כי punctae cytoplasmic קטנה אינן נדירות. הספציפיות ניתן לראות על ידי השוואת תאים חיוביים לתאים הסמוכים המוצגים לא פלואורסצנטי. כפי שהוזכר במבוא, HIV-1, כי אין את החלבון הרגולטורי Rev מייצרת RNA אשר נשמרת הגרעין: זה יכול להיות דמיינו כאות בהיר בגרעין, וחוסר האות הקרינה RNA בציטופלסמה. ביטוי יתר של חלבונים תאיים הוא גם מסוגל להסיט את ההפצה של HIV-1 RNA ויראלי. באיור 2 חזק, ביטוי יתר של חלבונים המעורבים בסחר שלפוחית endosomal (למשל, Rab7-אינטראקציה lysosomal חלבון (RILP) 11 או N-סופני RILP נמחק (RILPN) 11, חלבונים שמפריעים בתפקוד המוטורי dynein [למשל p50/dynamitin 1, 12], להפריע לוקליזציה היציב הרגיל של ה-RNA הגנומי ויראלי כפי שנקבע על ידי ניתוחים דגים ביטוי RILP מוביל לוקליזציה מחדש של RNA הגנומי ויראליים ארגון microtubule מרכז (MTOC) 13;. RILPN מפזר מאוחר endosomes בתוך הציטופלסמה בשל חוסר היכולת לאגד p150 דבוקה של המנוע מורכב dynein 14 וחוסם p50/dynamitin למקטע גדול של dynein המנוע משחרר מאוחר endosomes אלא גם גנטי נגיפי RNA HIV-1 חלבונים מבניים בפריפריה התא 1 (איור 2). מניפולציה של לוקליזציה היציב של RNA הגנומי ויראלי, תורם המפתח מידבק שלחלקיקי נגיף, יהיה המפתח להתפתחות עתידית של הרפוי. בידינו, רנ"א נגיפי מופיע בתא כבר 3 שעות שלאחר transfection וזיהום 10 והופך ניתן לצפות בקלות על ידי טכניקה זו על ידי דג 12 שעות.
באיור 1. תרשים זרימה של פרוטוקול של דגים / אם שיתוף ניתוחים. תאים גדלים על coverslips ולאחר מכן קבוע עם paraformaldehyde. טיפולים של גליצין ו-טריטון X מבוצעות לפני התאים משמשים גם עבור דגים / אם או מאוחסנים אתנול 70% לאחסון. תאים מיובשים לאחסון הם rehydrated ב 1X DPBS (DEPC שטופלו PBS) לפני שהמשיכו בדרכם אל דג / אם. תאים מטופלים עם DNase אני והשאירו למשך הלילה כדי להכליא עם החללית. לאחר ההכלאה הושלמה, התאים נשטפים עם לפוראמיד, כמו גם עם SSPE, וכמה האחרונים 1x DPBS לשטוף. פתרון חסימת מוחל על התאים, ואחריו הדגירה עםנוגדנים ראשוניים. לאחר הכביסה, נוגדנים משניים מוחלים. שתי שוטף האחרונים 1x DPBS להשלים את ההליך מכתים שם על coverslips הם מיובשים רכוב על שקופיות הדמיה.
איור 2. התוצאות מייצגות באמצעות דגים / אם שיתוף ניתוחים.) HIV-1 הוא transfected לתאי הלה ובמקרים מסוימים עם מבנים שגורמים ביטוי יתר של חלבונים תאיים (RILP, p50/Dynamitin ו RILPΔN (מחיקה אמינו מסוף מוטציה)) . דגים / אם שיתוף ניתוחים בוצעה: RNA מזוהה עם ירוק או G3BP או LAMP1 (אדום) כדי לבדל. ב) HIV-1 מתבטא הלה שנאסף בנקודות זמן שונות. נגיפי RNA הוא ביטוי במעקב בירוק ואילו חלבון הסלולר, hnRNP A1, מוכתם באדום. ברים הם בגודל 10 מיקרומטר. תמונות שונה מ 1 הפניות (איורים נבחרים מתוך לוח; RILP, p50/Dynamitin, ו RILP deltaN)ו 17 (לוח ב ').
דגים / אם שיתוף ניתוח היא שיטה אמינה לחזות רנ"א נגיפי בתאים אשר עכשיו שוכללה 9,15,16. במשך מספר שנים, פיתחנו שיטה מעודנת של מכתים עבור RNA. טכניקה זו ניתן להשתמש במגוון רחב של סוגי תאים בתנאי בדיקה ספציפית היעד RNA 17. על ידי תיוג בדיקה עם DIG, אנו מסוגלים לדמיין את הרנ"א על ידי צביעה פשוטה. כאשר מכתים עבור רנ"א וחלבונים אחרים משולבים, דגים / אם שיתוף ניתוחים להיות כלי רב עוצמה לבחון מבנים סלולריים חלבון / RNA לוקליזציה.
הספציפיות של זיהוי RNA הוא גבוה למדי. זו באה לידי ביטוי באיור 2. בחלק מן היצירה המקורית שהתמקדה לוקליזציה נגיפי RNA הגנומי, דגים קבע כי חוסר Rev לכודים רנ"א נגיפי בגרעין 18. מאז זה, המידע החדש בשפע על לוקליזציה נגיפי RNA הגנומי שהושג באמצעות techniquדואר שמתואר כאן. על ידי חלבונים overexpressing סלולריים, אוכלוסיות והן ספציפיות לא הכל של רנ"א נגיפי ניתן לכפות בתרגום לאזורים שונים של התא. Overexpression RILP, אשר דומה פנוטיפ להשיג כאשר hnRNP A2 תיגמר ידי siRNA ב-HIV-1-להביע תאים 13, גורם RNA כדי לצבור בעליל על MTOC. RNA הגנומי ויראלי יכול להיות דחף לפריפריה התא על ידי השבתת חלבון מינוס סוף המנוע, dynein: overexpression מציאה p50/Dynamitin או של כבדות dynein 1 תוצאות שרשרת שחרורו של RNA הגנומי ויראלי מתחומי תאיים לפריפריה נייד ( איור 2). מוטציה של RILP, RILPΔN, אשר לא נקשר מנוע dynein, מתפזר endosomes (מסומן על ידי LAMP1) לתוך הציטופלסמה, כי הם כבר לא פעיל מקומי בדומיינים juxtanuclear. תוצאות אלו מצביעות על הרעיון של האוכלוסייה פלסטיק של HIV-1 RNA הגנומי ובעיקר, כי בריכות שונות של הגנום-1-HIVRNA להתקיים עם התפקידים המזוהים לפעמים במחזור השכפול הנגיפי. מושגים אלה אותם כבר זיהו את החלבון המקודד על ידי ה-mRNA זה, איסור פרסום 19.
יש מגבלות על השימושים של דגים / אם שיתוף ניתוחים הקשורים הבחירה נוגדנים וזמינות. אופטימיזציה של השילוב הטוב ביותר של נוגדנים ראשוניים ומשניים, וריכוזים שלהם, ייקח זמן לבצע אופטימיזציה (ראה לוח 1 & 2). נוגדנים עשוי היברידיים או מיוצר על ידי חברות גדולות יכולות להיות ריכוזי המשתנות בכל מקום בין 01:02 ל 1:2000, אבל כדי להיות בטוח בצע את ההנחיות המסופקות על ידי היצרן לקבלת התוצאות הטובות ביותר. מארח בו את הנוגדן מיוצר צריך גם לקחת בחשבון. כבשים ערבוב עם נוגדנים עזים כמו כן, יש להימנע נוגדנים ראשוניים ומשניים כמו זה תוצאות השילוב ברקע גבוהה בשל בין המינים הכרה (מידע לא מוצג). ל-Alexa פלואוריד secondaנוגדנים ר"י, ריכוז ניתן להשתמש ב 1:500 על נוגדנים כמעט לכל קבוצה. החיסרון השני דגים / אם שיתוף ניתוחים כמתואר בדוח זה היא שהוא מתאר את RNA במיקום שלה בבית היציב, לאחר התאים תוקנו ו permeabilized באמצעות paraformaldehyde וחומרי ניקוי (איור 1).
עם זאת, RNA הדמיה בתאים חיים הושגה באמצעות מגוון רחב של אמצעי 20-22, בעיקר באמצעות וריאציות של נגיפי RNA כי הגנום מתויגים על ידי חלבוני ניאון כגון ה-GFP. עם זאת, אמצעים נוספים כדי לזהות לוקליזציה RNA בתאים חיים ממשיכים פני השטח. אלה שיטות חדשות לערב את RNA תיוג באמצעות 23 תרד, SNAP 24 או MTRIP 2. טכניקות אלו סובלים גם כמה חסרונות, כולל הדרישה permeabilize תאים לפני הוספת מצעים או מחצית חייבים להיות מהונדסים לתייג את ה-mRNA, כדי לזהות את ה-mRNA באמצעות מיקרוסקופ. אכן, אדוה גדולntage של ניתוחים דגים המפורטים בדוח זה נעוצה בעובדה כי RNA הוא יליד ללא שינוי שמוביל את התוצאות הרלוונטיות ביותר מבחינה פיזיולוגית.
אין ניגוד עניינים הצהיר.
המחברים מודים לחברי בעבר ובהווה של המעבדה על תרומתו לפיתוח מתודולוגיה המפורטים כאן לאלן Cochrane עצה. בלוס אנג'לס הוא מקבל מכוני מחקר קנדי הבריאות (CIHR) מלגת דוקטורט AJM נתמך על ידי פרס פרייזר, Monat ו מקפרסון קריירה. עבודה זו נתמכת על ידי מענק מטעם CIHR (מענק # MOP-56974).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
שם מגיב | חברה | מספר קטלוגי | תגובות |
18mm coverslips | VWR | 48380 046 | |
16% paraformaldehyde | JT בייקר | S898-07 | כדי להפוך את 4%: להמיס 20 גר 'ב 1XDPBS 500 מ"ל ב 60 ° C עם 5 טיפות NaOH. pH 7.2 כדי חום וחנות ב -20 ° C. אין לעבור על 70 מעלות צלזיוס! |
Triton-X | OmniPur | 9400 | |
מיקרו Elute ג'ל ערכת חילוץ | רוש | D6294-02 | |
DIG-RNA Labelling Mix | רוש | 11277073910 | |
תמלול T7-RNA פולימראז | Invitrogen | 18033-019 | |
ספין עמודות מהירים | רוש | 11814427001 | |
אני DNase | Invitrogen | 18047-019 | |
1X DPBS | Gibco | 14190-250 | |
לפוראמיד | EMD | FX0420-8 | |
tRNA | Invitrogen | 15401-021 | |
RNase OUT | Invitrogen | 10777-019 | |
נוגדן Enhancer פלורסנט הגדר עבור איתור DIG # 4 (פתרון חסימת) | רוש | 1768506 | |
Alexa פלואוריד נוגדנים משניים | Invitrogen | ר 'טבלה 2 | |
ההכלאה תנור | Boekel מדעentific | דגם 24100 | |
Microslides | VWR | 48300-047 | |
Immunomount | Thermoscientific | 9990402 |
טבלה 1. זיהוי של חומרים כימיים מסוימים וציוד
מינים של נוגדנים נגד DIG (דילול, החברה מס 'קטלוגי) | צבעים | Alexa פלואוריד משמש (1:500) |
עכבר (1:500, Sigma, B7405) | ירוק | Alexa פלואוריד 488 חמור נגד העכבר (Invitrogen, A21202) |
אדום | Alexa פלואוריד 594 חמור נגד העכבר (Invitrogen, A21203) | |
כחול | Alexa פלואוריד 647 חמור נגד העכבר (Invitrogen, A31571) | |
כבשה (1:200, רוש, 11376623) | ירוק | Alexa פלואוריד 488 חמור נגד כבשים (Invitrogen, A11015) |
אדום | Alexa פלואוריד 594 חמור נגד כבשים (Invitrogen, A11016) | |
כחול | Alexa פלואוריד 647 חמור נגד כבשים (Invitrogen, A21448) |
לוח 2. שילובים של נוגדנים משניים וחופרים נגד מופיע עם מספרים קטלוג וריכוזים.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved