A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
פונקציות אנדוזום מוקדם תלויים פלמור אקטין-F. כאן, אנו מתארים מבוסס מיקרוסקופיה במבחנה assay זה reconstitutes את התגרענות ואת פלמור של F-אקטין על ממברנות endosomal מוקדם במבחנות, ובכך הפך את סדרת תגובות מורכבת זו נוטה הביוכימי ותעשיה מניפולציות.
פונקציות רבות אנדוזום מוקדם, במיוחד מטען החלבון ומיון ממברנה דפורמציה, תלויים כתמים של חוטים F-אקטין קצרים nucleated על גבי קרום endosomal. הקמנו מבוסס מיקרוסקופיה במבחנה assay זה reconstitutes את התגרענות ואת פלמור של F-אקטין על ממברנות endosomal מוקדם במבחנות, ובכך הפך את סדרת תגובות מורכבת זו נוטה גנטי וביוכימי מניפולציות. שברים Endosomal מוכנות על ידי ציפה במעברי צבע סוכרוז מתאי לבטא את החלבון endosomal מוקדם GFP-RAB5. שברים cytosolic מוכנות של קבוצות נפרדות של תאים. הן endosomal והן cytosolic שברים ניתן לאחסן קפוא חנקן נוזלי, במידת הצורך. ב וזמינותו, endosomal ואת cytosolic שברים מעורבים, התערובת מודגרת ב 37 מעלות צלזיוס בתנאים המתאימים (למשל, יונית כוח, להפחית את הסביבה). בזמן הנסיעה, תערובת התגובה הוא קבוע, F-אקטין מתגלה עם phalloidin. התגרענות אקטין, הפילמור מכן נותחו על ידי קרינה פלואורסצנטית מיקרוסקופ. כאן, אנחנו מדווחים כי assay זה יכול לשמש כדי לחקור את התפקיד של הגורמים המעורבים או אקטין התגרענות על הקרום, או התארכות עוקבות, מ., או crosslinking של F-אקטין חוטים.
התאים האיקריוטים גבוה יותר, חלבונים ושומנים הם הפנימו לתוך מוקדם endosomes איפה המיון מתבצע. כמה חלבונים ושומנים, שנועד להיות reutilized, שולבו צינורי מחוזות endosomes מוקדמת, ואז מועברים קרום פלזמה או טרנס-גולג'י רשת (TGN)1,2. לעומת זאת, חלבונים ושומנים אחרים ארוזים באופן סלקטיבי לתוך מחוזות endosomes מוקדמת כי התערוכה מראה multivesicular. אזורים אלה הרחב, על ניתוק ממברנות endosomal מוקדם, בסופו של דבר בוגרת לתוך שלפוחית המוביל endosomal חינם או גופים multivesicular (ECV/MVBs), אשר אחראים על תובלת המטענים לעבר המנוח endosomes1, 2.
אקטין ממלא תפקיד מכריע בתהליך שיפוץ ממברנה המשויכים להן אנדוזום והיכולת מיון endosomal. חלבון מיון לאורך המסלולים מיחזור קרום פלזמה או את TGN תלוי את retromer קומפלקס החלבונים הקשורים. מכונות מיון זה נראה להיות מצמידים את היווצרות של מיחזור בקוריאנית באמצעות האינטראקציות של retromer מתחם עם צרעה והצלקת homologue (שטיפה) מורכב, מסועף אקטין3,4,5 . לעומת זאת, מולקולות המיועדים השפלה, במיוחד הפעלת קולטנים איתות, מסודרים לתוך שלפוחית intraluminal (ILVs) על ידי endosomal מיון מתחמי הדרושים עבור תחבורה (ESCRT)2,6, 7. בעוד תפקיד אפשרי של אקטין בתהליך מיון תלוי-ESCRT אינו ידוע, F-אקטין ממלא תפקיד חשוב להן של ECV/MVBs, תחבורה מעבר endosomes המוקדמות. בפרט, מצאנו כי annexin A2 נקשר מועשרת כולסטרול אזורים של אנדוזום מוקדם, ויחד עם spire1, nucleates פלמור אקטין-F. היווצרות של הרשת אקטין מסועף מובחנים endosomes דורשת את הפעילות הסתעפות של החלבון אקטין הקשורות (ARP) 2/3 מורכבים, כמו גם את moesin חלבון ERM ו-8,9cortactin חלבון מחייב אקטין.
כאן, אנו מתארים מבוסס מיקרוסקופיה במבחנה assay זה reconstitutes את התגרענות ואת פלמור של F-אקטין על ממברנות endosomal מוקדם במבחנות. Assay הזה שימש בעבר כדי לחקור את התפקיד של annexin A2 ב- F-אקטין התגרענות ואת moesin ואת cortactin על היווצרות endosomal אקטין רשתות8,9. עם זה פרוטוקול במבחנה , הסדרה מורכבת של התגובות המתרחשות על endosomes במהלך פלמור אקטין הופכים לבצע ניתוח הביוכימי והמולקולרי של השלבים רציפים של התהליך, לרבות התגרענות אקטין, ליניארי פלמור, מסעף ו crosslinking.
1-פתרונות, ההכנות
הערה: כל מאגרי ופתרונות צריכה להיות מוכנה מזוקק פעמיים (dd) H 2 O. מכיוון המדינה הידרציה של סוכרוז משתנה, הריכוז הסופי של כל הפתרונות סוכרוז להיקבע באמצעות משאבות-מעבדות של.
2. תרבית תאים
3. הכנה שבר Endosomal
הערה: פרוטוקול זה מתאר ההכנה פשוטה של שברים subcellular המכיל endosomes וממברנות אור אחרים. אם יש צורך, שברים אנדוזום מטוהרים ניתן גם בשימוש 11. להכין 2 צלחות פטרי (הקוטר החיצוני ס מ-10; 57 ס מ 2) של תאים confluent לבטא GFP-RAB5 כמתחילה חומר. המספר הכולל של הלה confluent, בתאים 2 צלחות פטרי מקביל בערך 2.5 x 10 7 תאים. בעת הצורך, endosomes וניתן גם להכין מתאי מדולדל של חלבון של הריבית (כלומר, שימוש RNAi או CRISPR/Cas9) ו/או overexpressing טופס wildtype או מוטציה של החלבון עניין, תמיד ביטוי GFP-RAB5.
שים לב: כל השלבים של פרוטוקול fractionation צריכה להתבצע על קרח
4. ציטוזול הכנה
הערה: להכין 2 פטרי (בקוטר 10 ס מ; 57 ס מ 2) של תאים confluent הלה כמתחילה חומר. בעת הצורך, ניתן ציטוזול גם להכין מתאי מדולדל של חלבון של הריבית (כלומר, שימוש RNAi או CRISPR/Cas9) ו/או overexpressing של wildtype או הטופס mutant של החלבון עניין. לגבי פרוטוקול fractionation אנדוזום, כל הצעדים צריכה להתבצע על קרח
5. שיטת מדידה אנדוזום תלוית פלמור אקטין ב חוץ גופית
הערה: פלמור אקטין אנדוזום תלוית יכול להתבצע באמצעות שתי גישות אלטרנטיביות. בגישה הראשונה, החומרים הם מעורבים במבחנה, קבוע, הועבר coverslip, ניתח. בגישה השנייה, המתוארים כאן, וזמינותו יכולה להתבצע ישירות בבית הבליעה הדמיה, יכול להיות קבוע וניתח ללא ההפרעות מכני ( איור 2C). בגישה זו השנייה, התערובת assay לא מועבר ממבחנות coverslip, וכך נשאר בשלוות נפש, הפחתת הסכנה של רשתות F-אקטין להיות מוטרד פיזית במהלך ההעברה. בנוסף, גישה זו השנייה היא תואמת לניתוח בצילום מואץ של F-אקטין הפילמור. יצוין כי אין הבדל בניתוח פלמור אקטין-F נצפתה גם גישה.
הערה: השתמש לחתוך טיפים לאורך כל הפרוטוקול.
6. התמונה Acquisition, ניתוח של אקטין ברשת
כדי לקבל תובנות לגבי היווצרות של F-אקטין תיקונים הקרומים אנדוזום מוקדם, עקבנו פרוטוקול המתוארים באיור2. בקצרה, התאים היו transfected עם GFP-RAB5, ואז endosomes מוקדם הוכנו על ידי subcellular fractionation. אלה endosomes מוקדם מטוהרים היו מודגרות עם ציטוזול על מנת לספק אקטין עצמה, כמו גם ?...
אקטין ממלא תפקיד מכריע אנדוזום ממברנה dynamics4,14. בעבר דיווחנו כי אקטין התגרענות הפילמור מתרחשים על endosomes מוקדם, ויוצרים F-אקטין תיקונים קטנים או רשתות. רשתות אלה F-אקטין נדרשים לחלוטין להעברה ממברנה מעבר endosomes מוקדמת לאורך השביל השפלה. הפרעה בשלב כלשהו של תהליך ...
המחברים מצהירים כי יש להם אינטרסים כלכליים אין מתחרים.
תמיכה נתקבל שוויצרי הקרן הלאומית למדע; התוכנית Sinergia שוויצרי; הפולנית-השוויצרי מחקר תוכנית (PSPB-094/2010); NCCR בביולוגיה כימיים; LipidX מן היוזמה SystemsX.ch שוויצרי, מוערכים על ידי קרן המדע הלאומית השוויצרית (כדי ג'יי ג'י). O. מ נתמכה על ידי התחברות לטווח ארוך EMBO (ALTF-516-2012).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
NaCl | Sigma-Aldrich | 71380 | |
KCl | Acros Organics | 196770010 | |
KH2PO4 | AppliChem | A1042 | |
Na2HPO4 | Acros Organics | 424370025 | |
Hepes | AppliChem | A3724 | |
Magnesiun acetate tetrahydrate | Fluka | 63047 | |
Dithiothreitol (DTT) | AppliChem | A2948 | |
Imidazole | Sigma-Aldrich | 10125 | |
NaOH | Fluka | 71690 | |
Sucrose | Merck Millipore | 107687 | |
Leupeptin | Roche | 11017101001 | |
Pepstatin | Roche | 10253286001 | |
Aprotinin | Roche | 10236624001 | |
Paraformaldehide | Polysciences. Inc | 380 | |
Alexa Fluor 555 phalloidin | Molecular Probes | A34055 | |
Actin rhodamine | Cytoskeleton. Inc | APHR-A | |
Mowiol 4-88 | Sigma-Aldrich | 81381 | poly(vinyl alcohol), Mw ~31 000 |
DABCO | Sigma-Aldrich | D-2522 | |
Tris-HCl | AppliChem | A1086 | |
β-casein | Sigma-Aldrich | C6905 | |
Filter 0.22 μm | Millex | SL6V033RS | |
Round 10 cm dishes for cell culture | Thermo Fisher Scientific | 150350 | |
Plastic Pasteur pipette | Assistent | 569/3 40569003 | |
15-mL polypropylen tube | TPP | 91015 | |
Hypodermic Needle 22G Black 30mm | BD Microlance | 300900 | |
Sterile Luer-slip 1mL Syringes without needle | BD Plastipak | 300013 | |
Micro glass slides | Assistent | 2406 | |
18 x 18-mm glass coverslip | Assistent | 1000/1818 | |
SW60 centrifuge tube | Beckman coulter | 344062 | |
TLS-55 centrifuge tube | Beckman coulter | 343778 | |
200-μL yellow tip | Starlab | S1111-0706 | |
1,000-μL Blue Graduated Tip | Starlab | S1111-6801 | |
1.5-mL test tube | Axygen | MCT-175-C 311-04-051 | |
18-mm diameter round coverslip | Assistent | 1001/18 | |
35-mm diameter round dish with a 20-mm glass bottom (0.16 - 0.19 mm) | In vitro Scientific | D35-20-1.5-N | |
Refractometer | Carl Zeiss | 79729 | |
Plasma cleaner | Harrick Plasma | PDC-32G | |
Sorvall WX80 Ultracentrifuge | Thermo Fisher Scientific | 46900 | |
Tabletop ultracentrifuge | Beckman coulter | TL-100 | |
SW60 rotor | Beckman coulter | 335649 | |
TLS-55 rotor | Beckman coulter | 346936 | |
Confocal microscopy | Carl Zeiss | LSM-780 | |
Fugene HD transfection reagent | Promega | E2311 | |
Protein assay reagent A | Bio-Rad | 500-0113 | |
Protein assay reagent B | Bio-Rad | 500-0114 | |
Protein assay reagent S | Bio-Rad | 500-0115 | |
Cell scraper | Homemade | Silicone rubber piece of about 2 cm, cut at a very sharp angle and attached to a metal bar or held with forceps | |
Refractometer | Carl Zeiss | ||
Minimum Essential Medium Eagle (MEM) | Sigma-Aldrich | M0643 | |
FCS | Thermo Fisher Scientific | 10270-106 | |
MEM Non-Essential Amino Acids (NEAA) | Thermo Fisher Scientific | 11140-035 | |
L-Glutamine | Thermo Fisher Scientific | 25030-024 | |
Penicillin-Streptomycin | Thermo Fisher Scientific | 15140-122 | |
pH Meter 691 | Metrohm | ||
ImageJ software | NIH, Bethesda MD |
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