אנו מודים בני הזוג. ארז אליהו, דניאל מלמד, Ophry פינס ודורון רפפורט לעזרה והערות במהלך הקמתה של פרוטוקול זה. עבודה זו ממומנת על ידי הקרן הלאומית למדע (מענק מספר 1193-1109).

1. מיטוכונדריה טיהור לשקול את גלולה של תאים. בערך 0.6 גרם מתקבלים מ100 תאים למ&quot;ל. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגדול 100-150 מיליליטר של תאי שמרים לOD 600 = 1-1.5 ב30 ° C במדיום גידול nonfermentable, כגון מצע גידול מבוסס גלקטוז, על מנת להעשיר למיטוכונדריה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תאי צנטריפוגה ב 3,000 XG במשך 5 דקות בטמפרטורת חדר וזורקים supernatant. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שטוף את הכדור עם מים מזוקקים כפולים ו צנטריפוגות שוב. בטל supernatant. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Resuspend גלולה ב 1 מיליליטר DTT הצפת ל0.5 גרם של תאים. חשוב לטיפול בתאים עם סוכן צמצום כדי לשבור את קשרי דיסולפיד בתוך דופן התא, ובכך לשפר את הידרוליזה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה התאים עבור 10 דקות ב30 ° C עם רעד עדין. בינתיים, שוקל zymolyase 6 מ&quot;ג לכל 1 גרם של תאים ולהשעות אותו בZymolyase הצפת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תאי צנטריפוגה ב 3,000 XG במשך 5 דקותטמפרטורת חדר לא וזורקים supernatant. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Resuspend גלולה ב 1 מיליליטר Zymolyase הצפת ל0.15 גרם של תאים. לא מערבולת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד OD 600 של 10 aliquot μl של התאים ב990 μl מים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוספת Zymolyase (שלב 1.5) לתאים לhydrolyze פולימרים של גלוקוז בβ-1 ,3-גלוקן הקשרים וליצור spheroplasts. מהשלב הזה, צריך להיות כל הזמן spheroplasts בתמיסה איזוטונית כדי להימנע תמוגה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה תאים עבור 15 דקות ב 30 מעלות צלזיוס (לפעילות אופטימלית של zymolyase) עם רעד עדין. כדי לוודא הידרוליזה של דופן התא ודור spheroplasts, לערבב 10 μl של התאים עם 990 μl מים. Spheroplasts צפוי lyse בשל הבדל האוסמוטי, ו600 OD צריכים להיות לפחות פי 10 פחות מהשווי שנקבע בשלב 1.9. אם לא, תמשיך דגירה עם zymolyase לעוד דקות 15. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תאי צנטריפוגה ב 3,000 XG במשך 5 דקות בטמפרטורת חדר. זהירות דיסכרטיס supernatant, כגלולה עשוי להיות לא יציב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שטוף spheroplasts עם Zymolyase הצפת וזורקים supernatant. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Resuspend spheroplasts עם 100 בינוני שחזור מיליליטר. העבר spheroplasts לבקבוק Erlenmeyer דגירה במשך שעה 1 ב30 ° C עם רעד. צעד התאוששות זו הוא הכרחי שכן בתרגום טיפול Zymolyase נעצר ולוקליזציה mRNA מופרת (איור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 0.1 מ&quot;ג / מיליליטר CHX וspheroplasts העברת צינור חרוטי 50 מיליליטר precooled. בנוסף CHX חשוב להקפיא את העמותה &#39;הריבוזומים עם mRNAs. לפיכך, הריבוזומים תלויים עמותת mRNA עם מיטוכונדריה נשמר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> spheroplasts צנטריפוגה ב 3,000 XG במשך 5 דקות ב 4 ° C וזורקים supernatant. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שטוף פעמיים עם קרה מניטול הצפת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Resuspend spheroplasts עם 4 מיליליטר קר מניטול הצפת ולהעביר אותם לhomogenizer Dounce של 15 מיליליטר קיבולת מצויד בהולם בחוזקההעלי. בעדינות לשבור spheroplasts עם 15 משיכות ולהעביר lysate לצינור 13 מיליליטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה lysate ב1,500 XG במשך 6 דקות ב 4 ° C עד גלולה גרעינים ותאים רצופים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעביר בזהירות את supernatant לצינור חדש. להפריש 1 מיליליטר (25%) של המדגם כמדגם unfractionated (מדגם &quot;סך הכל&quot;). העברת 50 מיליליטר של מדגם זה לצינור חדש ולהוסיף 15 מיליליטר של 4X LSB לניתוח כתם מערבי. משקע RNA משאר המדגם &quot;סך הכל&quot; (ראה פרוטוקול 3, ממטרים RNA). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה supernatant ב 10,000 XG 10 דקות ב 4 ° C עד גלולה מיטוכונדריה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעביר את supernatant (~ 3 מיליליטר) לצינור חדש ולשמור אותו על קרח. זה שבריר &quot;Cytosolic&quot;. העברת 50 מיליליטר של מדגם זה לצינור חדש ולהוסיף 15 מיליליטר של 4x LSB לניתוח כתם מערבי. משקע RNA משאר המדגם &quot;Cytosolic&quot; (ראה Protocol 3, ממטרים RNA). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שטוף את הכדור עם 3 מיליליטר מניטול הצפת ו צנטריפוגות שוב ב 10,000 XG 10 דקות ב 4 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Resuspend את הכדור עם 3 מיליליטר מניטול הצפת. מדגם זה מכיל את המיטוכונדריה, ומכונה שבר &quot;מיטוכונדריה&quot;. העברת 50 מיליליטר של מדגם זה לצינור חדש ולהוסיף 15 מיליליטר של 4x LSB לניתוח כתם מערבי. </li></ol> 2. RNA חילוץ <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף לכל נפח דגימה אחת של ז 8 guanidinium-HCl ושני כרכים של 100% אתנול. וורטקס ו דגירה של לפחות 2 שעות ב-20 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה דגימות 10,000 XG במשך 20 דקות ב 4 ° C. בטל supernatant. להיזהר כמו גלולה עשויה להיות לא יציבה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שטוף את הכדור עם EtOH 70%. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Resuspend את הכדור עם 400 מיליליטר מים RNase ללא ולהעביר את הדגימה לצינור Eppendorf חדש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לזרז את הרנ&quot;א שוב על ידי הוספת 0.1 נפח של 3 acetat M נתרןדואר pH 5.2 ושני כרכים של 100% EtOH. וורטקס ו דגירה של לפחות 2 שעות ב-20 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה דגימות 20,000 XG עבור 20 דקות ב 4 ° C. בטל supernatant ולשטוף עם EtOH 70%. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אוויר יבש גלולה ו resuspend במי RNase חינם. דגימות RNA החנות ב -80 ° C. דוגמאות יכולות לשמש לניתוח צפוני 19 או ניתוח microarray 18 (ראה פרוטוקול 3). </li></ol> 3. הכנת RNA לMicroarray ניתוח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Resuspend mRNA משלב 2.2 עם 650 מיליליטר מים RNase חינם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להסיר כל דנ&quot;א או חלבוני שייר, להוסיף נפח שווה (650 מיליליטר) של פנול חומצי: כלורופורם (5:1, pH 4.7) ומערבולת במרץ. צנטריפוגה במהירות המרבית למשך 2 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העבר 500 מיליליטר של השלב העליון (השלב ​​המימית) לצינור חדש. הימנע מלקחת את שלבי ביניים, מכיוון שהיא מכילה DNA. גם להיות זהיר של לקיחת פנול, אשר יכול לעכב את תגובת השעתוק לאחור. &lt;/ Li&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדגם RNA מכיל כמות משמעותית של הפרין, שהוא מעכב חזק של reverse transcriptase. כך, RT-PCR או תיוג microarray זה צריך להסירו. הסר הפרין על ידי המשקעים LiCl: להוסיף LiCl לריכוז סופי של 2 מ &#39;ודגירת דגימות במשך הלילה ב -20 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפשיר את הדגימות בשעה 4 מעלות צלזיוס ו צנטריפוגות ב XG 20,000 עבור 20 דקות ב 4 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשליך בזהירות את supernatant לשטוף את הכדור עם 80% אתנול. שוב צנטריפוגות כמתואר בשלב 3.5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בטל supernatant, האוויר היבש וresuspend את הכדור ב150 מיליליטר מים RNase חינם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להסיר כל LiCl שייר, לזרז שוב עם 0.1 נפח של 3 pH אצטט M נתרן 5.3 ו3 כרכים של 100% אתנול. לדגור על -20 ° C לפחות 2 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה במהירות שיא ל20 דקות ב 4 ° C. שטוף בזהירות את הכדור השקוף עם 80% אתנול ואוויר יבש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Resuspendגלולה עם מים RNase ללא 25 מ&quot;ל ולשמור את הדגימות ב -80 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע את השלבים לתיוג RNA והכלאה מתואר ב18,20. </li></ol>

<ol>
	<li>Holt, C. E., Bullock, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subcellular+mRNA+localization+in+animal+cells+and+why+it+matters.">Subcellular mRNA localization in animal cells and why it matters.</a> Science. 326, 1212-1216 (2009).</li><li>Donnelly, C. J., Fainzilber, M., Twiss, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subcellular+communication+through+RNA+transport+and+localized+protein+synthesis.">Subcellular communication through RNA transport and localized protein synthesis.</a> Traffic. 11, 1498-1505 (2010).</li><li>Kellems, R. E., Allison, V. F., Butow, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytoplasmic+type+80+S+ribosomes+associated+with+yeast+mitochondria.+II.+Evidence+for+the+association+of+cytoplasmic+ribosomes+with+the+outer+mitochondrial+membrane+in+situ.">Cytoplasmic type 80 S ribosomes associated with yeast mitochondria. II. Evidence for the association of cytoplasmic ribosomes with the outer mitochondrial membrane in situ.</a> J. Biol. Chem. 249, 3297-3303 (1974).</li><li>Kellems, R. E., Butow, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytoplasmic+type+80+S+ribosomes+associated+with+yeast+mitochondria.+3.+Changes+in+the+amount+of+bound+ribosomes+in+response+to+changes+in+metabolic+state.">Cytoplasmic type 80 S ribosomes associated with yeast mitochondria. 3. Changes in the amount of bound ribosomes in response to changes in metabolic state.</a> J. Biol. Chem. 249, 3304-3310 (1974).</li><li>Suissa, M., Schatz, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Import+of+proteins+into+mitochondria.+Translatable+mRNAs+for+imported+mitochondrial+proteins+are+present+in+free+as+well+as+mitochondria-bound+cytoplasmic+polysomes.">Import of proteins into mitochondria. Translatable mRNAs for imported mitochondrial proteins are present in free as well as mitochondria-bound cytoplasmic polysomes.</a> J. Biol. Chem. 257, 13048-13055 (1982).</li><li>Fujiki, M., Verner, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coupling+of+cytosolic+protein+synthesis+and+mitochondrial+protein+import+in+yeast.+Evidence+for+cotranslational+import+in+vivo.">Coupling of cytosolic protein synthesis and mitochondrial protein import in yeast. Evidence for cotranslational import in vivo.</a> J. Biol. Chem. 268, 1914-1920 (1993).</li><li>Yogev, O., Karniely, S., Pines, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Translation-coupled+translocation+of+yeast+fumarase+into+mitochondria+in+vivo.">Translation-coupled translocation of yeast fumarase into mitochondria in vivo.</a> J. Biol. Chem. 282, 29222-29229 (2007).</li><li>Eliyahu, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tom20+mediates+localization+of+mRNAs+to+mitochondria+in+a+translation-dependent+manner.">Tom20 mediates localization of mRNAs to mitochondria in a translation-dependent manner.</a> Mol. Cell. Biol. 30, 284-294 (2010).</li><li>Garcia, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondria-associated+yeast+mRNAs+and+the+biogenesis+of+molecular+complexes.">Mitochondria-associated yeast mRNAs and the biogenesis of molecular complexes.</a> Mol. Cell. Biol. 18, 362-368 (2007).</li><li>Marc, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide+analysis+of+mRNAs+targeted+to+yeast+mitochondria.">Genome-wide analysis of mRNAs targeted to yeast mitochondria.</a> EMBO Rep. 3, 159-164 (2002).</li><li>Gadir, N., Haim-Vilmovsky, L., Kraut-Cohen, J., Gerst, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Localization+of+mRNAs+coding+for+mitochondrial+proteins+in+the+yeast+Saccharomyces+cerevisiae.">Localization of mRNAs coding for mitochondrial proteins in the yeast Saccharomyces cerevisiae.</a> RNA. 17, 1551-1565 (2011).</li><li>Margeot, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Saccharomyces+cerevisiae,+ATP2+mRNA+sorting+to+the+vicinity+of+mitochondria+is+essential+for+respiratory+function.">In Saccharomyces cerevisiae, ATP2 mRNA sorting to the vicinity of mitochondria is essential for respiratory function.</a> J EMBO. 21, 6893-6904 (2002).</li><li>Saint-Georges, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Yeast+mitochondrial+biogenesis:+a+role+for+the+PUF+RNA-binding+protein+Puf3p+in+mRNA+localization.">Yeast mitochondrial biogenesis: a role for the PUF RNA-binding protein Puf3p in mRNA localization.</a> PloS one. 3, (2008).</li><li>Quenault, T., Lithgow, T., Traven, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PUF+proteins:+repression,+activation+and+mRNA+localization.">PUF proteins: repression, activation and mRNA localization.</a> Trends Cell Biol. 21, 104-112 (2011).</li><li>Garcia, M., Delaveau, T., Goussard, S., Jacq, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+presequence+and+open+reading+frame+mediate+asymmetric+localization+of+messenger+RNA.">Mitochondrial presequence and open reading frame mediate asymmetric localization of messenger RNA.</a> EMBO Rep. 11, 285-291 (2010).</li><li>Eliyahu, E., Lesnik, C., Arava, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+protein+chaperone+Ssa1+affects+mRNA+localization+to+the+mitochondria.">The protein chaperone Ssa1 affects mRNA localization to the mitochondria.</a> FEBS Lett. 586, 64-69 (2012).</li><li>Ahmed, A. U., Fisher, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Import+of+nuclear-encoded+mitochondrial+proteins:+a+cotranslational+perspective.">Import of nuclear-encoded mitochondrial proteins: a cotranslational perspective.</a> Int. Rev. Cell Biol. 273, 49-68 (2009).</li><li>Eliyahu, E., Melamed, D., Arava, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide+analysis+of+RNA+extracted+from+isolated+mitochondria.">Genome-wide analysis of RNA extracted from isolated mitochondria.</a> Methods Mol. Biol. 714, 287-299 (2011).</li><li>Eldad, N., Yosefzon, Y., Arava, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+and+characterization+of+extensive+intra-molecular+associations+between+3'-UTRs+and+their+ORFs.">Identification and characterization of extensive intra-molecular associations between 3'-UTRs and their ORFs.</a> Nucleic Acids RES. 36, 6728-6738 (2008).</li><li>Melamed, D., Arava, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide+analysis+of+mRNA+polysomal+profiles+with+spotted+DNA+microarrays.">Genome-wide analysis of mRNA polysomal profiles with spotted DNA microarrays.</a> Methods Enzymol. 431, 177-201 (2007).</li><li>Margeot, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Why+are+many+mRNAs+translated+to+the+vicinity+of+mitochondria:+a+role+in+protein+complex+assembly.">Why are many mRNAs translated to the vicinity of mitochondria: a role in protein complex assembly.</a> Gene. 354, 64-71 (2005).</li><li>Mathieu, L., Marsy, S., Saint-Georges, Y., Jacq, C., Dujardin, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+transcriptome+screen+in+yeast+identifies+a+novel+assembly+factor+for+the+mitochondrial+complex+III.">A transcriptome screen in yeast identifies a novel assembly factor for the mitochondrial complex III.</a> Mitochondrion. 11, 391-396 (2011).</li><li>Hocine, S., Raymond, P., Zenklusen, D., Chao, J. A., Singer, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-molecule+analysis+of+gene+expression+using+two-color+RNA+labeling+in+live+yeast.">Single-molecule analysis of gene expression using two-color RNA labeling in live yeast.</a> Nat. Methods. 10, 119-121 (2013).</li><li>Park, H. Y., Buxbaum, A. R., Singer, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+mRNA+tracking+in+live+cells.">Single mRNA tracking in live cells.</a> Methods Enzymol. 472, 387-406 (2010).</li><li>Thompson, M. A., Casolari, J. M., Badieirostami, M., Brown, P. O., Moerner, W. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+tracking+of+single+mRNA+particles+in+Saccharomyces+cerevisiae+using+a+double-helix+point+spread+function.">Three-dimensional tracking of single mRNA particles in Saccharomyces cerevisiae using a double-helix point spread function.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 17864-17871 (2010).</li><li>Tyagi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+intracellular+RNA+distribution+and+dynamics+in+living+cells.">Imaging intracellular RNA distribution and dynamics in living cells.</a> Nat. Methods. 6, 331-338 (2009).</li><li>Garcia, M., Darzacq, X., Devaux, F., Singer, R. H., Jacq, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Yeast+mitochondrial+transcriptomics.">Yeast mitochondrial transcriptomics.</a> Methods Mol. Biol. 372, 505-528 (2007).</li><li>Reinders, J., Sickmann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteomics+of+yeast+mitochondria.">Proteomics of yeast mitochondria.</a> Methods Mol. Biol. 372, 543-557 (2007).</li><li>Meisinger, C., Sommer, T., Pfanner, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purification+of+Saccharomcyes+cerevisiae+mitochondria+devoid+of+microsomal+and+cytosolic+contaminations.">Purification of Saccharomcyes cerevisiae mitochondria devoid of microsomal and cytosolic contaminations.</a> Anal. Biochem. 287, 339-342 (2000).</li><li>Glick, B. S., Pon, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+highly+purified+mitochondria+from+Saccharomyces+cerevisiae.">Isolation of highly purified mitochondria from Saccharomyces cerevisiae.</a> Methods Enzymol. 260, 213-223 (1995).</li><li>Boldogh, I. R., Pon, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purification+and+subfractionation+of+mitochondria+from+the+yeast+Saccharomyces+cerevisiae.">Purification and subfractionation of mitochondria from the yeast Saccharomyces cerevisiae.</a> Methods Cell Biol. 80, 45-64 (2007).</li><li>Rieder, S. E., Emr, S. D., Bonifacino, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Isolation of subcellular fractions from the yeast Saccharomyces cerevisiae. Current protocols in cell biology / editorial board. 8, (2001).</li><li>Diekert, K., de Kroon, A. I., Kispal, G., Lill, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+and+subfractionation+of+mitochondria+from+the+yeast+Saccharomyces+cerevisiae.">Isolation and subfractionation of mitochondria from the yeast Saccharomyces cerevisiae.</a> Methods Cell Biol. 65, 37-51 (2001).</li></ol>

המחברים מצהירים שום אינטרסים כלכליים מתחרים.

התקדמות טכנולוגית בתחום ההדמיה הניבה כלים ברזולוציה גבוהה ללמוד לוקליזציה mRNA. כיום, ניתן למדוד את התנועה של אפילו מולקולת mRNA אחד בזמן בקנה מידה msec 23-26. עם זאת, גישות ביוכימיות מסורתיות, כפי שתואר לעיל, גם אינפורמטיבי ועדיפים במקרים מסוימים. בידוד ביוכימיים מאפש?...

תאי אוקריוטים מאורגנים בתאים נפרדים, בעלי פונקציות ספציפיות. כדי להשיג את תפקידה, כל תא מכיל מערך ייחודי של חלבונים שחיוניים לפעילותו. מנגנון אפשרי שבאמצעותו חלבונים אלה מתקרבים התא שלהם הוא על ידי 1,2 תרגום לשפה מקומי. בתהליך זה, החלבון מסונתז ביעד שלה על ידי הריבוזומים וmRNAs שנמצאים שם. בין היתרונות האפשריים של תרגום מקומי גדלו יעילות של מיקוד חלבון, ירידה בצורך במלווי חלבון, ומאפשר למנגנוני רגולציה ספציפי לאתר. כמו כן, mRNAs והריבוזומים מקומיים יכולים להיות מאגר מבודד של מכונות תרגום במקרים של מתח הסלולר, כאשר תרגום כללי הוא עצור. מיטוכונדריה הפכה בשנים האחרונות מודל מרכזי ללמוד תרגום מקומי. רוב חלבוני המיטוכונדריה מקודדים בגרעין, המתורגם בcytosol,ומיובא לאברון. קווים שונים של ראיות מצביעים על כך שרבים מחלבונים אלו מיוצרים בתהליך תרגום מקומי. בתחילה, לימודים במיקרוסקופ אלקטרונים וחלוקה ביוכימיים זוהו הריבוזומים הקשורים למיטוכונדריה 3-5. מחקרים אלה שבו ולאחר מכן אומתו in vivo על ידי עבודה על mRNAs הספציפי, שנמצאו להיות מיובאים רק ב6,7 אופן cotranslational. מחקרי הגנום של mRNAs שיתוף עם המיטוכונדריה חשפו כי חלק משמעותי של mRNAs הם מקומיים לסביבת מיטוכונדריה 8-10. חלקם של mRNAs אלה התאפיינו נוספים על ידי in vivo הקרינה שיטות, כגון דגים או mTAG 9,11. פרשנות ישר קדימה של עמותה זו היא שmRNAs אלה משמש כתבניות לתרגום לשפה מקומית. המנגנונים שבאמצעותם mRNAs אלה מתקרבים למיטוכונדריה אינם ידועים. תחומים noncoding (רוב significantl3 UTRs &#39;y) הוצג להיות מעורב בmRNA העמותה למיטוכונדריה 12. תחומים אלה עשויים לשמש כאתר קישור לחלבוני קושרי RNA אשר מתווכים התחבורה שלהם. מחקרים בשמרים גילו כי חבר של משפחת PUM של חלבונים (Puf3) תומך בעמותת mRNA עם מיטוכונדריה 8,13. תפקיד מתקבל על הדעת לPuf3, המבוסס על פונקציות של בני משפחה אחרים, הוא לעכב תרגום ואילו את ה-mRNA הוא הדרך 14. לפיכך, mRNAs עשוי להיות מועבר במעמד nontranslated, על ידי חלבוני RNA מחייבים כי אינטראקציה עם אזורי noncoding. לחלופין, גוף עבודות גדול מצביע על כך שהתחבורה מתרחשת בזמן שהחלבון הוא להיות מסונתזת. בפרט, מעכבי תרגום הוצגו להשפיע mRNAs עמותה 8,13. יתר על כן, תכונות תורגמו כגון אוגוסט, רצף של המיטוכונדריה מיקוד (MTS) או אזורי ORF הוצגו כדי לסייע בלוקליזציה 8,11,15. ch חלבון HSP70 משפחתיaperone וקולטן חלבונים על הקרום החיצוני מיטוכונדריה הוצגו גם כדי לתמוך בעמותת ה-mRNA, רומזים עוד כי תכונות מקודדות חלבונים חשובות ללוקליזציה mRNA 16. זה עולה בקנה אחד עם מודל שבו החלבון המתעוררים-הריבוזום משמש כאלמנט הכרה למיקוד מורכב mRNA-הריבוזום חלבונים למיטוכונדריה 17. תרגום מקומי ליד המיטוכונדריה נחקר על ידי שיטות שונות, ובכלל זה במיקרוסקופ אלקטרונים (כדי להמחיש הריבוזומים) 3, דגים 9, RNA הירוק (כדי לזהות mRNAs הספציפי) 11, וחלוקה ביוכימי (כדי לזהות שני RNA וריבוזומים) 10,18. בעוד השיטות לשעבר לזהות לוקליזציה in vivo ועשויות לאפשר הדמיה של דינמיקת תחבורה, האחרון מאפשר זיהוי של mRNAs שונים בניסוי יחיד. יתר על כן, לתחומים קידוד חלוקה ביוכימי או noncoding לא צריך להיות אלחזרתי אחורנית, ולכן ניתן להעריך התפקידים הספציפיים שלהם. חלוקה ביוכימיים שמשה בהצלחה במשך שנים רבות, לבידוד תרמי של תאים סלולריים שונים. מנהלים ומגבלותיו מבוססים היטב, ואפשר בקלות לשנות את הפרוטוקולים קיימים למטרות שונות. המכשור הדרוש הוא סטנדרטי במעבדות רבות, ולכן הוא בדרך כלל השיטה הראשונה לבחירה ללימוד לוקליזציה תאית. אנו מתארים פרוטוקול שהיה מותאם לבידוד של mRNAs בעוד הריבוזומים הקשורים למיטוכונדריה. פרוטוקול זה הוא אפוא אופטימלי לחקר גורמים המעורבים בתרגום מקומי ליד המיטוכונדריה.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="969">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Yeast Extract</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">BactoPeptone</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Galactose</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;">Do not autoclave Galactose</td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;">Growth medium</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;">For mitochondrial enrichment, you should use any non- fermentable carbon source, such as Galactose-based growth medium sterilized 1% Yeast Extract, 2% BactoPeptone, 2% Galactose</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.1 M TrisHCl pH9.4</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">30 mM TrisHCl pH7.6</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dithiothreitol (DTT)</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">&#160;10 mM DTT Buffer</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;">0.1 M TrisHCl pH 9.4, 10 mM Dithiothreitol (DTT). Make fresh every time</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">1.2 M Sorbitol</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:216px;">4 mM KH2PO4</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:216px;">16 mM K2HPO4</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">0.2&#956;m filter</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:46px;">Zymolyase Buffer&#160;</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;">1.2 M Sorbitol, 4 mM KH2PO4 , 16 mM K2HPO4. Filter this&#160; buffer (0.2&#956;m) and keep at room temperature for future use</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">&#160;Zymolyase 20T&#160;</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;">20,000 U/gr</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Recovery medium</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;">Galactose-based growth medium supplemented with 1 M Sorbitol</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.1 mg/mL Cycloheximide (CHX)</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.6 M Mannitol</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">5 mM MgAc</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">100 mM KCl</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">0.5 mg/mL Heparin</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">1 mM phenylmethanesulfonylfluoride (PMSF)</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Mannitol Buffer</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;">0.6 M Mannitol, 30 mM TrisHCl pH7.6, 5 mM MgAc, 100 mM KCl. Add freshly: 0.5 mg/mL Heparin, 0.1 mg/mL CHX and 1mM (PMSF). Filter this buffer and use it ice-cold</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">8M Guanidinium-HCl</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">&#160;100% and 70% Ethanol (EtOH)</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">&#160;3 M Sodium Acetate pH5.2</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">&#160;10 M LiCl stock solution</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">250 mM Tris HCl pH 6.8</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">SDS</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">&#160;Glycerol</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">&#946;-mercaptoethanol</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Bromophenolblue</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">&#160;4xLSB</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;">250 mM Tris HCl pH 6.8, 8% SDS, 40% Glycerol, 20% &#946;-mercaptoethanol and 0.02% Bromophenol blue</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Dounce homogenizer of 15-ml capacity equipped with tight- fitting pestle</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:563px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

isolation of mrnas associated with yeast mitochondria to study mechanisms of localized translation

רוב חלבוני המיטוכונדריה מקודדים בגרעין וצריך להיות מיובא לתוך אברון. יבוא עלול להתרחש בזמן שהחלבון מסונתז ליד המיטוכונדריה. תמיכה באפשרות זו נגזר ממחקרים שנעשה לאחרונה, שבו mRNAs רבים קידוד חלבוני המיטוכונדריה הוצגו להיות מקומי כדי קרבת מיטוכונדריה. יחד עם הפגנות קודמות של העמותה &#39;הריבוזומים עם הקרום החיצוני, תוצאות אלו מצביעות על תהליך תרגום מקומי. תרגום מקומי כזו עשויה לשפר את יעילות יבוא, לספק אתרי רגולציה ייחודיים ולמזער מקרים של ביטוי מחוץ לרחם. מגוון שיטות שימשו כדי לאפיין את הגורמים ומרכיבים אשר מתווכים תרגום מקומי. תקן בין אלה הוא חלוקה subcellular על ידי צנטריפוגה ההפרש. פרוטוקול זה יש את היתרון של בידוד של mRNAs, ריבוזומים וחלבונים בהליך אחד. אלה אז יכולים להיות מאופיינים על ידי מולקולריים ודו שוניםשיטות ochemical. יתר על כן, ניתן ליישם שיטות transcriptomics ופרוטאומיקה לחומר וכתוצאה מכך, ובכך לאפשר לתובנה הגנום כולו. הניצול של שמרי כאורגניזם מודל למחקרים מסוג זה יש את היתרונות של מהירות, עלויות ופשטות. יתר על כן, הכלים הגנטיים המתקדמים וזני מחיקה זמינים להקל על אימות של גורמי מועמד.

פרוטוקול זה מאפשר הפרדה של חלק המכיל את המיטוכונדריה מרכיבי cytosolic. הדרך הטובה ביותר לבחון את הצלחתה היא לבצע ניתוח צפוני וניתוח מערבי (איור 1) לדגימות מצעדי הבידוד השונים. שלושה פרמטרים לאיכות הבידוד נגזרים מניתוחים אלו. ראשית, אם RNA או חלבונים בדגימות הם שלמי...

Watch this Scientific Journal Video about Isolation of mRNAs Associated with Yeast Mitochondria to Study Mechanisms of Localized Translation at JoVE.com

Isolation of mRNAs Associated with Yeast Mitochondria to Study Mechanisms of Localized Translation

mRNAs רבים קידוד חלבוני המיטוכונדריה משויך הקרום החיצוני מיטוכונדריה. אנו מתארים הליך חלוקה subcellular שמטרתה בידוד של שמרי המיטוכונדריה עם mRNAs הקשורים אליו והריבוזומים. פרוטוקול זה יכול להיות מיושם על תאים שגודל בתנאים מגוונים במטרה לחשוף את המנגנונים של לוקליזציה mRNA ותרגום מקומי ליד המיטוכונדריה.

בידוד של mRNAs הקשורים למיטוכונדריה שמרים לחקר מנגנונים מקומי תרגום

Most of mitochondrial proteins are encoded in the nucleus and need to be imported into the organelle. Import may occur while the protein is synthesized ...

isolation-mrnas-associated-with-yeast-mitochondria-to-study

Research

JoVE Journal

Biology

12.8K Views.  Technion - Israel Institute of Technology.  mRNAs רבים קידוד חלבוני המיטוכונדריה משויך הקרום החיצוני מיטוכונדריה. אנו מתארים הליך חלוקה subcellular שמטרתה בידוד של שמרי המיטוכונדריה עם mRNAs הקשורים אליו והריבוזומים. פרוטוקול זה יכול להיות מיושם על תאים שגודל בתנאים מגוונים במטרה לחשוף את ה?...

Video: Isolation of mRNAs Associated with Yeast Mitochondria to Study Mechanisms of Localized Translation

Testing Visual Sensitivity to the Speed and Direction of Motion in Lizards

Testing visual sensitivity in any species provides basic information regarding behaviour, evolution, and ecology. However, testing specific features of the visual system provide more empirical evidence for functional applications. Investigation into the sensory system provides information about the sensory capacity, learning and memory ability, and establishes known baseline behaviour in which to gauge deviations (Burghardt, 1977). However, unlike mammalian or avian systems, testing for learning and memory in a reptile species is difficult. Furthermore, using an operant paradigm as a psychophysical measure of sensory ability is likewise as difficult. Historically, reptilian species have responded poorly to conditioning trials because of issues related to motivation, physiology, metabolism, and basic biological characteristics. Here, I demonstrate an operant paradigm used a novel model lizard species, the Jacky dragon (Amphibolurus muricatus) and describe how to test peripheral sensitivity to salient speed and motion characteristics. This method uses an innovative approach to assessing learning and sensory capacity in lizards. I employ the use of random-dot kinematograms (RDKs) to measure sensitivity to speed, and manipulate the level of signal strength by changing the proportion of dots moving in a coherent direction. RDKs do not represent a biologically meaningful stimulus, engages the visual system, and is a classic psychophysical tool used to measure sensitivity in humans and other animals. Here, RDKs are displayed to lizards using three video playback systems. Lizards are to select the direction (left or right) in which they perceive dots to be moving. Selection of the appropriate direction is reinforced by biologically important prey stimuli, simulated by computer-animated invertebrates.

Testing visual sensitivity in lizards using an operant conditioning paradigm that employs video playback of random-dot kinematograms and computer-generated invertebrates.

בדיקת רגישות חזותית על מהירות ועל כיוון התנועה של לטאות

Testing visual sensitivity in any species provides basic information regarding behaviour, evolution, and ecology. However, testing specific features of ...

Purification of Mitochondria from Yeast Cells

Mitochondria are the main site of ATP production during aerobic metabolism in eukaryotic non-photosynthetic cells1. These complex organelles also play essential roles in apoptotic cell death2, cell survival3, mammalian development4, neuronal development and function4, intracellular signalling5, and longevity regulation6. Our understanding of these complex biological processes controlled by mitochondria relies on robust methods for assessing their morphology, their protein and lipid composition, the integrity of their DNA, and their numerous vital functions. The budding yeast Saccharomyces cerevisiae, a genetically and biochemically manipulable unicellular eukaryote with annotated genome and well-defined proteome, is a valuable model for studying the molecular and cellular mechanisms underlying essential biological functions of mitochondria. For these types of studies, it is crucial to have highly pure mitochondria. Here we present a detailed description of a rapid and effective method for purification of yeast mitochondria. This method enables the isolation of highly pure mitochondria that are essentially free of contamination by other organelles and retain their structural and functional integrity after their purification. Mitochondria purified by this method are suitable for cell-free reconstitution of essential mitochondrial processes and can be used for the analysis of mitochondrial structure and functions, mitochondrial proteome and lipidome, and mitochondrial DNA.

We describe a rapid and effective method for purification of mitochondria from the yeast Saccharomyces cerevisiae. This method enables the high-yield isolation of pure mitochondria that are essentially free of contamination by other organelles and retain their structural and functional integrity after their purification.

טיהור של המיטוכונדריה מתאי שמרים

Mitochondria are the main site of ATP production during aerobic metabolism in eukaryotic non-photosynthetic cells1. These complex organelles also play ...

Isolation and Purification of Drosophila Peripheral Neurons by Magnetic Bead Sorting

The Drosophila peripheral nervous system (PNS) is a powerful model for investigating the complex processes of neuronal development and dendrite morphogenesis at the functional and molecular levels. To aid in these analyses, we have developed a strategy for the isolation of a subclass of PNS neurons called dendritic arborization (da) neurons that have been widely used for studying dendrite morphogenesis1,2. These neurons are very difficult to isolate as a pure population, due in part to their extremely low occurrence and their difficult-to-reach location below the tough chitinous larval cuticle. Our newly developed method overcomes these challenges, and is based on a fast and specific cell enrichment using antibody-coated magnetic beads. For our magnetic bead sorting studies, we have used age-matched third instar larvae expressing a mouse CD8 tagged GFP fusion protein (UAS-mCD8-GFP)3 under the control of either the class IV dendritic arborization (da) neuron-specific pickpocket (ppk)-GAL4 driver4 or the control of the pan-da neuron-specific GAL421-7 driver5. Although this protocol has been optimized for isolating PNS cells which are attached to the inner wall of the larval cuticle, by varying a few parameters, the same protocol could be used to isolate many different cell types attached to the cuticle at larval or pupal stages of development (e.g. epithelia, muscle, oenocytes etc.), or other cell types from larval organs depending upon the GAL4-specific driver expression pattern. The RNA isolated by this method is of high quality and can be readily used for downstream genomic analyses such as microarray gene expression profiling studies. This approach offers a powerful new tool to perform studies on isolated Drosophila dendritic arborization (da) neurons thereby providing novel insights into the molecular mechanisms underlying dendrite morphogenesis.

Isolation and Purification of Drosophila Peripheral Neurons by Magnetic Bead Sorting

In this video-article we present a method for the isolation and purification of Drosophila peripheral neurons using a fast magnetic bead assisted cell sorting strategy. RNA obtained from the isolated cells can be readily used for downstream applications including microarray analyses.

בידוד טיהור תסיסנית נוירונים היקפיים על ידי מיון ביד מגנטי

The Drosophila peripheral nervous system (PNS) is a powerful model for investigating the complex processes of neuronal development and dendrite ...

Visualization of Endoplasmic Reticulum Localized mRNAs in Mammalian Cells

In eukaryotes, most of the messenger RNAs (mRNAs) that encode secreted and membrane proteins are localized to the surface of the endoplasmic reticulum (ER). However, the visualization of these mRNAs can be challenging. This is especially true when only a fraction of the mRNA is ER-associated and their distribution to this organelle is obstructed by non-targeted (i.e. "free") transcripts. In order to monitor ER-associated mRNAs, we have developed a method in which cells are treated with a short exposure to a digitonin extraction solution that selectively permeabilizes the plasma membrane, and thus removes the cytoplasmic contents, while simultaneously maintaining the integrity of the ER. When this method is coupled with fluorescent in situ hybridization (FISH), one can clearly visualize ER-bound mRNAs by fluorescent microscopy. Using this protocol the degree of ER-association for either bulk poly(A) transcripts or specific mRNAs can be assessed and even quantified. In the process, one can use this assay to investigate the nature of mRNA-ER interactions.

Here we describe a method to visualize endoplasmic reticulum-associated mRNAs in mammalian tissue culture cells. This technique involves the selective permeabilization of the plasma membrane with digitonin to remove cytoplasmic contents followed by fluorescent in situ hybridization to detect either bulk poly(A) mRNA or specific transcripts.

ויזואליזציה של mRNAs לוקליזציה reticulum endoplasmic בתאי יונקים

In eukaryotes, most of the messenger RNAs (mRNAs) that encode secreted and membrane proteins are localized to the surface of the endoplasmic reticulum ...

Confocal Imaging of Single Mitochondrial Superoxide Flashes in Intact Heart or In Vivo

Mitochondrion is a critical intracellular organelle responsible for energy production and intracellular signaling in eukaryotic systems. Mitochondrial dysfunction often accompanies and contributes to human disease. Majority of the approaches that have been developed to evaluate mitochondrial function and dysfunction are based on in vitro or ex vivo measurements. Results from these experiments have limited ability in determining mitochondrial function in vivo. Here, we describe a novel approach that utilizes confocal scanning microscopy for the imaging of intact tissues in live aminals, which allows the evaluation of single mitochondrial function in a real-time manner in vivo. First, we generate transgenic mice expressing the mitochondrial targeted superoxide indicator, circularly permuted yellow fluorescent protein (mt-cpYFP). Anesthetized mt-cpYFP mouse is fixed on a custom-made stage adaptor and time-lapse images are taken from the exposed skeletal muscles of the hindlimb. The mouse is subsequently sacrificed and the heart is set up for Langendorff perfusion with physiological solutions at 37 &deg;C. The perfused heart is positioned in a special chamber on the confocal microscope stage and gentle pressure is applied to immobilize the heart and suppress heart beat induced motion artifact. Superoxide flashes are detected by real-time 2D confocal imaging at a frequency of one frame per second. The perfusion solution can be modified to contain different respiration substrates or other fluorescent indicators. The perfusion can also be adjusted to produce disease models such as ischemia and reperfusion. This technique is a unique approach for determining the function of single mitochondrion in intact tissues and in vivo.

Confocal Imaging of Single Mitochondrial Superoxide Flashes in Intact Heart or In Vivo

Confocal scanning microscopy is applied for imaging single mitochondrial events in perfused heart or skeletal muscles in live animal. Real-time monitoring of single mitochondrial processes such as superoxide flashes and membrane potential fluctuations enables the evaluation of mitochondrial function in a physiologically relevant context and during pathological perturbations.

ההדמיה confocal של הבזקים בודדים מיטוכונדריאלי Superoxide בלב שלם או<em&gt; בVivo</em

Mitochondrion is a critical intracellular organelle responsible for energy production and intracellular signaling in eukaryotic systems. Mitochondrial ...

A Cell-Free Assay Using Xenopus laevis Embryo Extracts to Study Mechanisms of Nuclear Size Regulation

A fundamental question in cell biology is how cell and organelle sizes are regulated. It has long been recognized that the size of the nucleus generally scales with the size of the cell, notably during embryogenesis when dramatic reductions in both cell and nuclear sizes occur. Mechanisms of nuclear size regulation are largely unknown and may be relevant to cancer where altered nuclear size is a key diagnostic and prognostic parameter. In vivo approaches to identifying nuclear size regulators are complicated by the essential and complex nature of nuclear function. The in vitro approach described here to study nuclear size control takes advantage of the normal reductions in nuclear size that occur during Xenopus laevis development. First, nuclei are assembled in X. laevis egg extract. Then, these nuclei are isolated and resuspended in cytoplasm from late stage embryos. After a 30 - 90 min incubation period, nuclear surface area decreases by 20 - 60%, providing a useful assay to identify cytoplasmic components present in late stage embryos that contribute to developmental nuclear size scaling. A major advantage of this approach is the relative facility with which the egg and embryo extracts can be biochemically manipulated, allowing for the identification of novel proteins and activities that regulate nuclear size. As with any in vitro approach, validation of results in an in vivo system is important, and microinjection of X. laevis embryos is particularly appropriate for these studies.

A Cell-Free Assay Using Xenopus laevis Embryo Extracts to Study Mechanisms of Nuclear Size Regulation

Mechanisms of cellular and intra-cellular scaling remain elusive. The use of Xenopus embryo extracts has become increasingly common to elucidate mechanisms of organelle size regulation. This method describes embryo extract preparation and a novel nuclear scaling assay through which mechanisms of nuclear size regulation can be identified.

Assay חינם-נייד באמצעות<em&gt; Laevis Xenopus</em&gt; עוברי מחלץ לחקור מנגנונים של תקנת גודל גרעינית

A fundamental question in cell biology is how cell and organelle sizes are regulated. It has long been recognized that the size of the nucleus generally ...

Analysis of the Gap Junction-dependent Transfer of miRNA with 3D-FRAP Microscopy

Small antisense RNAs, like miRNA and siRNA, play an important role in cellular physiology and pathology and, moreover, can be used as therapeutic agents in the treatment of several diseases. The development of new, innovative strategies for miRNA/siRNA therapy is based on an extensive knowledge of the underlying mechanisms. Recent data suggest that small RNAs are exchanged between cells in a gap junction-dependent manner, thereby inducing gene regulatory effects in the recipient cell. Molecular biological techniques and flow cytometric analysis are commonly used to study the intercellular exchange of miRNA. However, these methods do not provide high temporal resolution, which is necessary when studying the gap junctional flux of molecules. Therefore, to investigate the impact of miRNA/siRNA as intercellular signaling molecules, novel tools are needed that will allow for the analysis of these small RNAs at the cellular level. The present protocol describes the application of three-dimensional fluorescence recovery after photobleaching (3D-FRAP) microscopy to elucidating the gap junction-dependent exchange of miRNA molecules between cardiac cells. Importantly, this straightforward and non-invasive live-cell imaging approach allows for the visualization and quantification of the gap junctional shuttling of fluorescently labeled small RNAs in real time, with high spatio-temporal resolution. The data obtained by 3D-FRAP confirm a novel pathway of intercellular gene regulation, where small RNAs act as signaling molecules within the intercellular network.

Here, we describe the application of three-dimensional fluorescence recovery after photobleaching (3D-FRAP) for the analysis of the gap junction-dependent shuttling of miRNA. In contrast to commonly applied methods, 3D-FRAP allows for the quantification of the intercellular transfer of small RNAs in real time, with high spatio-temporal resolution.

ניתוח של המעבר צומת הפער תלוי מירנה עם מיקרוסקופיה 3D-FRAP

Small antisense RNAs, like miRNA and siRNA, play an important role in cellular physiology and pathology and, moreover, can be used as therapeutic agents ...

The Use of the Patch-Clamp Technique to Study the Thermogenic Capacity of Mitochondria

Mitochondrial thermogenesis (also known as mitochondrial uncoupling) is one of the most promising targets for increasing energy expenditure to combat metabolic syndrome. Thermogenic tissues such as brown and beige fats develop highly specialized mitochondria for heat production. Mitochondria of other tissues, which primarily produce ATP, also convert up to 25% of the total mitochondrial energy production into heat and can, therefore, have a considerable impact on the physiology of the whole body. Mitochondrial thermogenesis is not only essential for maintaining the body temperature, but also prevents diet-induced obesity and reduces the production of reactive oxygen species (ROS) to protect cells from oxidative damage. Since mitochondrial thermogenesis is a key regulator of cellular metabolism, a mechanistic understanding of this fundamental process will help in the development of therapeutic strategies to combat many pathologies associated with mitochondrial dysfunction. Importantly, the precise molecular mechanisms that control acute activation of thermogenesis in mitochondria are poorly defined. This lack of information is largely due to a dearth of methods for the direct measurement of uncoupling proteins. The recent development of patch-clamp methodology applied to mitochondria enabled, for the first time, the direct study of the phenomenon at the origin of mitochondrial thermogenesis, H+ leak through the IMM, and the first biophysical characterization of mitochondrial transporters responsible for it, the uncoupling protein 1 (UCP1), specific of brown and beige fats, and the ADP/ATP transporter (AAC) for all other tissues. This unique approach will provide new insights into the mechanisms that control H+ leak and mitochondrial thermogenesis and how they can be targeted to combat metabolic syndrome. This paper describes the patch-clamp methodology applied to mitochondria to study their thermogenic capacity by directly measuring H+ currents through the IMM.

This method article details the main steps in measuring H+ leak across the inner mitochondrial membrane with the patch-clamp technique, a new approach to study the thermogenic capacity of mitochondria.

השימוש בטכניקת המהדק טלאי כדי לחקור את היכולת התרמוגנית של המיטוכונדריה

Mitochondrial thermogenesis (also known as mitochondrial uncoupling) is one of the most promising targets for increasing energy expenditure to combat ...

Application of Passive Head Motion to Generate Defined Accelerations at the Heads of Rodents

Exercise is widely recognized as effective for various diseases and physical disorders, including those related to brain dysfunction. However, molecular mechanisms behind the beneficial effects of exercise are poorly understood. Many physical workouts, particularly those classified as aerobic exercises such as jogging and walking, produce impulsive forces at the time of foot contact with the ground. Therefore, it was speculated that mechanical impact might be implicated in how exercise contributes to organismal homeostasis. For testing this hypothesis on the brain, a custom-designed ''passive head motion'' (hereafter referred to as PHM) system was developed that can generate vertical accelerations with controlled and defined magnitudes and modes and reproduce mechanical stimulation that might be applied to the heads of rodents during treadmill running at moderate velocities, a typical intervention to test the effects of exercise in animals. By using this system, it was demonstrated that PHM recapitulates the serotonin (5-hydroxytryptamine, hereafter referred to as 5-HT) receptor subtype 2A (5-HT2A) signaling in the prefrontal cortex (PFC) neurons of mice. This work provides detailed protocols for applying PHM and measuring its resultant mechanical accelerations at rodents' heads.

The present protocol describes a custom-designed ''passive head motion'' system, which reproduces mechanical accelerations at rodents' heads generated during their treadmill running at moderate velocities. It allows dissecting mechanical factors/elements from the beneficial effects of physical exercise.

יישום של תנועת ראש פסיבית ליצירת תאוצות מוגדרות בראשי מכרסמים

Exercise is widely recognized as effective for various diseases and physical disorders, including those related to brain dysfunction. However, molecular ...

Isolation of Mitochondria from Mouse Skeletal Muscle for Respirometric Assays

Most of the cell&#39;s energy is obtained through the degradation of glucose, fatty acids, and amino acids by different pathways that converge on the mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) system, which is regulated in response to cellular demands. The lipid molecule Coenzyme Q (CoQ) is essential in this process by transferring electrons to complex III in the electron transport chain (ETC) through constant oxidation/reduction cycles. Mitochondria status and, ultimately, cellular health can be assessed by measuring ETC oxygen consumption using respirometric assays. These studies are typically performed in established or primary cell lines that have been cultured for several days. In both cases, the respiration parameters obtained may have deviated from normal physiological conditions in&#160;any given organ or tissue.
Additionally, the intrinsic characteristics of cultured single fibers isolated from skeletal muscle impede this type of analysis. This paper presents an updated and detailed protocol for the analysis of respiration in freshly isolated mitochondria from mouse skeletal muscle. We also provide solutions to potential problems that could arise at any step of the process. The method presented here could be applied to compare oxygen consumption rates in diverse transgenic mouse models and study the mitochondrial response to drug treatments or other factors such as aging or sex. This is a feasible method to respond to crucial questions about mitochondrial bioenergetics metabolism and regulation.

Here, we describe a detailed method for mitochondria isolation from mouse skeletal muscle and the subsequent analysis of respiration by Oxygen Consumption Rate (OCR) using microplate-based respirometric assays. This pipeline can be applied to study the effects of multiple environmental or genetic interventions on mitochondrial metabolism.

בידוד המיטוכונדריה משריר שלד העכבר לבדיקות ספירומטריות

Most of the cell&#39;s energy is obtained through the degradation of glucose, fatty acids, and amino acids by different pathways that converge on the ...