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Method Article
Questo metodo descrive l'uso di chimica di clic per misurare le variazioni di trascrizione della cellula ospite dopo l'infezione con il virus della febbre della valle del Rift (RVFV) ceppo MP-12. I risultati possono essere visualizzati qualitativamente tramite microscopia a fluorescenza o ottenuti quantitativamente mediante citometria a flusso. Questo metodo è adattabile per l'uso con altri virus.
Molti virus a RNA sono evoluti la capacità di inibire la trascrizione cellula ospite come mezzo per aggirare difese cellulari. Per lo studio di questi virus, è quindi importante avere un modo rapido e affidabile di misurazione dell'attività trascrizionale nelle cellule infette. Tradizionalmente, la trascrizione è stata misurata mediante incorporazione di nucleotidi radioattivi come 3 H-uridina seguita da rilevamento mediante autoradiografia o conteggio a scintillazione, o incorporazione di uridina analoghi alogenati come il 5-bromouridine (BRU), seguita da rilevamento mediante immunoistochimica. L'uso di isotopi radioattivi, tuttavia, richiede attrezzature specializzate e non è praticabile in una serie di impostazioni di laboratorio, mentre il rilevamento di Bru può essere ingombrante e può soffrire di bassa sensibilità.
La chimica click recentemente sviluppato, che comporta una formazione triazolo rame-catalizzata da una azide e un alchino, fornisce ora una rapida e highly alternativa sensibili a questi due metodi. Clicca chimica è un processo in due fasi, in cui l'RNA nascente è prima etichettato per incorporazione di uridina analogico 5 ethynyluridine (UE), seguita dalla rilevazione del marchio con una azide fluorescente. Questi azidi sono disponibili come diversi fluorofori differenti, permettendo una vasta gamma di opzioni per la visualizzazione.
Questo protocollo descrive un metodo per misurare la soppressione trascrizionale in cellule infettate con il virus della febbre della valle del Rift (RVFV) ceppo MP-12 utilizzando clic chimica. Contemporaneamente, espressione di proteine virali in queste cellule è determinata dalla classica immunocolorazione intracellulare. Passaggi da 1 a 4 dettaglio un metodo per visualizzare la soppressione trascrizionale tramite microscopia a fluorescenza, mentre i passaggi da 5 a 8 dettaglio un metodo per quantificare la soppressione trascrizionale tramite citometria a flusso. Questo protocollo è facilmente adattabile per l'uso con altri virus.
Tradizionalmente, l'attività trascrizionale è stata misurata attraverso l'inserimento di una radioattivo (3 H-uridina) 1 o alogenati (BRU) 2 nucleosidi in RNA nascenti. Questi analoghi uridina vengono assorbiti dalle cellule, convertiti in uridina-trifosfato (UTP) attraverso la via di recupero nucleoside, e successivamente incorporate nella nuova sintesi dell'RNA. 3 H-uridina possono essere rilevati mediante autoradiografia, che può richiedere molto tempo, o scintillazione conteggio, che richiede attrezzature specializzate. Inoltre, l'uso di isotopi radioattivi non può essere pratico in una serie di impostazioni di laboratorio, compresa alto contenimento laboratori di biosicurezza. Bru può essere rilevato attraverso immunoistochimica con anticorpi anti-BRU, che possono richiedere dura permeabilizzazione per garantire l'accesso degli anticorpi al nucleo o parziale denaturazione di RNA, come struttura secondaria dell'RNA potrebbe essere un impedimento sterico il legame degli anticorpi.
_content "> Il protocollo qui descritto utilizza la chimica Clicca recentemente sviluppato clicca chimica 3 per misurare l'attività trascrizionale in cellule infettate con il ceppo RVFV MP-12. basa su un rame altamente selettivo ed efficace (I)-catalizzata reazione di cicloaddizione tra un alchino e una porzione azide 4,5. In questo protocollo, nascenti RNA nelle cellule infettate viene prima etichettato mediante incorporazione della uridina analogico UE. In una seconda fase, l'UE incorporato viene rilevato mediante reazione con un azide fluorescente. I principali vantaggi di questo metodo sono (1) che non richiede l'uso di isotopi radioattivi e (2) che non richiede aspro permeabilizzazione o denaturazione di RNA. Con un peso molecolare inferiore a 50 Da, accesso del azide fluorescente non impedito da insufficiente permeabilizzazione o RNA struttura secondaria. Inoltre, i ricercatori non sono limitati nella loro scelta di anticorpi primari quando si associa la rilevazione di RNA con una classeimmunoistochimica iCal per le proteine virali.Due diversi metodi sono descritti in questo protocollo: uno per la visualizzazione di trascrizione mediante microscopia a fluorescenza (punti 1-4), e uno per quantificare la trascrizione attraverso citometria a flusso (passi 5-8). Entrambi questi metodi si combinano etichettatura di RNA nascenti con una immunocolorazione intracellulare di proteine virali, che consente una correlazione tra l'attività trascrizionale e l'infezione virale su base cella per cella.
Gli autori hanno utilizzato con successo il protocollo qui descritto per determinare l'attività trascrizionale in cellule infettate con il ceppo RVFV MP-12 6 cellule infettate con differenti MP-12 mutanti 7,8, 9 e cellule infettate con virus Toscana (TOSV) 10. Il protocollo qui descritto può essere facilmente adattato per l'uso con diversi virus ed ha il potenziale di essere modificato per includere immunofluorescenza di proteine virali o cellulari specifici.
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Analisi della trascrizione mediante microscopia a fluorescenza
1. Infettare le cellule con MP-12 e Label RNA nascenti con UE
Nota: se le cellule hanno difficoltà aderendo al coprioggetto, cappotto con poli-L-lisina (MW ≥ 70.000) prima di mettere in pozzi. A tale scopo, coprioggetto sommergere in una soluzione sterile 0,1 mg / ml in H 2 O di poli-L-lisina per 5 min. Risciacquare con coprioggetto sterili H 2 O e asciugare per almeno 2 ore.
Nota: Invece di infettare le cellule, le cellule possono essere trasfettate con DNA plasmidico o sintetizzati in vitro di RNA codificante per una proteina virale specifico. A questo scopo, trasfettare cellule con un appropriato reagente di trasfezione chimica secondo le istruzioni del fabbricante e procedere al punto 1.5 a 16 ore dopo la trasfezione. Si consiglia di ottimizzare le condizioni di trasfezione e il tempo di incubazione prima dell'etichettatura RNA e fissazione.
Nota: Per preparare la soluzione di fissaggio 4% PFA, sciogliere 10 g di paraformaldeide in 150 ml di H 2 O riscaldata a 60 ° C su un agitatore magnetico riscaldato. Aggiungere 500 ml di NaOH 1M e continuare a mescolare fino a quando la soluzione diventa chiara. Filtro soluzione PFA attraverso una carta da filtro per rimuovere le particelle e aggiungere 62,5 ml di tampone fosfato (77 mM NaH 2 PO 4, 287 mM Na 2 HPO 4, pH 7.4). Aggiungere H 2 O fino ad un volume totale di 250 ml. Congelare a -20 ° C in aliquote monouso.
Nota: è importante procedere immediatamente con la reazione scatto, come l'RNA degenera se conservate a questo stadio per periodi di tempo prolungati, una perdita del segnale di fluorescenza RNA è già emersa se le cellule sono conservate per 1 ora a 4 ° C . Allo stesso modo, se performando un esperimento corso di tempo, essere sicuri di etichetta, correggere e macchia tutti i campioni contemporaneamente.
2. Clicca Reazione a rilevare RNA marcate
Nota: Tutte le soluzioni utilizzate in passaggi da 2.1 a 2.3 devono essere nucleasi libero.
Nota: Per assemblare la camera umida, linea di fondo di una coltura cellulare o capsula di Petri con un diametro di 10 cm con una pellicola di plastica paraffina. Rivestire l'interno del bordo del dish con tovaglioli di carta umidi. Posizionare il coprioggetto sulla pellicola di plastica paraffina.
Nota: Fare attenzione a non lasciare che i coprioggetti asciugare nel corso di questo o di qualsiasi altro passo nel protocollo. È consigliabile aggiungere la soluzione di colorazione per ciascun coprioggetto direttamente dopo che è stato collocato nella camera umida.
Nota: Preparare la soluzione colorante click fresco immediatamente prima di questo passaggio. Soluzioni stock di 1,5 M Tris pH 8.5, 100 mM CuSO 4, e 500 mM di acido ascorbico possono essere conservati a 4 ° C. Tuttavia, scartare qualsiasi soluzione madre di acido ascorbico che ha trasformato giallo.
Nota: Assicurarsi di selezionare un fluoroforo che corrisponde ai filtri il microscopio a fluorescenza.
Nota: se non deprotezione di proteine virali è desiderato, coprioggetto può essere montato e ripreso dopo questo passaggio (passare al punto 3.3).
3. Immunofluorescenza per rilevare l'espressione di proteine virali
Nota: Quando adattare questo protocollo per l'utilizzo con un virus diverso, determinare la diluizione ottimale per il primo anticorpo primario.
Nota: In alternativa, questa fase può essere realizzata O / N a 4 ° C al buio.
Nota: Assicurarsi di selezionare un anticorpo secondario in grado di riconoscere il vostro anticorpo primario e corrisponde ai filtri il microscopio a fluorescenza.
Nota: Se si desidera, 200 ng / ml DAPI può essere aggiunto alla diluizione anticorpo secondario per visualizzarne nuclei.
Nota: Se l'imaging su un microscopio invertito, consentire Fluoromount-G a solidificare a 4 ° CO / N o apporre il coprioggetto al vetrino sigillando il bordo con smalto trasparente.
Nota: Le diapositive possono essere ripreso immediatamente o conservati a 4 ° C al buio per un massimo di una settimana.
4. Acquisizione di dati
Nota: Assicurarsi di selezionare fluorofori adeguati che possono essere visualizzati utilizzando il microscopio. Per riferimento, i seguenti sono i fluorofori e set di filtri utilizzati per acquisire le immagini mostrate in questa pubblicazione.
DAPI:
Filtro di eccitazione: BP 330-385
Specchio Dichromatic: 400 DM
Filtro per le emissioni: LP 420
Fluoroforo con una eccitazione / emissione massima di 495/519:
Filtro di eccitazione: BP 460-490
Specchio Dichromatic: 505 DM
Filtro per le emissioni: LP 510
Fluoroforo con eccitazione / emissione massima di 590/617:
Filtro di eccitazione: BP 545-580
Specchio Dichromatic: 600 DM
Filtro per le emissioni: LP 610
Analisi della trascrizione mediante citometria di flusso
5. Infettare le cellule con MP-12 e Label RNA nascenti con UE
Nota: Se adattare questo protocollo per l'uso con un altro virus, si consiglia di eseguire un esperimento corso del tempo per determinare il punto di tempo ottimale per l'etichettatura e la raccolta. Impostare questo tempo corso in modo che i tempi di infezione sono sfalsati e tutti i campioni possono essere etichettati, raccolto, e colorate allo stesso tempo.
Nota: durante questo e nei successivi passaggi, non centrifugare le cellule più veloce di 500 - 1.000 xg per evitare la rottura delle cellule. Centrifugare le cellule per 1 - 2 minuti per sedimento.
Nota: Se un immunoistochimica superficie è prevista a seguito della reazione di click, raccolto utilizzando un poliziotto in gomma o un raschietto cellulare usa e getta, invece.
Nota: è importante procedere immediatamente con la reazione scatto, come l'RNA degenera se conservate a questo stadio per periodi di tempo prolungati. Analogamente, se l'esecuzione di un tempo cesperimento ourse, assicurati di etichettare, fissare e colorare tutti i campioni contemporaneamente.
6. Clicca Reazione a rilevare RNA marcate
Nota: Tutte le soluzioni utilizzate in passaggi 6,1-6,3 devono essere nucleasi libero.
Nota: Se le cellule non sedimenti correttamente durante questa fase, aumentare il tempo di centrifugazione per 5 min. Comportamento di sedimentazione migliorerà una volta le cellule sono sospese in FACS tampone (passo 6.4).
Nota: non utilizzare EDTA in questo passaggio come questo chelare il Cu 2 + ioni necessari per la reazione click.
Nota: Preparare la soluzione colorante click fresco immediatamente prima di questo passaggio. Soluzioni stock di 1,5 M Tris pH 8.5, 100 mM CuSO 4, e 500 mM di acido ascorbico possono essere conservati a 4 ° C. Tuttavia, scartare qualsiasi soluzione madre di acido ascorbico che ha trasformato giallo.
Nota: se le cellule si aggregano assieme durante questa fase, risospendere pipettando su e giù parecchie volte.
Nota: Assicurarsi di selezionare un fluoroforo che può essere rilevato dal citofluorimetro.
Nota: preparare anche un campione di cellule infette che non sono soggette alla procedura di colorazione click, che saranno necessari per la calibrazione del citometro a flusso. Usare sia la metà delle cellule infette o includere un ulteriore infettato ben al passo 5.2. Questi concellule trollo saranno immunomacchiate al passo 7.1.
Nota: Se non si desidera immunoistochimica di proteine virali, le cellule possono essere analizzati immediatamente (passare al punto 8).
7. Immunofluorescenza per rilevare l'espressione di proteine virali
Nota: In alternativa, questa fase può essere realizzata O / N a 4 ° C al buio.
Nota: preparare anche un campione di cellule non infette, che sono stati sottoposti alla procedura di colorazione click ma non verrà immunomacchiate, questi saranno necessari per la calibrazione del citometro a flusso. Usare sia la metà delle cellule infette finti o includono una ben infetto supplementare apunto 5.2.
Nota: Quando adattare questo protocollo per l'utilizzo con un virus diverso, determinare la diluizione ottimale per il primo anticorpo primario.
Nota: A questo punto, le cellule possono essere conservate O / N a 4 ° C al buio.
8. Acquisizione di dati
None: Assicurarsi di selezionare fluorofori adeguati che possono essere rilevati dallo strumento. Per riferimento, le seguenti sono le linee laser e set di filtri usati per acquisire i dati riportati in questa pubblicazione.
Fluoroforo con eccitazione / emissione spettro di 495/519:
Laser: 488 nm
Filtro: 530/30
Fluoroforo con eccitazione / emissione spettro di 650/665:
Laser: 640 nm
Filtro: 670/20
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La proteina di NSS RVFV (famiglia Bunyaviridae, genere Phlebovirus) 11 inibisce la cellula ospite trascrizione generale attraverso due meccanismi distinti: (i) sequestrando la subunità p44 del fattore di trascrizione basale TFIIH 11 e (ii), promuovendo la degradazione proteasoma della p62 subunità di TFIIH 6. Il RVFV MP-12 vaccino ceppo 13 è stato utilizzato per gli esperimenti descritti in questo protocollo da MP-12 ceppo può essere gestita in un livello...
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Il protocollo fornito descrive un metodo per misurare l'effetto dell'infezione virale sulla trascrizione cellula ospite mediante incorporazione della uridina analogico UE in RNA nascenti. Questo metodo ha diversi vantaggi rispetto ai metodi precedenti: è veloce, sensibile, e non si basa sull'impiego di isotopi radioattivi. Inoltre, il metodo può essere adattato per produrre dati qualitativi tramite microscopia a fluorescenza o dati quantitativi tramite citometria a flusso utilizzando essenzialmente gli ste...
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Nessun conflitto di interessi dichiarati.
Ringraziamo RB Tesh per fornire il mouse policlonale anti-RVFV antisiero e M. Griffin del UTMB Citometria a Flusso Nucleo Struttura per un aiuto con la citometria a flusso. Questo lavoro è stato sostenuto da 5 U54 AI057156 attraverso l'occidentale Centro Regionale di Eccellenza, NIH R01 AI08764301, e il finanziamento del Centro per lo Sviluppo Sealy Vaccino a UTMB.BK è stato sostenuto dalla James W. McLaughlin Fellowship Fund presso UTMB.OL è stato sostenuto da un Maurice R. Hilleman fase iniziale di carriera Career Investigator Award.
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
5-ethynyl-uridine | Berry Associates | PY 7563 | dissolve in DMSO for 100 mM stock |
12-mm round coverslips | Fisherbrand | 12-545-82 | |
5 ml polystyrene tubes | BD Biosciences | 352058 | |
Actinomycin D (ActD) | Sigma | 9415 | dissolve in DMSO for 10 mM stock |
Alexa Fluor 488 goat anti-mouse IgG | Invitrogen | A-11029 | |
Bovine Serum Albumin (BSA) | Santa Cruz | sc-2323 | |
CuSO4 | Sigma | C-8027 | dissolve in H2O for 100 mM stock |
DAPI | Sigma | D-9542 | dissolve in H2O for 5 mg/ml stock |
DMEM | Invitrogen | 11965092 | |
FBS | Invitrogen | 16000044 | |
fluorescent azide (Alexa Fluor 594-coupled) | Invitrogen | A10270 | |
fluorescent azide (Alexa Fluor 657-coupled) | Invitrogen | A10277 | |
Fluoromount-G | Southern Biotech | 0100-01 | |
L-ascorbic acid | Sigma | A-5960 | dissolve in H2O for 500 mM |
paper filter | VWRbrand | 28333-087 | |
paraformaldehyde | Sigma | 158127 | |
Penicillin-Streptomycin | Invitrogen | 15140122 | |
poly-L-lysine (MW ≥ 70000) | Sigma | P1274 | |
Triton X-100 | Sigma | T-8787 | |
Trizma base | Sigma | T-1503 | dissolve in H2O for 1.5 M stock, pH 8.5 |
Trypsin-EDTA | Invitrogen | 25200056 | |
Fluorescence Microscope | e.g. Olympus IX71 | ||
Flow Cytometer | e.g. BD Biosciences LSRII Fortessa |
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