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Method Article
* これらの著者は同等に貢献しました
嗅覚受容体の機能を特徴づける deorphanization プロセスの不可欠な部分を提供しています。キャンプの試金を使用してリアルタイムの嗅覚受容体の活性化を測定する手法を提案します。
哺乳類の嗅覚受容体 (OR) 家族の巨大なサイズは、多数の揮発性化学物質の中で、同種の配位子を見つけることの難しさを提示します。効率的かつ正確には、ORs を deorphanize、我々 はリアルタイムでまたは活性化の下流 cAMP の産生を測定する哺乳類 ORs とバイオ センサー遺伝子組み換えプラスミドを表現する異種細胞ラインの使用を組み合わせます。この試金は画面ニオイ Or その逆に対して使用できます。画面から肯定的な嗅覚受容体の相互作用は、様々 な臭気濃度、濃度反応曲線を生成するテストによってその後確認できます。ここも積極的に応じる受容体が関心の化合物の同種の受容体である Hana3A 細胞で発現を行い人間またはライブラリに対して臭気化合物高速スクリーニングを実行するのにこのメソッドを使用します。効率的なまたはアクティブ化を評価する上で信頼性の高いこのハイスループット検出方法がわかったし、我々 のデータまたは機能研究の潜在的な使用の例を提供します。
嗅覚は、食べ物を得るため、捕食者や危険を避けるため、種を区別、仲間1,2を選択する彼らの嗅覚の能力に依存している動物の生存に重要な役割を果たしています。これらの機能の実現 (OE) の嗅上皮にある嗅覚ニューロン (OSNs) 毛様体表面の表現は個別に嗅覚受容体 (ORs) によって異なります。ORs は、最大約 400 と 1200 多様な OR 遺伝子とヒト G タンパク共役型受容体 (GPCR) スーパーファミリーの家族やマウス、それぞれ3,4,5を構成します。匂いによって活性化される ORs は嗅覚 G タンパク質 (Golf) のシーケンシャルの活性化を介して細胞内 camp を増加につながるし、III アデニル酸シクラーゼ (ACIII) を入力します。メッセンジャーの 1 つ、細胞表面のヌクレオチド依存性チャネルを開き、Ca2 +や活動電位、最終的に開始するなどの陽イオンの流入をトリガーとして機能することが, 細胞内 cAMP の結果増加レベル神経電位伝送と嗅覚。検出および多数 ORs による匂いの識別のプロセスは、嗅知覚6、7の最初のステップと見なされます。
以来、木びき台およびアクセル8は最初正常に嗅覚受容体を複製し、ORs による嗅覚のメカニズムを解明、または家族の deorphanization この分野でのホット スポットの一つとなった。または活性化を測定する各種の体内、体外と体外の方法は、報告された9,10、11,12をされています。Ca2 +イメージングに続いて単一細胞 RT-PCR OSNs でを使用した従来の方法には、脂肪族の匂い13,14,15異なる嗅覚受容体の同定が有効になります。最近では、大規模なトランスクリプトーム解析の出現より体内の高スループット方法の開発を推進しました。ケンタッキーの試金は S100a5 tauGFP レポーター マウスひずみとマイクロ アレイ解析の9使用でオイゲノールとムスコン応答マウス ORs を識別しました。夢テクノロジー匂い暴露後または mRNA のレベルの減少に基づき、脊椎動物や非脊椎動物の種16両でまたはライセンス認証プロファイルを決定するトランスクリプトーム アプローチを採用しました。同様に、神経細胞の活性化で S6 のリン酸化を考えると、松波は応答の ORs12を識別するためにリン酸化リボソーム immunoprecipitations からシーケンスされた Mrna をグループ化します。最後に、ファインスタイン上院議員グループは、においは生体内で、MouSensor 技術17として知られているコーディングを研究するためのプラットフォームとして役立つことができるスーパー スニファー マウスを報告しました。
体外の王国で OSNs を養殖への挑戦はまたは機能発現体内を模した異種発現システムを ORs の臭気化学薬品の大規模スクリーニングを実施する理想的なソリューションになります。それにもかかわらず、ネイティブ OSNs と異なる非嗅覚起源の培養細胞やタンパク質は、小胞体、細胞膜へのトラフィックにできませんが保持されます、ので OR 劣化と受容体機能18の損失で、その結果,19します。 この問題を解決するために広範な作品複製または異種細胞における細胞膜の機能発現に加えられました。Krautwurstらはまずロドプシン (Rho-タグ) の最初 20 のアミノ酸をまたはタンパク質の N 末端に接続し、人間の萌芽期の腎臓 (HEK) セル20いくつかの ORs の細胞表面発現を促進しました。単一 OSNs から遺伝子発現 (セージ) ライブラリ解析のシリアル解析を実施して斎藤ら。最初のクローンされた受容体輸送蛋白質 (RTP) 家族のメンバー、RTP1 と RTP2、または細胞膜に人身売買を促進および拡張 HEK293T 細胞における嗅覚受容体の匂いを介した応答受容体式エンハンサー蛋白質 1 (REEP1)21. これらの調査結果に基づいて、松波グループ正常に Hana3A 細胞株を確立、HEK293T で Gα、REEP1、RTP2 RTP1olf安定発現および一過性発現する効率的なまたは機能のための Rho タグ ORs式です。その後の研究は、1) RTP1、RTP1S より確実を促進またはオリジナルの RTP1 のタンパク質と 2) 3 型ムスカリン性アセチルコリン受容体 (M3R) β アレスチン 2 の抑制を介してまたはアクティビティを高めることができるよりも機能の短いフォームを明らかにどちらの実験を最適化する異種発現システムに導入された募集は22,23を出力します。
いくつかの検出方法は、異種システムの受容体活性化を定量化するために使用されています。分泌される抗胎盤性アルカリホスファターゼ (SEAP) アッセイは、レポーター酵素がキャンプの応答の要素 (クレス) 調節または活性化を評価するための魅力的なオプションを作るそれで動作します。蛍光容易に SEAP 検出試薬24培養後の培地のサンプルで検出されます。このメソッドを使用して、ORs としてアミン関連受容体 (TAARs) がされている OE のトレースで表される化学感覚受容体の二次クラスの機能は、25,26,27を特徴付けられます。別の一般的な方法、ルシフェラーゼ アッセイは、キャンプの応答の要素 (CRE) の制御の下でホタルのルシフェラーゼ レポーターの遺伝子を使用します。ルシフェラーゼ生産によって生成される発光を測定または活性化10、11,28を定量化の効率的かつ堅牢な手段を提供します。
また、リアルタイムのキャンプ アッセイは、異種または内因性の Gpcr の機能を動的に監視で広く使用されています。このような高度な試金の一例では、ルシフェラーゼの変異形に融合 cAMP 結合ドメインを所有している遺伝的コード化バイオ センサーの変形を活用します。キャンプを結合すると、構造変化は化学発光リーダー29,30で測定することができますから発光ルシフェラーゼの活性化に します。リアルタイムのキャンプの技術は、HEK293 NxG 108CC15 細胞におけるひと嗅覚受容体の脱孤立化に適した報告されていますお尻 ="xref"> 31,32,33、HEK293T 由来 Hana3A 同様に細胞34,35。Krautwurst グループでは双方向の大規模なまたはスクリーニングのアプローチ32,33に合うようにリアルタイム キャンプ技術も詳細で説明します。
ここで Hana3A 細胞におけるリアルタイム キャンプの試金を使用してまたは活性化を測定するためのプロトコルについて述べる。30 分治療特定の揮発性化合物と、しにくいまたは活性化のより効率的かつ正確な分析を表すこのプロトコルで事前釣合いの生きているセルの発光を速度論的測定します。長時間と臭気による細胞毒性細胞環境で発生するアーティファクト。このリアルタイム測定興味の特定のまたはリガンド ペアの特性と同様、ORs とリガンドの大規模スクリーニングが可能です。このメソッドを使用して、ことに成功した OR5AN1 ムスク化合物ムスコンの受容体として 379 人間 ORs に対してスクリーニングを実行しその後肯定的なスクリーニング結果を確認します。
1 です Hana3A 細胞のメンテナンスと養殖
2。Transfection のため細胞をめっき
3。プラスミドのトランスフェクション
4。刺激と測定またはリアルタイム キャンプ アッセイを用いたアクティビティ
5。データ分析
ムスコン天然ムスクから芳香主成分であります。ムスコンとマウスまたは、MOR215 1、行動マウス37,38ムスコン応答性腎糸球体からクローンに相同性に基づく他の大環状ムスク化合物のひと受容体として同定された OR5AN1 の最近の調査します。また人間またはレパートリー、当社グループと東原和グループをスクリーニングと?...
嗅覚情報の符号化の解読の第一歩は、正確に特定の臭気物質への露出に OR の活性化を測定します。この研究を表す方法の 1 つの例によって識別できる、体外で示されている実験 OR 式システム、人間またはレパートリーの関心とその後受容体を特徴付ける臭気化学の中で応答 ORs薬理学の化学物質の濃度を使用します。我々 の結果は、ムスコンbona fideの受容体として OR5AN1 を確認?...
著者が明らかに何もありません。
仕事に支えられ中国国立科学財団 (31070972)、科学技術委員会の上海の自治体 (16ZR1418300)、革新的な研究チームの上海市教育委員会、上海の東のためのプログラム学者プログラム (J50201) と中国 (2012CB910401) の国民の基礎研究プログラム。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Amphotericin B | Sigma | A2942 | |
DMSO | Sigma | D2650 | |
FBS | Gibco | 10099-141 | |
GloSensor cAMP reagent | Promega | E1290 | |
pGloSensor-20F cAMP plasmid | Promega | E1171 | |
Hana3A cells | available from authors upon request | ||
HBSS, without calcium or magnesium | GIBCO | 14175095 | |
HEPES | Hyclone | SH30237 | |
Lipofectamine2000 | Invitrogen | 11668-019 | |
M3R plasmid | cloned into a mammalian expression vector such as pCI | ||
MEM, with EBSS and L-glutamine | Hyclone | SH30024 | |
Muscone | Santa Cruz | sc-200528 | |
Musk tibetene | Sigma-Aldrich | S359165 | |
OR plasmids | cloned with a Rho-tag into a mammalian expression vector such as pCI | ||
PBS, without calcium or magnesium | Cellgro | 21-040-CV | |
Penicillin-streptomycin | Hyclone | SV30010 | |
Plasmid miniprep kit | Tiangen | DP103-03 | |
Puromycin | Sigma | P8833 | |
RTP1S plasmid | cloned into a mammalian expression vector such as pCI | ||
Trypsin-EDTA | Hyclone | SH30236 | |
0.2-mL PCR tube | Axygen | PCR-02-C | |
1.5-mL Eppendorf tube | Eppendorf | ||
15-mL 17 mm x 120 mm conical tube | BD Falcon | 352096 | |
8-well and/or 12-well multichannel pipetman | Eppendorf | ||
96-well flat-bottomed white cell culture plate | Greiner | 655098 | |
100 mm x 20 mm cell culture dish | BD Falcon | 353003 | |
Class II biological safety cabinet with laminar flow | |||
Cell culture incubator, with 5% CO2 | |||
Centrifuge, with swinging bucket rotor for 15-ml conical tubes | |||
Infinite F200 plate reader | Tecan | ||
Phase-contrast microscope with x10 and x20 objectives | |||
Spectrophotometer | |||
Sterile reagent reservoirs for multichannel distribution | |||
Sterile paper towel |
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