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このプロトコルでは、相関超解像光学顕微鏡および走査型電子顕微鏡像によるゼブラフィッシュの網膜の細胞内タンパク質局在結果を取得する必要な手順について説明します。
超解像光学顕微鏡を組み合わせると、走査電子顕微鏡幼虫ゼブラフィッシュの網膜の細胞内蛋白質のローカリゼーションを調査する手法を提案します。超解像光顕微鏡のサブ回折限界の解像度機能により、相関データの精度を向上させます。簡単に、110 ナノメートル、分厚い低温部分はシリコン ・ ウエハに転送され、蛍光染色後の超解像光学顕微鏡検査によってされます。その後、セクションは、セルロースとプラチナの走査型電子顕微鏡 (SEM) でのイメージングの前にシャドウに保持されます。これらの 2 つの顕微鏡のモダリティから画像は、組織のランドマークを用いたオープン ソース ソフトウェアを簡単にマージされます。ここで幼虫のゼブラフィッシュの網膜の適応方法をについて説明します。ただし、このメソッドはティッシュおよび有機体の他のタイプに適用も。この相関関係によって得られる補足情報が膜とミトコンドリア蛋白質の発現と細胞の他のコンパートメントとしてもミトコンドリアのクリステを解決することができることを示します。
タンパク質と細胞の別のコンパートメントの関係の細胞レベル下の局在を決定する方法は、機能や相互作用の可能性を理解するための不可欠なツールです。超解像顕微鏡電子顕微鏡との組み合わせでは、このような情報の1を提供します。個々 の分子のリターン (GSDIM) 地上州枯渇顕微鏡超解像顕微鏡技術の有機性および遺伝的コード化の同時2の広い範囲と互換性があるは、最大 20 の横方向分解能を実現 nm3。 標準的な回折限界の顕微鏡より高い解像度を持つメソッド定款相関4,5,6の精度が向上します。蛋白発現の特定の細胞内コンパートメントの一番良い相関を達成するために、不確実性7同じ超薄切片の光顕および電顕の使用の量を減らすことをお勧めします。セクショニングのさまざまな方法、徳安クライオ セクション プロトコル脱水や樹脂埋め込みを必要としない、さらに、多くの抗原の抗原性を保持し、良い組織の微細構造の8を説明します。いくつかのメソッドは、相関光・電子顕微鏡 (クレム)4,5,9,10セクションのこれらの適用性を実証しています。
ゼブラフィッシュの網膜は、ビジュアル開発と脊椎動物の間でその非常に節約された構造と機能を与えられた人間の病気のメカニズムを検討する貴重なモデルです。膜特定、網膜視細胞表示で基底シナプス、切端基肥細長い核をもつ哺乳類の光受容体として同じアーキテクチャ内部セグメントをより根尖部と外側セグメントにおけるミトコンドリアのクラスタ リング構成最も根尖の位置11ディスク。多様な細胞コンパートメントに蛋白質のローカリゼーションはゼブラフィッシュの節約され、人間、ひと疾患関連タンパク質12,13の生物学的機能の調査を許可します。
ここで網膜サンプル相関超解像光および電子顕微鏡による Tom20 ミトコンドリア外膜タンパク質の局在を解決するゼブラフィッシュ稚魚を準備するためのプロトコルを提案する.シリコン基板上低温セクションを収集に基づくし、プラチナの薄層を適用した後生成される地形的情報によってコントラストを得るします。これらの手順は、使用、再現性、および実験を完了する時間の使いやすさの面で明確な技術的な改善です。我々 は最近、マウス組織14核孔とミトコンドリア蛋白質の検出手法の適用性を実証しました。
すべての実験 ARVO ステートメントに従って眼科と視覚に関する研究における動物の使用を行ったし、地元当局によって承認されたします
。1 シリコンウェハー上超薄切片の作製
2。Immunolabelling
3。超解像顕微鏡
4。プラチナ シャドーイング
5。走査電子顕微鏡観察
6。光および電子顕微鏡画像の配置
フィジー 18 をクリックして画像のTom20 translocase ミトコンドリア外膜複雑な20のサブユニット蛋白の発現はゼブラフィッシュ稚魚網膜の薄い部分で超解像光学顕微鏡検査 (図 1) によって決定された、この情報は同じセクションのプラチナ シャドウ後走査電子顕微鏡観察によって得られた地形の信号を補完します。これらの相関データ ミトコンドリア膜の特定区画との関連付けの蛋白質の局在を確認し、さらにセルの他の細胞器官とタンパク質の関係についての情報を提供します。
図 1: ゼブラフィッシュの網膜にクレム。A.低倍率広視野画像 5 dpf ゼブラフィッシュ網膜セクション、核染色 DAPI (シアン) の。B.は、同じ領域の電子顕微鏡。C. B. 核内のフレームの高倍率広視野画像染色 DAPI (シアン) と Tom20 ミトコンドリア染色が赤で表示されます。D.高倍率で同じセクションの広視野画像。Tom20 式のパターンは、ミトコンドリアのクラスターです。E.式の Tom20 (赤い点) GSDIM 顕微鏡による検出します。核染色 DAPI (水色)。F.電子相関の超解像を組み合わせると、走査電子顕微鏡と同じセクション。Tom20 染色 (赤い点) は、ミトコンドリアの外膜で、ミトコンドリアのクラスター (M) に表示されます。(N) の核の蛍光 DAPI 信号は、SEM 像の地形に対応します。G. f. でフレームの高倍率画像スキャンの電子顕微鏡画像は、GSDIM イメージ (赤い点) にコンテキストを提供します。ミトコンドリアのクリステがはっきり見えると Tom20 の染色は、ミトコンドリア外膜にローカライズします。外側のセグメントの膜光受容体 (OS) は、明確に解決されます。イメージのピクセル サイズは 5 海里にあります。スケール バー: A、B、および c: 10 μ mD: 2 μ m;E と f: 1 μ m と g: 0.2 μ mこの図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
補足図 1: 光顕および電顕画像の配置。A. SEM 像と異なる核に沿って番号ランドマーク (黄色) TrackEM2 インタ フェースのスクリーン ショット。B. 蛍光画像と異なる DAPI に沿って番号ランドマーク (イエロー) TrackEM2 インターフェイスからのスクリーン ショットが核を染色します。レイヤーの透明度を変更するには、メニューの左上の部分のスライダーを使用できます。スケール バー: 1 μ m.ファイルのダウンロードは、こちらをご覧ください。
このメソッドは、蛋白質の細胞小器官内の正確な位置を決定する文脈情報を持つ超解決蛋白質のローカリゼーションを組み合わせたものです。核のような他の細胞器官とミトコンドリアの外膜または幼虫ゼブラフィッシュの網膜の視細胞の外側セグメント単位で Tom20 の発現を可視化する実験の完了を示すここで.
徳安クライオ断面と、手入れが行き届いたセクションを取得するいくつかのトレーニングが必要です。ただし、これは成功を示した21多くの所に採用されている方法です。Si ウェハへのセクションの転送は非常に単純な特別な配慮は必要ありません。画像バッファーでグリセリンの使用はセクションの乾燥を避けるために非常に重要なステップです。超解像イメージング ウェハがペトリ皿のガラス底に近づくと非常に最良の結果が取得されます。シリコーン ストライプこの位置にウェーハを管理するのに役立ちます。特別な注意は、セクションの損傷を防ぐために縞を除去しながらする必要があります。
低温セクション、約 100 の厚さ nm、Z 次元光学解像度より薄くはさらにこの薄い層からのみ超解像顕微鏡の信号が来ているようこの相関法の精度を容易と信号の走査型電子顕微鏡は、サンプルの地形を表示されています。このメソッドは、マルチカラー イメージングとも組み合わせることができます。ただし、特別な注意が必要、同じ条件 (例えば画像バッファー) の下でイメージを作成することができますサンプルとクロストークを防止する必要があります。
メソッドの 1 つの制限は、2 次元のアプローチは、連続切片 (約 3 に 7 ウェハあたり) の限られた数だけを集めることができます。したがって、ボリュームの分析を扱うプロジェクトは理想的ではないでしょう。しかし、組織のあらゆるタイプのサンプルの単純な区分でタンパク質の発現を検出に適用できるメソッドです。ウラニルの酢酸または鉛のクエン酸のような古典的な造影剤を使用しないメソッドを提供します。プラチナ シャドウによってコントラスト非常に有益な地形のコントラストを提供していますがいくつかのケースで膜は解決することは困難。これは、たとえば、小さい小胞蛋白質の発現を決定する必要があるプロジェクトの問題が生じる。
徳安クライオ-セクション、に基づいて、我々 のプロトコルは、標準装備を使って超解像と走査型電子顕微鏡から相関結果を取得します。シリコン基板上のセクションのコレクション、プラチナのコントラスト用試料調製に安定性を提供するために簡単な手順。
著者が明らかに何もありません。
資金調達のイオンおよび RGB: Ambizione スコア スイス国立科学財団 PZ00P3 142404/1 と PZ00P3 163979 を与えます。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | #158127 | |
Glutaraldehyde EM Grade | EMS, USA | #16220 | |
Cacodylate | Merck | #8.20670 | |
Tricaine | Sigma-Aldrich | #886-86-2 | |
Agarose, peqGOLD Universal | VWR International GmbH | 35-1020 | |
Flat embedding molds | BEEM Flat | ||
Local food brand gelatin | Dr.Oetker | Extra Gold | |
Sucrose | Merck | #1.07687 | |
Methylcellulose | Sigma | #M-6385 | |
Glycine | Sigma | #G-7126 | |
Gelatin type B | Sigma | #G-6650 | |
BSA | Applichem | #A6588.0050 | |
Silicon wafer | Si-Mat Silicon Materials | Type: P/Boron; Orientation <111> ON; Growth method: CZ; Resistivity:1-30 ohm/cm; Surface: polished; Laser cut at 7 x7 mm | |
Cryo-pin | Baltic Preparation | #16701950 | |
Wired loop "Perfect loop" | |||
Silicone stripes | Picodent | Twinsil 22 | |
Glucose | Sigma-Aldrich | #G8270 | |
glucoseoxidase | Sigma-Aldrich | #G7141 | |
catalase | Sigma-Aldrich | #C40 | |
beta-Mercaptoethylamine hydrochloride | Sigma-Aldrich | #M6500 | |
anti-Tom20 | Santa Cruz Biotechnology | #sc - 11415 | |
AlexaFluor 647 AffiniPure F(ab')2 fragment donkey anti rabbit IgG | Jackson Immuno-Research | #711-606-152 | |
DAPI | ROCHE, Switzerland | #10236276001 | |
Glycerol solution | Sigma-Aldrich | #49782 | |
Glass bottom petri dish | Ibidi, Germany | u-Dish 35mm, high glass bottom, #81158 | |
SEM aluminium stub | Agar Scientific | #G301F | |
Conducting carbon cement Leit-C | Plano, Germany | AG3300 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Instruments | |||
Diamond Knife (Cryo Immuno) | Diatome | DCIMM3520 | |
Cryo-ultramicrotome | Leica Microsystems | Leica EM FCS | |
Widefield-TIRF microscope GSD Leica SR GSD 3D | Leica Microsystems | ||
160x 1.43 TIRF objective | Leica Microsystems | 11523048 | |
SEM - Zeiss Supra 50 VP | Zeiss | Supra 50 VP | |
FIB-SEM - Zeiss Auriga 40 | Zeiss | Auriga 40 |
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