Goat Intestinal Inverted Sacs를 사용한 히스티딘의 막 수송 시연: 학부생을 위한 체험 교육 도구

요약

여기에서, 우리는 염소 장에서 히스티딘의 막 수송을 보여주는 저렴하고 재현 가능한 방법을 보고합니다. 이 과정은 나트륨 구배에 의해 활성화된 히스티딘과 나트륨 이온이 장세포막을 가로질러 함께 운반함으로써 발생합니다. 이 방법은 생체 막을 가로지르는 용질 이동을 더 잘 이해하기 위해 경험 학습 교육학을 활용합니다.

초록

히스티딘은 필수 아미노산으로 면역 체계, 폐 환기 및 혈관 순환과 관련된 대사 산물의 전구체이기도 합니다. 식이 히스티딘의 흡수는 주로 장세포의 정점 막에 존재하는 광범위한 중성 아미노산 수송체(B⁰AT)에 의한 나트륨 결합 중성 아미노산 수송에 의존합니다. 여기에서는 염소 jejunal inverted sacs를 사용하여 내강에서 장 융모 장세포에 의한 히스티딘의 흡수를 보여줍니다. 다양한 농도의 나트륨과 히스티딘에 노출된 jejunal sacs를 분석하여 시간의 함수로 sac 내부의 히스티딘 농도를 측정했습니다. 그 결과 활성 히스티딘 흡수가 나타났습니다. 소금의 농도를 증가시키면 히스티딘의 흡수율이 높아져 염소 장 함낭에서 나트륨과 히스티딘 흡수의 공존을 시사합니다. 이 프로토콜은 적절한 변형을 통해 아미노산 또는 기타 대사 산물의 장 이동성을 시각화하는 데 적용될 수 있습니다. 우리는 이 실험을 학부생들이 막 전달의 개념을 이해하는 데 도움이 될 수 있는 경험적 교육 도구로 제안합니다.

서문

생물학적 세포는 세포내 세포질과 세포외 내용물을 분리하는 막 지질 이중층으로 둘러싸여 있습니다. 멤브레인은 용질(¹)의 움직임을 조절하는 반투과성 장벽 역할을 한다. 생체막을 통한 수송은 용질의 투과성 계수에 의해 영향을 받으며, 이는 용질의 농도 및 전하를 포함한 여러 요인에 따라 달라집니다. 일반적으로 용질은 세 가지 메커니즘(그림 1)을 사용하여 멤브레인을 통해 이동합니다: 수동 확산(passive diffusion), 촉진 확산(facilitated diffusion) 및 능동 수송(active transport)². 단순 확산은 용해성, 비전하 및 비극성 용질이 반투과성 멤브레인을 통해 농도 구배를 전달하는 과정입니다(그림 1A). 막 단백질은 더 높은 농도의 지역에서 더 낮은 농도의 영역으로의 용질의 이동을 포함하기 때문에 이 과정을 돕지 않습니다. 확산 속도는 Fick의 법칙³을 기반으로 합니다. 반면에, 촉진 확산은 단백질 의존적 수송으로, 멤브레인은 에너지 소비 없이 선택적 용질만 농....

프로토콜

모든 단계가 포함된 전체 프로토콜은 그림 4의 개략도에 나와 있습니다. 이 방법은 쥐의 내장을 사용한 이전 연구에서 채택된 것이다⁸. 실험은 기관 지침에 따라 수행되었습니다. 이 연구에 사용된 샘플은 상업 공급업체에서 조달했습니다.

주의: 이 실험 중에는 장갑을 착용하십시오.

1. 거꾸로 된 Jejunum sacs의 준비

1. 염소 jejunum을 전처리하고 청소하십시오.
   1. 갓 희생 된 건강한 염소의 내장을 허가 된 공급 업체에서 조달하십시오.
   2. 내장을 1x 인산염 완충 식염수(PBS)에 충분히 넣어 청소를 위해 완전히 담그도록 합니다.
   3. 소장과 대장을 분리하고 외부 결합 조직을 가위로 제거하십시오.
   4. 10mL 주사기를 사용하여 1x PBS로 소장을 부드럽게 세척하고 소화되지 않은 음식 물질을 제거하여 속이 빈 소장 백을 얻습니다. 효과적인 청소를 위해 이 과정을 세 번 이상 반복하십시오.
      알림: 세척하는 동안 과도한 힘이나 바....

토론

멤브레인 수송은 기초 또는 응용의 모든 주요 생물 과학 분야의 학부생에게 가르치는 가장 기본적인 개념 중 하나입니다. 전통적으로 멤브레인을 가로지르는 움직임은 방사성 동위원소로 표지된 대사 산물을 사용하여 시각화되었습니다. 그러나 이러한 방법은 매우 위험하며 교육 또는 학습에 적합하지 않습니다. 체험 학습은 이러한 복잡한 개념을 이해하는 데 가장 적?.......

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
1.5 mL Microcentrifuge Tubes	TARSONS	500020
10 mL Test Tubes	BOROSIL	9800U04
50 mL Sterile Falcon Tubes	TARSONS	546041
500 mL Beaker	BOROSIL	10044977
500 mL Conical Flask	BOROSIL	691467
D-Glucose	SRL	42738
Digital Spectrophotometer	SYSTRONICS	2710
Ethanol	EMSURE	1009831000
Finpipettes	THERMOFISHER	4642090
Glass Stirrer Rod	BOROSIL	9850107
L-Histidine	SRL	17849
NaCl	SRL	41721
Nitrile Gloves	KIMTECH	112-4847
Petri Dish	TARSONS	460090
Phosphate Buffered Saline (ph 7.4)	SRL	95131
Pipette Tips	ABDOS	P10102
Sodium Carbonate	SRL	89382
Sodium Nitrate	SRL	44618
Sodium Phosphate Dibasic (anhydrous)	SRL	53046
Sodium Phosphate Monobasic (anhydrous)	SRL	22249
Sulphanilic Acid	SRL	15354