Este trabalho foi financiado pelo Australian Research Council Grant DP0986937.

Seleção de cepas de leveduras adequadas de controle O ensaio conta com o experimentador avaliar visualmente o acúmulo de fluorescência vermelha no vacúolo levedura. Como tal, o ensaio é subjetiva e depende da seleção de estirpes de controlo adequado e condições de crescimento. Um controle do tipo selvagem é usado para indicar os níveis de autofagia normalmente esperado. Como controle negativo uma cepa nulo para a expressão de um dos genes do núcleo autofagia (por exemplo, ATG3) é adequado; cepas tal não pode entregar material (por exemplo, as mitocôndrias, núcleo) para o vacúolo 1. Transformação de células de levedura com o DNA do plasmídeo Células de levedura pode ser feita facilmente competentes para transformação por tratamento com LiAcetate. Kits comerciais podem ser comprados (por exemplo, EasyComp, Invitrogen) e protocolos publicados estão disponíveis 13. Neste protocolo utilizamos cepa selvagem BY4741 (MAT uma his3Δ1 leu2Δ0 met15Δ0 ura3Δ0), e alguns membros de uma biblioteca abrangente de cepas mutantes de deleção (por exemplo, Δ atg3) derivados dela, cada expressão falta de um gene não essenciais diferentes. A biblioteca de tensão exclusão representa uma valiosa ferramenta para a investigação de autofagia usando Rosella baseado em sondas. O repórter empregada neste protocolo é mt Rosella para mitocôndrias (Fig. 2A), codificada pelo pAS1NB: mt-Rosella 12. Os passos seguintes são baseados no uso de células competentes fez usando o Kit de Transformação EasyComp e armazenadas congeladas a -80 ° C para uso conveniente. <ol><li> Equilibrar Solução III (EasyComp Transformação Kit) à temperatura ambiente 30 minutos antes de adicionar a células de levedura. </li><li> Adicionar 2-2,5 mL (~ 100 ng / L) de DNA plasmídeo codificando o repórter (pAS1NB: mt-Rosella) para um 1,7 ml estéril pressão cap-tubo de microcentrífuga de plástico. </li><li> Adicionar 5 mL de suspensão recém-descongelado de células de levedura competentes e misture por pipetagem suave. </li><li> Adicionar 50 ml de solução III (EasyComp Transformação Kit) e vortex para misturar. 1.5) Incube as reações de transformação para uma hora a 28-30 ° C com vigorosa mistura a cada 15 minutos usando um mixer vortex ou manualmente por flicking o tubo com o dedo. </li><li> Transferir cuidadosamente a mistura de transformação para uma placa de crescimento YMM única agar suplementado com histidina, metionina e uracila, distribuir e suavemente as células ao redor da superfície do ágar com um espalhador de vidro estéril. Células de levedura são frágeis nesta fase e manuseio suave pode aumentar o rendimento de transformantes. </li><li> Incubar as placas de crescimento para 2 a 4 dias a 28-30 ° C ou até colônias aparecem cerca de 2-3 mm de diâmetro. </li></ol> 2. Confirmando expressão de Rosella em células de levedura Antes de embarcar em experimentos detalhados a localização correta e expressão eficiente de Rosella devem ser confirmados. <ol><li> Usando palitos estéreis selecionar para cada cepa cinco colônias único da placa de transformação e ressuspender as células em 50 mL de água estéril em separado 1,7 ml estéril pressão cap-tubo de microcentrífuga de plástico. </li><li> Lugar mL 10 de cada suspensão de células para separar as lâminas de vidro rotulados microscópio (76 x 26 mm) e cobrir a suspensão de células com uma lamela quadrados (22 x 22 mm). </li><li> Examinar imediatamente as células para emissão de fluorescência utilizando um microscópio de fluorescência (por exemplo, a Olympus FluoView FV500). Procure por fluorescência verde e vermelho forte e rotulagem típico de localização mitocondrial (Fig. 2B e 2C). </li><li> O restante de cada colônia examinados para fluorescência desta forma deve ser inoculado em um prato doce YMM crescimento. </li><li> Incubar as placas a 28-30 ° C por 2 dias até colônia são aproximadamente 2-3 mm de diâmetro. </li></ol> 3. Crescimento celular e indução de autofagia Autofagia pode ser induzida pelo uso de um número de diferentes condições experimentais, incluindo entrada em fase estacionária, mudança na fonte de carbono, a administração de rapamicina, ou privação de nitrogênio. Nós usam rotineiramente privação de nitrogênio como o método para induzir mitophagy. <ol><li> Inocular uma única colônia em 10 ml de meio de crescimento contendo etanol e os suplementos apropriados auxotróficos. </li><li> Incubar as culturas de levedura a 28-30 ° C com agitação orbital (200 rpm) por aproximadamente 48 horas. As células devem ser em meados de log-fase de crescimento. </li><li> Pellet de células duplicadas amostras de 1ml da cultura em 1,7 ml estéril pressão cap-tubos plásticos de centrífuga por centrifugação a 2000 xg por 2 minutos em temperatura ambiente. Remova e elimine cuidadosamente o sobrenadante sem perturbar o pellet celular. </li><li> Lave as células três vezes com 1 ml de água estéril destilada por ressuspensão seguida de centrifugação para remover m residualedium. </li><li> Após a terceira lavagem ressuspender as células em 100 ml de meio de crescimento ou nitrogênio fome e médio prazo. </li><li> Re-inocular as células ressuspendidas em 10 ml de meio de crescimento fresco ou 10 ml de meio de nitrogênio-inanição. Incube com agitação orbital por 6-12 horas para permitir a indução da mitophagy. Depois de fome preparar células para visualização por microscopia de fluorescência. </li></ol> Nota: Etiquetagem do vacúolo com CMAC-Arg Ao primeiro, que estabelece o ensaio é útil para confirmar a entrega sob microscópio de fluorescência de Rosella ao vacúolo. Apesar de o vacúolo levedura é uma organela grandes cuja localização pode muitas vezes ser facilmente determinado por referência a transmitiu imagens de luz, em algumas cepas de leveduras e em algumas condições de crescimento do vacúolo pode ser fragmentada e difícil de localizar. O vacúolo pode ser prontamente rotulados com uma tintura baseada em cumarina vacúolo como CMAC-Arg (7-amino-4-chloromethylcoumarin, L-arginina amida). A ação de proteases vacuolar nos resultados corante azul brilhante na rotulagem fluorescência do vacúolo. A emissão azul pode ser facilmente distinguidas das emissões vermelho e verde de Rosella 11. Rotulagem com CMAC-Arg não precisa ser realizada rotineiramente, mas é recomendado para aqueles que não estão familiarizados com o local ea aparência do vacúolo em levedura. 4. Rotulagem do vacúolo com CMAC-Arg <ol><li> Adicione o CMAC-Arg (100 mM de concentração final) para as células de crescimento ou nitrogênio de fome antes da imagem. A solução CMAC-Arg pode ser preparado com antecedência, mas como a solução é sensível à luz que precisa ser protegido da exposição à luz. </li><li> Incubar a 28-30 ° C com agitação orbital (200 rpm) por 30 minutos. </li><li> Pellet células por centrifugação a 2000 xg por 2 minutos em temperatura ambiente. </li><li> Desprezar o sobrenadante. </li><li> Lave as células três vezes com água destilada estéril por ressuspensão seguida de centrifugação para remover médio residual e excesso CMAC Arg-dye. </li><li> Montagem das células para criação de imagens como descrito abaixo. </li></ol> 5. Montagem ao vivo células de levedura para microscopia confocal de varredura a laser (CLSM) <ol><li> Derreta 2 mg de baixo ponto de fusão de agarose em separado um alíquotas ml de meio de crescimento e de nitrogênio fome-meio, incubando a 70 ° C. A agarose fundida é mantida a 70 ° C. </li><li> Suavemente as células pellet em 1 ml alíquotas de cada cultura de células por centrifugação a 2000 xg por 2 minutos em temperatura ambiente e descartar o sobrenadante. </li><li> Lave as células três vezes com 1 ml de água estéril destilada por ressuspensão e centrifugação, tal como no passo 5.2. </li><li> Ressuspender as células lavadas com 100 ml de água destilada estéril. </li><li> Para montar as células no local 20 l de agarose fundida numa lâmina de vidro rotulados microscópio (76 x 26 mm). </li><li> Detectar imediatamente 10 ml de suspensão de células lavadas em cima da cama agarose. </li><li> Cobrir a cama agarose com uma lamela (22 x 22 mm). As células se espalhará por toda a superfície agarose sob a lamínula. </li><li> Para evitar a desidratação eo movimento da lamela durante a imagem cuidadosamente selar as bordas da lamínula com uma película fina de unha polonês. </li><li> Quando a unha polonês está completamente seco (10 min) o slide está pronto para ver por microscopia de fluorescência Beware: unha polonês pode causar danos aos objetivos microscópio. </li><li> Células montado usando esta técnica pode ser observado até uma hora após a montagem. </li></ol> 6. Autofagia visualizar usando CLSM O nível de autofagia em uma população de células é rotineiramente avaliados através da determinação do número de células mostrando fluorescência vermelha vacuolar antes e após a indução de autofagia. Idealmente, a progressão da autofagia é monitorado em momentos selecionados após a indução de autofagia (Fig. 3). Esta é a melhor realizada através da visualização através do microscópio binocular. É importante que os controles corretos são empregados (por exemplo, Δ atg3 mutantes) e que as configurações microscópio permanecem inalterados entre observar amostras diferentes (por exemplo, o uso de filtros de densidade neutra, seleção de filtro). Células de levedura são relativamente pequenos que requerem um microscópio de fluorescência de boa qualidade (por exemplo, a Olympus FluoView FV500) equipado com excitação / emissão de filtros adequados para a visualização separada de GFP e / ou pHluorin (verde emissão de fluorescência) (FITC filtro) e DsRed.T3 (vermelho emissão de fluorescência) (TRITC filtro). <ol><li> Usando uma visão objetiva 60x de água não-fome células de tipo selvagem utilizando alternadamente os filtros FITC e TRITC. Células de tipo selvagem deve apresentar uma distribuição típica celulares das mitocôndrias na periferia das células que mostram tanto fluorescência vermelha e verde. Note-se que esta distribuição das mitocôndrias é dependente do pinhole configuração do microscópio confocal. Geralmente usamos um valor menor pinhole de 125 M que só permite a mitocôndria para ser observado como uma série de pontos localizados na periferia da célula (Fig. 2C) de modo que o vacúolo não é obscurecida 12. Se um valor elevado de pinhole (200 mm) é usado isto permite que a rede filamentosa típica mitocondrial distribuídos por toda a célula (e as mudanças que sofre) a serem observados 11. Sem outras estruturas na célula deve ser fluorescente etiquetado. </li><li> Seqüencialmente vista células para cada um dos seguintes momentos de transferência a médio fome. Visualize alternadamente utilizando os filtros de emissão verde e vermelho. Na inanição h 6 de fluorescência tempo ponto vermelho, mas não de emissão correspondentes verde deve ser perceptível no vacúolo. Localização vacuolar pode ser confirmada separadamente usando CMAC-Arg (Fig. 2C). Ver ~ 200 células e contar o número que mostram apenas fluorescência vermelha no vacúolo (ou seja, a captação vacuolar das mitocôndrias). </li><li> Contagem de acumulação vacuolar para todos os pontos tempo observando&gt; 200 células e, em seguida, percentual lote de células mostrando acúmulo vacuolar. </li><li> Examinar células autofagia-controlo negativo expressar mt-Rosella antes fome e inanição após 6 h. </li></ol> 7. Resultados representativos: Aqui, nós mostramos os resultados típicos obtidos utilizando-mt Rosella, expressa no tipo selvagem e Δatg3 células mutantes. Sob condições de crescimento com o etanol como fonte de carbono, tanto do tipo selvagem e Δatg3 células mutantes apresentam uma distribuição celular de fluorescência (vermelho e verde) típico das mitocôndrias nas células de levedura. Vermelho e verde emissão de fluorescência não é detectado no vacúolo (Fig. 2B e 2C). Quando submetido a privação de nitrogênio por 6 h, em seguida, e além, além de fluorescência vermelha e verde correspondente a mitocôndria, células de tipo selvagem também apresentam o acúmulo de vermelho, mas não de fluorescência verde no lúmen vacuolar (Fig. 2B;. Fig. 3) . No entanto, em Δatg3 células mutantes fluorescência vermelhas nem verdes acumula no lúmen vacuolar (Fig. 2C;. Fig. 3). <img src="/files/ftp_upload/2779/2779fig1.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1. Top, o esquema de organelas e compartimentos em uma célula de levedura. Fundo, uma visão vacúolo-centric de uma célula de levedura é apresentada indicando degradação autofágica de organelas e compartimentos diferentes. Algumas das diferenças entre os vários tipos de organelas específicas de autofagia (por exemplo, mitophagy, nucleophagy) incluem a especificidade (seleção de carga) do conteúdo engolido, várias necessidades intracelular e extracelular pistas (por exemplo, a fome, danos), sinais específicos, ATG genes ea dependência do tempo. <img src="/files/ftp_upload/2779/2779fig2a.jpg" alt="Figura 2a" /> <img src="/files/ftp_upload/2779/2779fig2b.jpg" alt="Figura 2b" /> <img src="/files/ftp_upload/2779/2779fig2c.jpg" alt="Figura 2c" /> <img src="/files/ftp_upload/2779/2779fig2d.jpg" alt="Figura 2d" /> Figura 2. (A) representação esquemática do mt-Rosella. A seqüência líder mitocondrial (neste caso da citrato sintase) é usado para direcionar o biossensor Rosella para a matriz mitocondrial. Excitação e emissão maxima para ambas as proteínas fluorescentes vermelhas (DsRed.T3) e proteína verde fluorescente (pHluorin) são indicados. Em pH elevado (pH ~ 8,2 mitocondrial), o biosensor fluorescente vermelho e verde, no entanto, em pH baixo (pH vacuolar ~ 5.5) que fluoresce apenas vermelho. (B) Representação esquemática dos resultados esperados no tipo selvagem e atg3 Δ células mutantes expressando mt-Rosella. (C) Os resultados reais obtidos por CLSM de células de tipo selvagem sob crescente e as condições de privação de nitrogênio. Da esquerda para a direita:. DIC (diferença de contraste), RFP (DsRed.T3) emissão de fluorescência, GFP (pHluorin) emissão de fluorescência, CMAC-Arg fluorescência e imagem merge (D) Os resultados reais obtidos por microscopia de fluorescência de células mutantes em Datg3 crescente e as condições de privação de nitrogênio. Da esquerda para a direita: DIC (diferença de contraste), RFP (DsRed.T3) emissão de fluorescência, GFP (pHluorin) emissão de fluorescência, CMAC-Arg fluorescência e imagem fundem. <img src="/files/ftp_upload/2779/2779fig3.jpg" alt="Figura 3" /> Figura 3. A percentagem de células do tipo selvagem e mutante Δ atg3, expressando-mt Rosella e cultivadas sob privação de nitrogênio, mostrando fluorescência vermelha no vacúolo durante um curso de tempo de 48 horas. A porcentagem de células mostrando acúmulo de fluorescência vermelha no vacúolo foi gravado em 0, 6, 12, 24 e 48 horas após o início privação de nitrogênio.

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Não há conflitos de interesse declarados.

Nas imagens representativas apresentado na fig. 2B e 2C, pode ser visto claramente que o uso de organela específica repórteres fluorescentes e microscopia de fluorescência fornece evidências da localização mitocondrial / distribuição em ambos os crescentes e nitrogênio de fome as células e permite mitophagy a ser visualizada. É preciso enfatizar que este método não é restrito a mitophagy seguinte. Autofagia de outros componentes celulares ou organelas (por exemplo, os ribossomos, gotículas lipídicas, peroxissomos, retículo endoplasmático e núcleo) pode ser monitorada com uma rotulagem adequada. Detalhes da construção de biossensor Rosella, as condições de cultura de células e os resultados típicos para o volume de negócios do núcleo (nucleophagy) têm sido relatados 11,12 ilustrando a aplicação mais ampla do método. Uso de organela específica repórteres fluorescentes para autofagia monitoramento exige várias considerações de design construto a ser mantido em mente. Estas incluem: (1) seleção e fusão com o sinal adequado direcionamento para alcançar organela específica focalização; (2) seleção de uma proteína fluorescente apropriado (s), (3) forte emissão de fluorescência; (4) organela localização correta e / ou distribuição dentro da célula. Uma vez que o repórter organela específica foi expressa com sucesso no hospedeiro levedura escolhida estirpe um segundo grupo de ponderações tornam-se: (1) as condições de crescimento do fermento, (2) a preparação de amostras de células, (3) parâmetros de imagem como é importante que os parâmetros selecionados para CLSM (por exemplo, a intensidade do laser, velocidade de varredura e modo, o valor pinhole, o valor de zoom, objectivos utilizados ou de exposição para CCD-câmera) são mantidas durante todo um experimento assegurar que as comparações podem ser feitas entre o controle (células de crescimento) e amostras de fome; ( 3) entrega autofagia indução e bem-sucedida do repórter no vacúolo. No geral, este método de microscopia fluorescente é fácil, relativamente rápido, e tem potencial de aplicação para a triagem de alto rendimento para novas drogas que aumentam ou inibir a autofagia, e também para genes que regulam ou modulam a autofagia.

<table border="1"><tbody><tr><th> Nome do reagente / equipamentos </th><th> Companhia </th><th> Número de catálogo </th></tr><tr><td> Saccharomyces cerevisiae EasyComp Transformação Kit </td><td> Invitrogen </td><td> K5050-01 </td></tr><tr><td> Base de levedura de nitrogênio sem aminoácidos e sulfato de amônio </td><td> BD Difco </td><td> 200-0030 </td></tr><tr><td> Baixa temperatura de fusão agarose </td><td> Progen Biosciences </td><td> 200-0030 </td></tr><tr><td> Lâminas de microscopia (76 x 26 mm) </td><td> Menzel-Glaser </td><td></td></tr><tr><td> Lamínulas de microscópio (22 x 22 mm) </td><td> Menzel-Glaser </td><td> BB022022A1 </td></tr><tr><td> Laser Confocal Scanning Microscope FluoView FV500 </td><td> Olimpo </td><td></td></tr><tr><td> CMAC-Arg </td><td> Moleular Sondas-Invitrogen </td><td> Y-7531 </td></tr></tbody></table> Todas as concentrações são dadas w / v, salvo indicação em contrário. Média mínima de levedura (YMM): base de nitrogênio 0,67% de levedura sem aminoácidos, glicose 2%, ágar 1,5% (apenas adicionado ao fazer meios sólidos) e todos os suplementos necessários auxotróficos (0,01%)]. Sais Saccharomyces (SS): (NH 4) 2 S0 4, 0,12%; KH 2 PO 4, 0,10%; MGC1 2 0,6%, H2O 0,07; NaC1, 0,05%; CaCl2, 0,01%; FeC1 3, 0,0005%. Meio de crescimento: SS e etanol 2% (v / v) e suplementos auxotróficas apropriado. Nitrogênio fome médio: base de nitrogênio 0,17% de levedura sem aminoácidos e sulfato de amônio (Difco), 2% de etanol (v / v).

a fluorescence microscopy assay for monitoring mitophagy in the yeast saccharomyces cerevisiae

Autofagia é importante para o volume de negócios de componentes celulares em uma série de condições diferentes. Serve uma função essencial homeostáticos, assim como um mecanismo de controle de qualidade que podem degradar-alvo e seletivamente material celular incluindo organelles1-4. Por exemplo, danificadas ou redundantes mitocôndrias (Fig. 1), não eliminados por autofagia, pode representar uma ameaça à homeostase celular e sobrevivência da célula. Na levedura, Saccharomyces cerevisiae, a privação de nutrientes (por exemplo, privação de nitrogênio) ou danos pode promover a rotatividade seletiva da mitocôndria por autofagia em um processo denominado mitophagy 5-9. Descrevemos uma abordagem de microscopia de fluorescência simples para avaliar a autofagia. Para maior clareza nós restringimos nossa descrição aqui para mostrar como a abordagem pode ser usada para monitorar mitophagy em células de levedura. O ensaio faz uso de um repórter fluorescente, Rosella, que é um biosensor dupla emissão compreendendo um pH relativamente estável proteína fluorescente vermelha ligada a um pH-sensíveis proteína verde fluorescente. A operação deste repórter se baseia em diferenças de pH entre o (pH ~ 5,0-5,5) e vacúolo (pH ~ 8,2) mitocôndrias nas células vivas. Sob condições de cultivo, as células do tipo selvagem exibem tanto fluorescência vermelha e verde distribuída em uma maneira característica da mitocôndria. Emissão de fluorescência não é associado com o vacúolo. Quando submetido a privação de nitrogênio, uma condição que induz mitophagy, além de fluorescência vermelha e verde rotulagem das mitocôndrias, as células apresentam o acúmulo de vermelho, mas não de fluorescência verde, na luz ácida vacuolar representando a entrega das mitocôndrias para o vacúolo. Marcar células com vermelho, verde, mas não vacúolos fluorescente pode ser usado como uma medida de atividade em células mitophagic 5,10-12.

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A Fluorescence Microscopy Assay for Monitoring Mitophagy in the Yeast Saccharomyces cerevisiae

Uma abordagem robusta para monitorar a entrega de organelas para a luz ácida do vacúolo levedura para a degradação e reciclagem é descrito. O método baseia-se na rotulagem específica de organelas-alvo com uma geneticamente codificado fluorescência dupla emissão de pH biosensor, e visualização de células individuais usando a microscopia de fluorescência.

Um Ensaio de microscopia de fluorescência para Mitophagy Monitoramento no fermento Saccharomyces cerevisiae

Autophagy is important for turnover of cellular components under a range of different conditions. It serves an essential homeostatic function as well as a ...

a-fluorescence-microscopy-assay-for-monitoring-mitophagy-yeast

Research

JoVE Journal

Biology

A Fluorescence Microscopy Assay for Monitoring Mitophagy in the Yeast Saccharomyces cerevisiae

25.4K visualizações.  Monash University. Uma abordagem robusta para monitorar a entrega de organelas para a luz ácida do vacúolo levedura para a degradação e reciclagem é descrito. O método baseia-se na rotulagem específica de organelas-alvo com uma geneticamente codificado fluorescência dupla emissão de pH biosensor, e visualização de células individuais usando a microscopia de fluorescência.

Vídeo: A Fluorescence Microscopy Assay for Monitoring Mitophagy in the Yeast Saccharomyces cerevisiae

Dissection of Saccharomyces Cerevisiae Asci

Yeast is a highly tractable model system that is used to study many different cellular processes. The common laboratory strain Saccharomyces cerevisiae exists in either a haploid or diploid state. The ability to combine alleles from two haploids and the ability to introduce modifications to the genome requires the production and dissection of asci. Asci production from haploid cells begins with the mating of two yeast haploid strains with compatible mating types to produce a diploid strain. This can be accomplished in a number of ways either on solid medium or in liquid. It is advantageous to select for the diploids in medium that selectively promotes their growth compared to either of the haploid strains. The diploids are then allowed to sporulate on nutrient-poor medium to form asci, a bundle of four haploid daughter cells resulting from meiotic reproduction of the diploid. A mixture of vegetative cells and asci is then treated with the enzyme zymolyase to digest away the membrane sac surrounding the ascospores of the asci. Using micromanipulation with a microneedle under a dissection microscope one can pick up individual asci and separate and relocate the four ascopores. Dissected asci are grown for several days and tested for the markers or alleles of interest by replica plating onto appropriate selective media.

Dissection of Saccharomyces Cerevisiae Asci

Micromanipulation of yeast cells is needed for meiotic genetic analysis or to select diploid zygotes. These micromanipulations are carried out using the microneedle of a dissection microscope. The microneedle is used to relocate cells and is controlled by a micromanipulator which are available with various degrees of automation.

Dissecção da Saccharomyces cerevisiae Asci

Yeast is a highly tractable model system that is used to study many different cellular processes. The common laboratory strain Saccharomyces cerevisiae ...

Biologia

Quantitative Phosphoproteomics in Fatty Acid Stimulated Saccharomyces cerevisiae

This protocol describes the growth and stimulation, with the fatty acid oleate, of isotopically heavy and light S. cerevisiae cells. Cells are ground using a cryolysis procedure in a ball mill grinder and the resulting grindate brought into solution by urea solubilization. This procedure allows for the lysis of the cells in a metabolically inactive state, preserving phosphorylation and preventing reorientation of the phosphoproteome during cell lysis.  Following reduction, alkylation, trypsin digestion of the proteins, the samples are desalted on C18 columns and the sample complexity reduced by fractionation using hydrophilic interaction chromatography (HILIC). HILIC columns preferentially retain hydrophilic molecules which is well suited for phosphoproteomics.  Phosphorylated peptides tend to elute later in the chromatographic profile than the non phosphorylated counterparts. After fractionation, phosphopeptides are enriched using immobilized metal chromatography, which relies on charge-based affinities for phosphopeptide enrichment. At the end of this procedure the samples are ready to be quantitatively analyzed by mass spectrometry.

Quantitative Phosphoproteomics in Fatty Acid Stimulated Saccharomyces cerevisiae

Description of a quantitative phosphorylation procedure using cryolysis, urea solubilziation, HILIC fractionation and IMAC enrichment of phosphorylated peptides.

Phosphoproteomics quantitativa em ácidos graxos estimulada Saccharomyces cerevisiae</em

This protocol describes the growth and stimulation, with the fatty acid oleate, of isotopically heavy and light S. cerevisiae cells. Cells are ground ...

Time-lapse Imaging of Mitosis After siRNA Transfection

Changes in cellular organization and chromosome dynamics that occur during mitosis are tightly coordinated to ensure accurate inheritance of genomic and cellular content. Hallmark events of mitosis, such as chromosome movement, can be readily tracked on an individual cell basis using time-lapse fluorescence microscopy of mammalian cell lines expressing specific GFP-tagged proteins. In combination with RNAi-based depletion, this can be a powerful method for pinpointing the stage(s) of mitosis where defects occur after levels of a particular protein have been lowered. In this protocol, we present a basic method for assessing the effect of depleting a potential mitotic regulatory protein on the timing of mitosis. Cells are transfected with siRNA, placed in a stage-top incubation chamber, and imaged using an automated fluorescence microscope. We describe how to use software to set up a time-lapse experiment, how to process the image sequences to make either still-image montages or movies, and how to quantify and analyze the timing of mitotic stages using a cell-line expressing mCherry-tagged histone H2B. Finally, we discuss important considerations for designing a time-lapse experiment. This strategy is complementary to other approaches and offers the advantages of 1) sensitivity to changes in kinetics that might not be observed when looking at cells as a population and 2) analysis of mitosis without the need to synchronize the cell cycle using drug treatments. The visual information from such imaging experiments not only allows the sub-stages of mitosis to be assessed, but can also provide unexpected insight that would not be apparent from cell cycle analysis by FACS.

Here we describe a basic protocol to image and quantify the mitotic timing of live mammalian tissue culture cells after siRNA transfection.

Lapso de tempo de imagens de Mitose Depois de Transfection siRNA

Changes in cellular organization and chromosome dynamics that occur during mitosis are tightly coordinated to ensure accurate inheritance of genomic and ...

Microarray Analysis for Saccharomyces cerevisiae

In this protocol, gene expression in yeast (Saccharomyces cerevisiae) is changed after exposure to oxidative stress induced by the addition of hydrogen peroxide (H2O2), an oxidizing agent. In the experiment, yeast is grown for 48 hours in 1/2X YPD broth containing 3X glucose. The culture is split into a control and treated group. The experiment culture is treated with 0.5 mM H2O2 in Hanks Buffered Saline (HBSS) for 1 hour. The control culture is treated with HBSS only. Total RNA is extracted from both cultures and is converted to a biotin-labeled cRNA product through a multistep process. The final synthesis product is taken back to the UVM Microarray Core Facility and hybridized to the Affymetrix yeast GeneChips. The resulting gene expression data are uploaded into bioinformatics data analysis software.

Microarray Analysis for Saccharomyces cerevisiae

In this protocol, gene expression in yeast (Saccharomyces cerevisiae) is changed after exposure to oxidative stress induced by the addition of hydrogen peroxide (H2O2), an oxidizing agent.

Microarray Analysis for Saccharomyces cerevisiae</em

In this protocol, gene expression in yeast (Saccharomyces cerevisiae) is changed after exposure to oxidative stress induced by the addition of hydrogen ...

Quantitative Live Cell Fluorescence-microscopy Analysis of Fission Yeast

Several microscopy techniques are available today that can detect a specific protein within the cell. During the last decade live cell imaging using fluorochromes like Green Fluorescent Protein (GFP) directly attached to the protein of interest has become increasingly popular 1. Using GFP and similar fluorochromes the subcellular localisations and movements of proteins can be detected in a fluorescent microscope. Moreover, also the subnuclear localisation of a certain region of a chromosome can be studied using this technique. GFP is fused to the Lac Repressor protein (LacR) and ectopically expressed in the cell where tandem repeats of the lacO sequence has been inserted into the region of interest on the chromosome2. The LacR-GFP will bind to the lacO repeats and that area of the genome will be visible as a green dot in the fluorescence microscope. Yeast is especially suited for this type of manipulation since homologous recombination is very efficient and thereby enables targeted integration of the lacO repeats and engineered fusion proteins with GFP 3. Here we describe a quantitative method for live cell analysis of fission yeast. Additional protocols for live cell analysis of fission yeast can be found, for example on how to make a movie of the meiotic chromosomal behaviour 4. In this particular experiment we focus on subnuclear organisation and how it is affected during gene induction. We have labelled a gene cluster, named Chr1, by the introduction of lacO binding sites in the vicinity of the genes. The gene cluster is enriched for genes that are induced early during nitrogen starvation of fission yeast 5. In the strain the nuclear membrane (NM) is labelled by the attachment of mCherry to the NM protein Cut11 giving rise to a red fluorescent signal. The Spindle Pole body (SPB) compound Sid4 is fused to Red Fluorescent Protein (Sid4-mRFP) 6. In vegetatively growing yeast cells the centromeres are always attached to the SPB that is embedded in the NM 7. The SPB is identified as a large round structure in the NM. By imaging before and 20 minutes after depletion of the nitrogen source we can determine the distance between the gene cluster (GFP) and the NM/SPB. The mean or median distances before and after nitrogen depletion are compared and we can thus quantify whether or not there is a shift in subcellular localisation of the gene cluster after nitrogen depletion.

The fission yeast, Schizosaccharomyces pombe, is a good model system to study basic cellular processes. Here we describe a method to perform quantitative live cell analysis of fission yeast. In this particular experiment we focus on organisation of the genome within the cell nucleus, but the method can also be used to study cytosolic factors.

Quantitativas de células vivas de Análise de microscopia de fluorescência de levedura

Several microscopy techniques are available today that can detect a specific protein within the cell. During the last decade live cell imaging using ...

Long-term Lethal Toxicity Test with the Crustacean Artemia franciscana

Our research activities target the use of biological methods for the evaluation of environmental quality, with particular reference to saltwater/brackish water and sediment. The choice of biological indicators must be based on reliable scientific knowledge and, possibly, on the availability of standardized procedures. In this article, we present a standardized protocol that used the marine crustacean Artemia to evaluate the toxicity of chemicals and/or of marine environmental matrices. Scientists propose that the brine shrimp (Artemia) is a suitable candidate for the development of a standard bioassay for worldwide utilization. A number of papers have been published on the toxic effects of various chemicals and toxicants on brine shrimp (Artemia). The major advantage of this crustacean for toxicity studies is the overall availability of the dry cysts; these can be immediately used in testing and difficult cultivation is not demanded1,2. Cyst-based toxicity assays are cheap, continuously available, simple and reliable and are thus an important answer to routine needs of toxicity screening, for industrial monitoring requirements or for regulatory purposes3. The proposed method involves the mortality as an endpoint. The numbers of survivors were counted and percentage of deaths were calculated. Larvae were considered dead if they did not exhibit any internal or external movement during several seconds of observation4. This procedure was standardized testing a reference substance (Sodium Dodecyl Sulfate); some results are reported in this work. This article accompanies a video that describes the performance of procedural toxicity testing, showing all the steps related to the protocol.

Long-term Lethal Toxicity Test with the Crustacean Artemia franciscana

This study concerns the development and standardization of a valuable methodological protocol to determine long-term (14 days) lethal toxicity exerted by chemical substances, industrial wastewater or sewage and liquid environmental samples on the saltwater crustacean, Artemia franciscana.

A longo prazo de Teste de toxicidade letal com o crustáceo Artemia franciscana</em

Our research activities target the use of biological methods for the evaluation of environmental quality, with particular reference to saltwater/brackish ...

Expression and Purification of the Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator Protein in Saccharomyces cerevisiae

The cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) is a chloride channel, that when mutated, can give rise to cystic fibrosis in humans.There is therefore considerable interest in this protein, but efforts to study its structure and activity have been hampered by the difficulty of expressing and purifying sufficient amounts of the protein1-3. Like many 'difficult' eukaryotic membrane proteins, expression in a fast-growing organism is desirable, but challenging, and in the yeast S. cerevisiae, so far low amounts were obtained and rapid degradation of the recombinant protein was observed 4-9. Proteins involved in the processing of recombinant CFTR in yeast have been described6-9 .In this report we describe a methodology for expression of CFTR in yeast and its purification in significant amounts. The protocol describes how the earlier proteolysis problems can be overcome and how expression levels of CFTR can be greatly improved by modifying the cell growth conditions and by controlling the induction conditions, in particular the time period prior to cell harvesting. The reagants associated with this protocol (murine CFTR-expressing yeast cells or yeast plasmids) will be distributed via the US Cystic Fibrosis Foundation, which has sponsored the research. An article describing the design and synthesis of the CFTR construct employed in this report will be published separately (Urbatsch, I.; Thibodeau, P. et al., unpublished). In this article we will explain our method beginning with the transformation of the yeast cells with the CFTR construct - containing yeast plasmid (Fig. 1). The construct has a green fluorescent protein (GFP) sequence fused to CFTR at its C-terminus and follows the system developed by Drew et al. (2008)10. The GFP allows the expression and purification of CFTR to be followed relatively easily. The JoVE visualized protocol finishes after the preparation of microsomes from the yeast cells, although we include some suggestions for purification of the protein from the microsomes. Readers may wish to add their own modifications to the microsome purification procedure, dependent on the final experiments to be carried out with the protein and the local equipment available to them. The yeast-expressed CFTR protein can be partially purified using metal ion affinity chromatography, using an intrinsic polyhistidine purification tag. Subsequent size-exclusion chromatography yields a protein that appears to be &gt;90% pure, as judged by SDS-PAGE and Coomassie-staining of the gel.

Expression and Purification of the Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator Protein in Saccharomyces cerevisiae

Attempts to express the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) in Saccharomyces cerevisiae have, until now, yielded relatively low amounts of protein. This protocol and the associated reagents distributed via the Cystic Fibrosis Foundation should allow the preparation of milligram amounts of this 'difficult' eukaryotic membrane protein.

Expressão e purificação do Fibrose Cística proteína transmembranar regulador da condutância na Saccharomyces cerevisiae

The  cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) is a chloride  channel, that when mutated, can give rise to cystic fibrosis in  ...

Visualization and Analysis of mRNA Molecules Using Fluorescence In Situ Hybridization in Saccharomyces cerevisiae

The Fluorescence in situ Hybridization (FISH) method allows one to detect nucleic acids in the native cellular environment. Here we provide a protocol for using FISH to quantify the number of mRNAs in single yeast cells. Cells can be grown in any condition of interest and then fixed and made permeable. Subsequently, multiple single-stranded deoxyoligonucleotides conjugated to fluorescent dyes are used to label and visualize mRNAs. Diffraction-limited fluorescence from single mRNA molecules is quantified using a spot-detection algorithm to identify and count the number of mRNAs per cell. While the more standard quantification methods of northern blots, RT-PCR and gene expression microarrays provide information on average mRNAs in the bulk population, FISH facilitates both the counting and localization of these mRNAs in single cells at single-molecule resolution.

Visualization and Analysis of mRNA Molecules Using Fluorescence In Situ Hybridization in Saccharomyces cerevisiae

This protocol describes an experimental procedure for performing Fluorescence in situ Hybridization (FISH) for counting mRNAs in single cells at single-molecule resolution.

Visualização e análise de moléculas de mRNA Usando Fluorescência<em&gt; In Situ</em&gt; A hibridação em<em&gt; Saccharomyces cerevisiae</em

The Fluorescence in situ Hybridization (FISH) method allows one to detect nucleic acids in the native cellular environment. Here we provide a protocol for ...

Coupled Assays for Monitoring Protein Refolding in Saccharomyces cerevisiae

Proteostasis, defined as the combined processes of protein folding/biogenesis, refolding/repair, and degradation, is a delicate cellular balance that must be maintained to avoid deleterious consequences 1. External or internal factors that disrupt this balance can lead to protein aggregation, toxicity and cell death. In humans this is a major contributing factor to the symptoms associated with neurodegenerative disorders such as Huntington's, Parkinson's, and Alzheimer's diseases 10. It is therefore essential that the proteins involved in maintenance of proteostasis be identified in order to develop treatments for these debilitating diseases. This article describes techniques for monitoring in vivo protein folding at near-real time resolution using the model protein firefly luciferase fused to green fluorescent protein (FFL-GFP). FFL-GFP is a unique model chimeric protein as the FFL moiety is extremely sensitive to stress-induced misfolding and aggregation, which inactivates the enzyme 12. Luciferase activity is monitored using an enzymatic assay, and the GFP moiety provides a method of visualizing soluble or aggregated FFL using automated microscopy. These coupled methods incorporate two parallel and technically independent approaches to analyze both refolding and functional reactivation of an enzyme after stress. Activity recovery can be directly correlated with kinetics of disaggregation and re-solubilization to better understand how protein quality control factors such as protein chaperones collaborate to perform these functions. In addition, gene deletions or mutations can be used to test contributions of specific proteins or protein subunits to this process. In this article we examine the contributions of the protein disaggregase Hsp104 13, known to partner with the Hsp40/70/nucleotide exchange factor (NEF) refolding system 5, to protein refolding to validate this approach.

Coupled Assays for Monitoring Protein Refolding in Saccharomyces cerevisiae

This article describes the use of a firefly luciferase-GFP fusion protein to investigate in vivo protein folding in Saccharomyces cerevisiae. Using this reagent, refolding of a model heat-denatured protein can be monitored simultaneously by fluorescence microscopy and an enzymatic assay to probe the roles of proteostasis network components in protein quality control.

Ensaios para Monitoramento juntamente redobramento de proteínas em<em&gt; Saccharomyces cerevisiae</em

Proteostasis, defined as the combined processes of protein folding/biogenesis, refolding/repair, and degradation, is a delicate cellular balance that must ...

Rapid Identification of Chemical Genetic Interactions in Saccharomyces cerevisiae

Determining the mode of action of bioactive chemicals is of interest to a broad range of academic, pharmaceutical, and industrial scientists. Saccharomyces cerevisiae, or budding yeast, is a model eukaryote for which a complete collection of ~6,000 gene deletion mutants and hypomorphic essential gene mutants are commercially available. These collections of mutants can be used to systematically detect chemical-gene interactions, i.e. genes necessary to tolerate a chemical. This information, in turn, reports on the likely mode of action of the compound. Here we describe a protocol for the rapid identification of chemical-genetic interactions in budding yeast. We demonstrate the method using the chemotherapeutic agent 5-fluorouracil (5-FU), which has a well-defined mechanism of action. Our results show that the nuclear TRAMP RNA exosome and DNA repair enzymes are needed for proliferation in the presence of 5-FU, which is consistent with previous microarray based bar-coding chemical genetic approaches and the knowledge that 5-FU adversely affects both RNA and DNA metabolism. The required validation protocols of these high-throughput screens are also described.

Rapid Identification of Chemical Genetic Interactions in Saccharomyces cerevisiae

Here we present a cost-effective method for defining chemical-genetic interactions in budding yeast. The approach is built on fundamental techniques in yeast molecular biology and is well suited for the mechanistic interrogation of small to medium collections of chemicals and other media environments.