Humana estudos de células-tronco embrionárias no laboratório Teitell são atualmente suportadas por um Instituto da Califórnia de Medicina Regenerativa (CIRM), as sementes conceder RS1-00313. Agradecemos ao Dr. Carla Koehler (UCLA) e membros do laboratório Koehler para fornecer conselhos e idéias nessas e em estudos adicionais.

Alta Resolução Eletroforese Gel Limpar Native (hrCNE) para Complex mitocondrial em Gel-ensaios de atividade Células estaminais embrionárias humanas (hESCs) foram mantidos em uma monocamada de ˠ irradiados ou mitomicina C fibroblastos tratados com embrionárias de camundongos (MEFs), depois passou para o crescimento em Matrigel por 5 dias em MEF-condicionado médio utilizando condições padrão. Para remover contaminantes MEFs, hESCs foram re-semeadas em Matrigel e cultivadas em MEF-condicionado meio de um adicional de 3 dias. Microscopia de imunofluorescência para marcadores de pluripotência Oct-4 e SSEA-4 foi usado para confirmar a falta de diferenciação CTEh. <ol><li> Lavar as células com PBS 1x quente, pH 7,4, seguido por tripsinização (1 ml de tripsina 1x por bem em uma placa de 6 poços) por 5 min. </li><li> Adicionar um volume igual de inibidor de tripsina frescos (1mg/ml em 1x PBS, pH 7,4). Células colheita e centrifugar a 200 g, 5 min, temperatura ambiente. </li><li> Descartar o sobrenadante e ressuspender as células em 0,8 peletizada - 1.7ml (baseado no tamanho do pellet celular) de gelo tampão de isolamento a frio mitocôndrias (83mm de sacarose; 6.6mM imidazol / HCl, pH 7,0) preparada na hora com Cocktail Inibidor 1 &#39;Protease. Incubar no gelo por 10 min. </li><li> Dounce células com um homogeneizador (~ 4-50 AVC). Mancha uma alíquota das células dounced com azul de tripano para verificar integridade de homogeneização utilizando um microscópio de luz. </li><li> Centrifugar a 20.000 g por 10 min a 4 ° C para obter um bruto mitocondrial pelota que também contém núcleos e fragmentos de célula maior. Decantar e desprezar o sobrenadante e pesar o precipitado bruto mitocondrial pellet. O pellet podem ser armazenadas a -80 ° C após congelamento em nitrogênio líquido instante se este é um ponto de parada. NOTA: centrifugação diferencial ou outros baseados em gradiente de procedimentos podem ser usados ​​para isolar e coletar uma fração de membrana pura mitocondrial. Ver ref. 4 para mais detalhes. Esta abordagem alternativa trará a atividade mitocondrial complexo por mg de proteína mitocondrial em vez de atividade complexa por mg de peso celular ou número de celular. A concentração de proteínas mitocondriais terá de ser determinada após a purificação para fazer esta comparação. Além disso, um buffer de isolamento diferentes podem ser necessários para esta abordagem. Para solubilização da fração de membrana pura mitocondrial, consulte a seguinte nota a etapa 6 abaixo. </li><li> Solubilizar o crude mitocondrial pellet no gelo por vórtex com gelo tampão de solubilização a frio (50 mM NaCl, 50 mM imidazol / HCl pH 7.0, 1mM EDTA, 2mM 6-aminohexanoic ácido). Ácido 6-aminohexanoic pode ser substituído com o Cocktail 1x Inibidor da Protease. Use 35μl de tampão de solubilização por 20mg de peso pelota. Adicionar 20μl de 10% w / v digitonina por 20mg de pellet de peso e misture sacudindo o tubo. Incubar por 50-10 min no gelo. Dodecil-bD-maltosídeo ou triton X-100 pode ser substituído por digitonina para solubilizar as proteínas. A escolha do detergente e sua quantidade pode afetar a formação de supercomplexes ou formas multimérica dos complexos mitocondriais. Para mais informações, consulte ref.1. NOTA: A quantidade de detergente necessária para solubilizar uma fração de membrana pura mitocondrial corresponde a uma relação peso / detergente de proteínas variando de 2-6g / g. A proporção ideal para solubilizar as membranas mitocondrial é 2,5 g / g de dodecil-bD-maltosídeo, 3g / g de triton X-100, e 6g / g para digitonina. </li><li> Centrifugar o pellet solubilizados a 100.000 g por 15 min a 4 ° C. Recolher o sobrenadante límpido. </li><li> Adicionar tampão de carregamento para um final de 5% de glicerol w / v e 0,01% w / v Ponceau S (use um 50% de glicerol w / v, 0,1% w / v carregamento Ponceau S solução estoque regulador). </li><li> Carga poços de gel com um volume que contém 20-40mg do crude mitocondrial pellet por pista. Use um gel de gradiente de acrilamida (4% -13) com 3,5% de empilhamento gel. NOTA: Gel de preparação e condições de eletroforese: Para a preparação de gel, use um acrilamida / bis-acrilamida (AA / bisAA) 3 mix da seguinte forma: 48g de acrilamida e 1,5 g de bisacrylamide (49,5% T, 3% C. Onde T é a concentração total de AA e bisAA e C é o percentual de reticulador (bisAA) para monômero total). Gel buffer (3 &#39;): 1,5 M de ácido 6-aminohexanoic; imidazol 75mm, pH 7,0 </li></ol><table style="padding-left: 60px;" border="0"><tbody><tr><td> Gel gradiente: </td><td> 4% </td><td> 13% </td><td> Empilhamento gel: </td><td> 3,5% </td></tr><tr><td> AA / bisAA misture 3 </td><td> 2 ml </td><td> 6,5 ml </td><td></td><td> 0,6 ml </td></tr><tr><td> Gel tampão 3 &#39; </td><td> 8,3 ml </td><td> 8,3 ml </td><td></td><td> 2,7 ml </td></tr><tr><td> Glicerina </td><td></td><td> 5 g </td><td></td><td></td></tr><tr><td> H 2 O </td><td> 14,7 ml </td><td> 5 ml </td><td></td><td> 4,7 ml </td></tr><tr><td> Volume total </td><td> 25 ml </td><td> 25 ml </td><td></td><td> 8 ml </td></tr><tr><td> APS 10% </td><td> 139 mL </td><td> 125 mL </td><td></td><td> 67 mL </td></tr><tr><td> Temed </td><td> 14 mL </td><td> 12,5 mL </td><td></td><td> 6,7 mL </td></tr></tbody></table> Buffer de ânodo: 25mM imidazol / HCl, pH 7,0 Tampão cátodo: tricine 50mm, 7.5mm imidazol / HCl, 0,02% w / v dodecil-bD-maltosídeo, 0,05% w / v desoxicolato, pH 7,0 Despeje e executar géis em uma sala fria (4-7 ° C). A tensão inicial usado é 100V. Quando a amostra entrou no gel de empilhamento, a tensão é elevada a 500V com a corrente limitada a 15mA (para 0,15 &#39;14&#39; 14 cm de gel). Eletroforese é interrompido após 3-4 h, quando a linha nítida de corante vermelho Ponceau S a abordagens frente gel. Alternativamente, um gel pode ser executado durante a noite com tensão constante de 70-100V. <ol><li> Em gel de ensaios de atividade. O tempo de incubação para cada ensaio depende da eficiência de solubilização de proteína e da quantidade de material carregado por bem. Complexos I, IV e V costumam gerar sinais mais fortes do que os complexos II e III. </li></ol> Complexo I (CI) Incubar a fatia de gel com CI buffer (5mM Tris-HCl, pH 7,4; 0.1mg/ml NADH; 2.5mg/ml NBT) em temperatura ambiente por várias horas. CI buffer: Adicionar por 100ml de 5mM Tris-HCl, pH 7.4: 0.01g NADH 0.25g NBT Corrigir o gel em metanol 50% e 10% de ácido acético por 15-45 min. O gel é preservada fixo em 10% de ácido acético. Complexo II (CII) Incubar a fatia de gel com CII buffer (20mM de sódio succinato; methasulfate fenazina 0,2 mM; 2.5mg/ml NBT; 5mM Tris-HCl pH 7,4) em temperatura ambiente por várias horas. CII buffer: Adicionar por 100ml de 5mM Tris-HCl, pH 7.4: Succinato de sódio 1M 200μl Pipete 80 methasulfate fenazina (PMS 250mm dissolvido em DMSO) 0.25g NBT Corrigir o gel como descrito para Complexo I Complexo III (CIII) Incubar a fatia de gel com CIII tampão (fosfato de sódio 50mM, pH 7,2; 0,05% 3,3 tetrahidrocloreto &#39;diaminobenzidina (DAB)) em temperatura ambiente por várias horas. CIII buffer: Adicionar por 100 ml de fosfato de sódio pH, 50mM 7.2: 50mg tetrahidrocloreto diaminobenzidina Corrigir o gel como descrito para Complexo I Complexo IV (CIV) Incubar a fatia de gel com CIV tampão (fosfato de sódio 50mM, pH 7,2; 0,05% 3,3 tetrahidrocloreto &#39;diaminobenzidina (DAB), o cavalo de 50 ìm coração citocromo c) em temperatura ambiente por várias horas. CIV buffer: Adicionar por 100 ml de fosfato de sódio pH, 50mM 7.2: 50mg tetrahidrocloreto diaminobenzidina Cavalo 0.1g coração citocromo c Corrigir o gel como descrito para Complexo I Complexo V (CV) Incubar a fatia de gel com CV tampão (Tris-base de 35mm, 270mm glicina, pH 8,3 a 25 ° C, 14mm MgSO 4, 0,2% w / v Pb (NO 3) 2, 8MM ATP) em temperatura ambiente por várias horas. CV buffer: 100 ml de solução por acrescentar: <table border="0"><tbody><tr><td> Tris-base </td><td> 0.424g </td></tr><tr><td> Glicina </td><td> 2.026g </td></tr><tr><td> MgSO 4 </td><td> 0.345g </td></tr><tr><td> Pb (NO 3) 2 </td><td> 0.29g </td></tr></tbody></table> Não há necessidade de ajustar o pH (deve ser 8.3) - não use ácido ou base. Filtro e adicionar <table border="0"><tbody><tr><td> ATP </td><td> 0.441g </td></tr></tbody></table> Corrigir o gel em metanol 50% por 30 min e transferência para a água.

<ol>
	<li>Wittig, I., Braun, H. -. P., Sch&#747;gger, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blue+native+PAGE.">Blue native PAGE.</a> Nature Protocols. 1, 418-428 (2006).</li><li>Wittig, I., Karas, M., Sch&#747;gger, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+Resolution+Clear+Native+Electrophoresis+for+In-gel+Functional+Assays+and+Fluorescence+Studies+of+Membrane+Protein+Complexes.++6.">High Resolution Clear Native Electrophoresis for In-gel Functional Assays and Fluorescence Studies of Membrane Protein Complexes. 6.</a> Molecular &amp; Cellular Proteomics. 6, 1215-1225 (2007).</li><li>Wittig, I., Carrozzo, R., Santorelli, F. M., Sch&#747;gger, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+assays+in+high-resolution+clear+native+gels+to+quantify+mitochondrial+complexes+in+human+biopsies+and+cell+lines.">Functional assays in high-resolution clear native gels to quantify mitochondrial complexes in human biopsies and cell lines.</a> Electrophoresis. 28, 3811-3820 (2007).</li><li>Castle, J. D., Coligan, J. E., Dunn, B. M., Speicher, D. W., Wingfield, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purification+of+Organelles+from+Mammalian+Cells.">Purification of Organelles from Mammalian Cells.</a> Current Protocols in Protein Science. 4.2, 4.2.1-4.2.57 (2007).</li></ol>

Neste vídeo, temos descrito a extração de complexos de proteína mitocondrial de células estaminais embrionárias humanas, a sua separação por eletroforese em gel de alta resolução clara nativa (hrCNE), e posterior análise por gel em ensaios de atividade catalítica. hrCNE resolve complexos de proteína mitocondrial de membrana com uma resolução comparável à de eletroforese em gel azul nativa e é superior para os ensaios em gel atividade. Esta técnica pode ser empregada não apenas para quantificar respiratória mitocondrial ...

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		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>0.5M EDTA</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>BP120-1</td>
<td>adjust pH to 8.0 with NaOH </td>
</tr>
<tr>
<td>1M NaCl</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma</td>
<td>S3014-500MG</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>1M Sodium succinate</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific </td>
<td>S413-500</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>0.1M Sodium phosphate buffer pH 7.2</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>BP332-1 and BP329-1</td>
<td>Mix 68.4 ml of 1M Na2HPO4 and 31.6 ml of 1M NaH2PO4 to prepare 0.1M sodium phosphate buffer with pH 7.2 at 25 C </td>
</tr>
<tr>
<td>1M Tricine, pH 7.0 (adjusted with NaOH)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>EMD</td>
<td>9010</td>
<td>store at 4 C </td>
</tr>
<tr>
<td>1M imidazole/HCl, pH 7.0</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma</td>
<td>I-2399</td>
<td>store at 4 C</td>
</tr>
<tr>
<td>1M Tris-HCl, pH 7.4</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific </td>
<td>BP153-1</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>20% (wt/vol) dodecyl-b-D-maltoside (DDM)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fluka</td>
<td>44205-500MG</td>
<td>Dissolved in water. Store 1 ml aliquots at &#x2013;20 C.</td>
</tr>
<tr>
<td>10% (wt/vol) digitonin (>50% purity, used without recrystallization)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fluka</td>
<td>37008-1G</td>
<td>Dissolved in water. Store 0.1&#x2013;1 ml aliquots at &#x2013;20 C. Should be warmed up to 95 C before use.</td>
</tr>
<tr>
<td>2M 6-aminohexanoic acid</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fluka</td>
<td>07260-100G</td>
<td>store at 4 C</td>
</tr>
<tr>
<td>10x Ponceau S/glycerol stock solution</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma</td>
<td>P-3504 and G6279-1L</td>
<td>0.1% Ponceau S, 50% glycerol, (wt/vol) in water.</td>
</tr>
<tr>
<td>10% w/v sodium deoxycholate</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fluka </td>
<td>30970-25G</td>
<td>Dissolved in water. Must be protected from light. Adjust pH to 7.0 with HCl, filter and store at room temperature.</td>
</tr>
<tr>
<td>250 mM phenazine methasulfate (PMS)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>TCI America</td>
<td>P0083</td>
<td>Dissolved in DMSO and aliquoted. Store at &#x2013;20 C.</td>
</tr>
<tr>
<td>Nitro-blue tetrazolium (NBT)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Amresco </td>
<td>0329-1G</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>3,3&#x2019;-diaminobenzidine tetrahydrochloride (DAB)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>TCI America </td>
<td>D0078</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Pb(NO3)2</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific </td>
<td>L62-100</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>MgSO4</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific </td>
<td>BP213-1</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Tris base </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific </td>
<td>BP152-10</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Glycine</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>G45-212</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Adenosine 5&#x2019;-triphosphate disodium salt (ATP)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma </td>
<td>A2383-5G</td>
<td>Grade I, minimum 99%</td>
</tr>
<tr>
<td>beta-nicotineamide adenine dinucleotide (NADH) reduced form </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma </td>
<td>N-8129</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Cytochrome c From horse heart</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma </td>
<td>C2506-250MG</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Sucrose </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific </td>
<td>BP220-212</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>100x protease inhibitor cocktail</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma </td>
<td>P8340</td>
<td>Store at &#x2013; 20 C.</td>
</tr>
<tr>
<td>Dimethyl sulfoxide (DMSO)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>D128-500</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Trypan blue Stain 0.4%</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Gibco </td>
<td>15250-061</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>10x Trypsin (0.5%)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Gibco </td>
<td>15400-054</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Trypsin Inhibitor </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Gibco </td>
<td>17075-029</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

probing for mitochondrial complex activity in human embryonic stem cells

As mitocôndrias são organelas citoplasmáticas que têm um papel fundamental no metabolismo celular ea homeostase, a regulação da rede de sinalização celular e morte celular programada. Mitocôndrias produzem ATP, regular o estado redox citoplasmático e Ca2 + equilíbrio, catabolizar ácidos gordos, sintetizar heme, nucleotídeos, hormônios esteróides, aminoácidos, e ajudar a montar ferro-enxofre em proteínas. Mitocôndria também têm um papel essencial na produção de calor. Mutações do genoma mitocondrial causar vários tipos de desordem humana. O acúmulo de mutações do mtDNA correlaciona-se com o envelhecimento e é suspeito de ter um papel importante no desenvolvimento do câncer. Devido ao seu papel de vital importância em todos os tipos de células, a função das mitocôndrias também deve ser crítico para as células-tronco. Avanços importantes foram feitos em nossa compreensão da viabilidade de células-tronco, proliferação e capacidade de diferenciação. Mas a atividade funcional das células-tronco, no estado de energia particular, a sua, não foi ainda estudado em detalhe. Quase nada se sabe sobre as propriedades mitocondrial de células estaminais embrionárias humanas (hESCs) e seus descendentes precursor diferenciadas. Uma maneira de compreender e avaliar o papel da mitocôndria na função CTEh e potencial de desenvolvimento é o de medir diretamente a atividade dos complexos respiratórios mitocondriais. Aqui, descrevemos de alta resolução de eletroforese em gel claro nativa e posterior visualização em gel atividade como um método para analisar os cinco complexos da cadeia respiratória de hESCs.

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Probing for Mitochondrial Complex Activity in Human Embryonic Stem Cells

Neste vídeo, vamos mostrar-lhe como os complexos da cadeia respiratória mitocondrial de células estaminais embrionárias humanas podem ser analisadas por ensaios de atividade em gel.

Sondagem para a Atividade Complexo mitocondrial em células estaminais embrionárias humanas

Mitochondria are cytoplasmic organelles that have a primary role in cellular metabolism and homeostasis, regulation of the cell signaling network, and ...

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Research

JoVE Journal

Biology

14.2K visualizações.  University of California, Los Angeles. Neste vídeo, vamos mostrar-lhe como os complexos da cadeia respiratória mitocondrial de células estaminais embrionárias humanas podem ser analisadas por ensaios de atividade em gel.