Method Article
Этот протокол описывает необходимые шаги для получения результатов локализация внутриклеточных белков на сетчатке данио рерио, соотнося суперразрешением светлую микроскопию и сканирование электронной микроскопии изображений.
Мы представляем метод расследовать локализация внутриклеточных белков в сетчатке личиночной данио рерио, комбинируя суперразрешением светлую микроскопию и растровая электронная микроскопия. Суб дифракционный предел резолюции возможности суперразрешением света Микроскопы позволяют улучшение точности коррелированных данных. Вкратце 110 Нм толщиной крио секции передаются кремниевой пластины и, после окрашивания иммунофлюоресценции, отражаются с суперразрешением световой микроскопии. Впоследствии разделы сохраняются в метилцеллюлоза и платины, затененных до изображений в сканирующий электронный микроскоп (SEM). Изображения из этих двух способов микроскопии легко объединяются с помощью ткани достопримечательности с открытым исходным кодом. Здесь мы описываем метод адаптированы для личинок данио рерио сетчатки. Однако этот метод применяется также для других видов организмов и тканей. Мы демонстрируем, что дополнительную информацию, полученные от этой корреляции способен решить выражение митохондриальных протеинов в связи с мембраны и макул митохондрий, а также относительно других отсеков ячейки.
Методы определения субцеллюлярные Локализация белков и их связь с различных отсеков ячейки являются важнейшими инструментами для понимания их функции и возможности взаимодействия. Супер-резолюции микроскопии в сочетании с электронной микроскопии предоставляет такие сведения1. Микроскопия истощение земли государства следуют отдельные молекулы возвращение (GSDIM) представляет собой технологию микроскопии суперразрешением, совместим с широким спектром органических и генетически закодированный флуорофоров2 и достигает латеральное разрешение до 20 Нм 3. Включение методов с высоким разрешением, чем стандартные дифракционный микроскопии улучшает точность корреляции4,5,6. Рекомендуется для достижения наилучшего соотношения белков с конкретным субцеллюлярные отсека и уменьшить объем неопределенности7 использование того же раздела ультратонких для света и электронной микроскопии. Среди различных методов, резания Tokuyasu крио раздел протокол не требует обезвоживания или встраивание смолы и, Кроме того, сохраняет антигенностью многих эпитопов и обеспечивает хорошие ткани Ультраструктура8. Несколько методов продемонстрировали применимость этих разделов в коррелятивном света и электронной микроскопии (Клем)4,5,9,10.
Данио рерио сетчатки является полезной моделью для изучения визуальной разработки и механизмов болезней человека, учитывая его высоко сохраняется структура и функции различных позвоночных. В частности, сетчатки фоторецепторов отображения той же архитектуры как млекопитающих фоторецепторов, с базальной синапса, apico-basally удлиненные ядра, кластеризация митохондрий в сегменте более апикальной внутренний и наружный сегмент состоит из мембраны диски в наиболее апикальной позиция11. Локализация белков различных сотовых отделений, сохраняемой между данио рерио и человека, позволяя исследование биологической функции человека болезни соответствующих белков12,13.
Здесь мы представляем протокол подготовить личиночной данио рерио сетчатки образцы для устранения Локализация белков митохондриальных внешней мембраны Tom20 коррелятивных суперразрешением света и электронной микроскопии. Метод основан на сборе крио разделы на кремниевых пластин и получение контраст по топографической информации производится после нанесения тонкого слоя платины. Эти шаги являются четкие технические усовершенствования с точки зрения удобства использования, воспроизводимость и время выполнения экспериментов. Недавно мы продемонстрировали применимость метода для обнаружения ядерной поры и митохондриальных протеинов в мыши ткани14.
все эксперименты были проведены в соответствии с заявлением Арво для использования животных в глазной и видение исследования и были утверждены местными властями.
1. Подготовка ультратонких разделы на кремниевых пластин
фиксации образцов2. Immunolabelling
3. Супер-резолюции микроскопии
4. Платиновый затенение
5. Сканирующая электронная микроскопия
6. Выравнивание света и электронной микроскопии изображений
Выражение протеина Tom20, субъединицы ацилкарнитин митохондриальных внешней мембраны комплекс20, определяется, в шлифов личиночной данио рерио сетчатки, супер резолюции световой микроскопии (рис. 1) и эта информация была дополнена топографических сигнала, полученные путем сканирования электронной микроскопии после Платиновый затенение те же разделы. Эти корреляционные данные подтверждают локализация протеина в ассоциации с конкретного отсека, внешней митохондриальной мембраны и, также представить информацию о соотношении белка с другие органеллы клетки.
Рисунок 1: Клем на сетчатке данио рерио. А. малое увеличение widefield образ раздела 5 dpf данио рерио сетчатки, ядер, окрашенных с DAPI (голубой). Б. сканирующая электронная микроскопия того же района. C. выше увеличение widefield изображение кадра в ядрах б. витражи с DAPI (голубой) и Tom20 митохондриальных пятнать отображается красным цветом. D. Widefield изображение же секции на увеличение. Шаблон Tom20 выражение находится в кластеры митохондрий. E. выражение из Tom20 (красные точки) определяется GSDIM микроскопии. Ядер окрашенных DAPI (голубой). F. же раздел как E объединение коррелятивных суперразрешением и растровая электронная микроскопия. Tom20 окрашивание (красные точки) появляется в митохондриальной кластера (M) в наружной мембраны митохондрий. Флуоресценции DAPI сигнала в ядрах (N) соответствует топографии SEM изображения. Г. высокое увеличение изображения кадра в F. Сканирования электронная микроскопия image предоставляет контекст для GSDIM изображения (красные точки). Митохондриальной макул ясно видны и Tom20 окрашивание локализован для наружной мембраны митохондрий. Мембраны внешнего сегмента фоторецепторов (OS) ясно разрешаются. Размер 5 пикселей изображения Нм. Масштаб бары: A, B и C: 10 мкм; D: 2 мкм; E и F: 1 мкм и G: 0,2 мкм. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Дополнительный рисунок 1: выравнивание изображения света и электронной микроскопии. A. скриншот из интерфейса TrackEM2 с изображением SEM и пронумерованных достопримечательности (желтый) вдоль различных ядер. Б. скриншот из интерфейса TrackEM2 с изображением флуоресценции и пронумерованных достопримечательности (желтый) вдоль различных DAPI окрашенных ядер. Чтобы изменить прозрачность слоя может использоваться ползунков на левой верхней части меню. Линейки: 1 µm. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.
Этот метод сочетает в себе супер решена белка локализации с сведения о контексте, чтобы определить точное положение белков в органеллы. Мы здесь продемонстрировать завершения эксперимента, чтобы визуализировать выражение Tom20 в наружной мембраны митохондрий, и ее связь с другими органеллы как ядра или внешних сегментов фоторецепторных в личиночной данио рерио сетчатки.
Tokuyasu крио резании требует определенной подготовки приобрести хорошо сохранившиеся разделы. Однако это метод, работающих во многих лабораториях с продемонстрировали успех21. Передача секций кремниевой пластины очень проста, и никаких особых действий предпринимать не требуется. Использование глицерина в буфере визуализации является весьма критический шаг, чтобы избежать высыхания секций. Для супер-резолюции изображений наилучшие результаты получаются при Вафля находится очень близко к стекло нижней части Петри. Полосы силиконовые помочь поддержание пластин в этом положении. Особое внимание должно быть принято при удалении полосы для того, чтобы избежать повреждения разделов.
Толщина крио секций, около 100 Нм, тоньше, чем оптическое разрешение в Z-измерение, дополнительно облегчает точность этого метода соотносится как суперразрешением микроскопии сигнал идет только от этого тонкого слоя и Сканирующий электронный микроскоп сигнал отображается топографии образца. Этот метод может также сочетаться с многоцветной изображений. Однако особое внимание необходимо принять что образец может быть imaged тех же условиях (например визуализации буфера) и кросс talk должны быть предотвращены.
Одним из недостатков метода является его двумерный подход, поскольку лишь ограниченное количество последовательных секций (около 3 до 7 в вафельных) могут быть собраны. Таким образом проекты, касающиеся анализа тома не будет идеальным. Однако это метод, который может быть применен для определения выражения протеина в любом типе ткани путем простой секционирование в образце. Мы предоставляем метод без использования агентов Классический контраст как уранила ацетат или свинца цитрата. Контраст, Платиновый затенение обеспечивает очень информативный топографических контраст, но в некоторых случаях мембраны трудно решить. Это может создать проблемы для проектов, которые, например, необходимо определить выражение белков в небольших пузырьков.
Наш протокол, основанный на Tokuyasu крио секции, использует стандартное оборудование для получения результатов коррелятивных суперразрешением и сканирующих электронных микроскопов. Простые шаги, чтобы обеспечить стабильность и воспроизводимость в подготовке образца коллекцию секций на кремниевых пластин и использование платины для контраста.
Авторы не имеют ничего сообщать.
Финансирование Ион и RGB: Швейцарской национальной науки фонд Ambizione-Оценка Грант PZ00P3 142404/1 и PZ00P3 163979.
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 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены