Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Caenorhabditis elegans (C. elegans) является хорошей моделью для изучения аксональное и внутриклеточного транспорта. Здесь я описать протокол в vivo записи и анализа аксональное и intraflagellar транспорта в C. elegans.
Аксональное и intraflagellar транспорта (IFT) имеют важное значение для axon и реснички морфогенеза и функции. Белки суперсемейства Кинезин и Динеин являются Молекулярные двигатели, которые регулируют антероградная и ретроградным транспорта, соответственно. Эти двигатели используют микротрубочек сети как рельсы. Caenorhabditis elegans (C. elegans) представляет собой мощную модель организм для изучения аксональное транспорта и IFT в естественных условиях. Здесь, я описать протокол соблюдать аксональное транспорта и IFT в жизни C. elegans. Транспортировка грузов могут быть визуализированы путем маркировать белки грузов с использованием флуоресцентных белков, таких как Зеленый флуоресцентный белок (ГПУП). C. elegans является прозрачным и белки GFP-тегами груза может быть выражен в конкретных ячеек под клеток конкретных промоутеров. Живые черви может быть исправлено микрошарики на 10% агарозном геле без убийства или обезболивающим червей. В этих условиях движение грузов напрямую можно наблюдать в аксонов и реснички жизни C. elegans без вскрытия. Этот метод может применяться для наблюдения за любой молекулы грузов в любые клетки путем изменения целевых белков и/или ячейки, на которые они выражаются в. Самые основные белки как молекулярные моторы и адаптер белки, которые участвуют в аксональное транспорта и IFT сохраняются в C. elegans. По сравнению с другими модельных организмов, мутанты можно получить и более легко поддерживать в C. elegans. Сочетая этот метод с различными C. elegans мутанты могут уточнить молекулярных механизмов аксональное транспорта и IFT.
Живых клеток является важным инструментом для анализа внутриклеточного транспорта. В нейрональных клеточной биологии анализ аксональное транспорта с живых клеток имеют важное значение для понимания нейронов функции и морфогенез1. Дефекты в аксональное транспорта лежат в основе нескольких нейродегенеративных расстройств2. Белки суперсемейства Кинезин и Динеин выполняют аксональное транспорта anterogradely и retrogradely, соответственно1,2.
Реснички являются еще один сотовый отсек, в котором сети микротрубочек и людьми машины являются высоко развитой3. Машины синтеза белка не локализуется в ресничек, что означает, что цилиарной белки должны перевозиться из цитоплазмы в советы ресничек. Специфичные для ресничек Кинезин и Динеин, называемый кинезин-2 и цитоплазматических Динеин-2, соответственно, транспортные компоненты реснички4, в явление под названием intraflagellar транспорта (IFT)5. Обесценение IFT вызывает спектр заболеваний, под названием ciliopathies6. Таким образом анализ механизма IFT живых клеток требуется понять основные механизмы цилиарной формирования и патогенеза.
Caenorhabditis elegans (C. elegans) является хорошей моделью для изучения аксональное транспорта и IFT7,8,9. Соблюдать IFT, Хламидомонада широко используется как модель организма5,6. Хламидомонада это одноклеточные организм, отношения IFT функцией старения, нейронов, и будет трудно анализировать поведение. Кроме того основные генетические методы например ТРИФОСФАТЫ/Cas9 не были применены к Хламидомонада. В высших организмов модели, такие как мышей и дрозофилысрыв аксональное транспорта и IFT часто вызывает смертоносных фенотипов, потому что аксональное транспорта и IFT необходимы для морфогенеза и гомеостаз животных 10, 11. В случае мышей культуры клеток и transfection обычно необходимо соблюдать аксональное транспорта и IFT, которая требует много навыков и обширные время12,13. Кроме того много важных физиологических контекста может быть потеряно в культивируемых клеток и клеточных линий. Потому, что нервная система не является жизненно важным для выживания червей, C. elegans мутантов в котором аксональное транспорта или IFT нарушается зачастую не смертельное7,9,14. Аксональное транспорта и IFT можно непосредственно наблюдать в естественных условиях без вскрытия потому что C. elegans является прозрачным и поэтому легко наблюдать GFP-тегами маркеров.
Существует несколько протоколов для иммобилизации C. elegans, например используя microfluidic устройства15, агарозы колодки с анестезией16, или микрошарики17. Включение анестезии могут препятствовать торговле людьми события в нейроны15. Четкий недостаток метода microfluidic устройство является подготовка microfluidic устройства не всегда легко. Вместо этого иммобилизация агарозы колодки и микрошарики является удобный и простой способ для выполнения визуализации промежуток времени в C. elegans. Здесь, я описать этот основной протокол иммобилизации C. elegans и визуализировать аксональное транспорта и IFT в естественных условиях в C. elegans. Метод, описанный здесь, по сравнению с другими методами, не требует специального оборудования и намного дешевле и проще выполнить.
1. пробоподготовки
2. Подготовка 10% агарозном
Примечание: многие поставщики предоставляют аналогичные продукты, такие как агар порошок агар и агарозы. Используйте класс электрофореза агарозы (гель прочность > 1200 г/см 2). Дешевые агар порошок не работать, потому что результирующая гель не достаточно сильны, чтобы обездвижить червей.
3. Подготовка агарозы Pad
4. Монтаж червей
Примечание: даже небольших количеств движения червь предотвратить хорошее замечание. Левамизол традиционно используется для предотвращения перемещения червь агарозы колодки 24 , 25. Однако левамизол препятствует нейронов рецепторов в C. elegans и поэтому может повлиять на людьми события в нейроны 15. С помощью пенополистирола микрошарики описал hereis хороший альтернативных 17.
5. Наблюдения
Примечание: соответствующие параметры обработки изображений (мощность лазера, прибыль, биннинг и т.д.) будут отличаться для каждой системы микроскопа и камеры. Здесь используется widefield микроскоп оснащен спиннинг диск конфокальный сканер и цифровая камера CCD.
Аксональное транспорт в DA9 нейроне
С помощью линии wyIs251 , антероградная и ретроградным аксональное транспорта GFP::RAB-3 может быть одновременно записан в DA9 двигательного нейрона. Средняя скорость антероградная и ретроградным транспорта в проксимальном с?...
Ограничение в отношении существующих методов
Метод, описанный здесь оптимизирован для наблюдать быстрый события, такие как аксональное транспорта и IFT. Таким образом иммобилизация более приоритетными чем дольше инкубации. Хотя мы были в состоянии наблюдать за людьми событи...
Автор не имеет ничего, чтобы раскрыть.
Автор глубоко спасибо доктор Асако Сугимото (Университет Тохоку) за ее полезные обсуждения. wyIs251 был щедрый подарок от д-ра Кан Шэн (Стэнфордский университет). mnIs17 была предоставлена CGC, которая финансируется Управлением NIH инфраструктуры научно-исследовательских программ (P40 OD010440). Эта работа была поддержана Daiichi Санкё фонд, Наито фонд и фонд науки мозга и JSP-страницы KAKENHI Грант #17 H 05010 и #16 H 06536.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Slideglass (76 x 26 mm) | Matsunami | S1111 | |
Coverglass (22 x 40 mm) | Matsunami | C024401 | |
Agarose | Wako | 318-01195 | |
Polystylene microbeads 0.1 micron | Polysciences | #00876 | |
Heat block | TAITEC | 0063288-000 | CTU-mini |
Microscope | Olympus | IX-71 | widefield microscope |
Spinning disk Scanner | Yokogawa | CSU-X1 | spinning disc confocal scanner |
Digital CCD camera | Hamamatsu Photonics | C10600-10B | ORCA-R2 degital CCD camera |
Objective lens (x100, NA1.4) | Olympus | UPLSAPO 100XO | |
Pasteur pipette (5 inch) | IWAKI | IK-PAS-5P | |
Glass tube (1.5 cm diameter x 10.5 cm) | IWAKI | 9820TST15-105NP | |
TV9211: wyIs251 | Laboratory of Kang Shen | N/A | |
OTL11: mnIs17 | Ref. 27, 29 | N/A | SP2101 was backcrossed with wild type for 6 times |
Stereo microscope | Carl Zeiss | 435064-9000-000 | STEMI 508 |
Mirror transillumination unit | Carl Zeiss | 435425-9010-000 | |
platinum wire (0.2 mm) | Nilaco Corporation | m78483501 | |
60 mm plastic dish | Falcon | #351007 | |
Fiji | N/A | N/A | https://fiji.sc/ |
nematode growth medium (NGM) | 1.7% (w/v) agarose, 50mM NaCl, 0.25% (w/v) Peptone, 1 mM CaCl2, 5 mg/mL Cholesterol, 25 mM KH2PO4, 1 mM MgSO4 |
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