La<em&gt; Xenopus</em&gt; Ovocitos-Cut abierta vaselina Gap Técnica Voltage-clamp Con Fluorometría

Summary

El enfoque de BPA vaselina de corte abierto se utiliza para obtener bajos grabaciones de ruido de corrientes iónicas y conmutación de canales iónicos dependientes de voltaje expresados ​​en oocitos de Xenopus con alta resolución de la cinética de canal rápido. Con modificaciones menores, fluorometría de fijación de voltaje puede estar acoplado con el protocolo de ovocitos de corte abierto.

Abstract

La brecha vaselina ovocito a cielo abierto (COVG) técnica de fijación de voltaje permite el análisis de las propiedades electrofisiológicas y cinéticos de los canales iónicos heterólogos en ovocitos. Las grabaciones de la instalación a cielo abierto son particularmente útiles para la resolución de bajas corrientes de compuerta magnitud, la rápida activación de corriente iónica y desactivación. Los principales beneficios más de la fijación de voltaje de dos electrodos técnica (TEVC) incluyen el aumento de velocidad de la abrazadera, la mejora de la relación señal-ruido, y la capacidad de modular la intracelular y el medio extracelular.

Aquí, utilizamos el canal de sodio cardíaco humano (HNA _V 1.5), expresado en ovocitos de Xenopus, para demostrar la disposición a cielo abierto y el protocolo, así como las modificaciones que se requieren para agregar la capacidad de fluorometría de fijación de voltaje.

Las propiedades de los canales iónicos de activación rápida, tales como HNA _V 1.5, no se pueden resolver por completo cerca de la temperatura ambiente usando TEVC, en which la totalidad de la membrana del ovocito se sujeta, haciendo difícil el control de tensión. Sin embargo, en la técnica de cielo abierto, el aislamiento de sólo una pequeña parte de la membrana celular permite la rápida de sujeción requerida para registrar con precisión cinética rápida, mientras que la prevención de canal de carrera hacia abajo asociada con las técnicas de patch clamp.

En conjunción con la técnica COVG, la cinética de los canales iónicos y propiedades electrofisiológicas pueden ensayarse adicionalmente utilizando fluorometría de fijación de voltaje, donde el movimiento de proteínas se realiza un seguimiento a través de cisteína conjugación de fluoróforos aplicadas extracelularmente, la inserción de las proteínas fluorescentes codificadas genéticamente, o la incorporación de aminoácidos no naturales en la región de interés ^1. Estos datos adicionales se obtiene información sobre cinética reordenamientos conformacionales dependientes de voltaje de la proteína a través de cambios en el microambiente que rodea la molécula fluorescente.

Introduction

Técnicas de fijación de voltaje especializados permiten la grabación de corrientes iónicas en los potenciales de membrana controlados. Ampliamente utilizado de fijación de voltaje de dos electrodos (TEVC) y las técnicas de patch clamp proporcionan información electrofisiológica fiable sobre las propiedades de muchos canales iónicos. Sin embargo, ambos de estos métodos tienen inconvenientes que impiden la adquisición de datos fiables para los canales de sodio dependientes de voltaje rápidos y otros canales de activación rápida en membranas tales como las de los oocitos de Xenopus. Los laboratorios Bezanilla y Stefani consecuencia desarrollaron la técnica de f....

Protocol

1. Configuración del equipo inicial

1. Coloque la etapa y el manipulador microelectrodo en un sistema de vibración-el aislamiento (por ejemplo, una mesa de aire) con una jaula de Faraday circundante para evitar el ruido eléctrico y mecánico.
2. Suelde seis bolitas de Ag / AgCl para longitudes de seis pulgadas de 24 AWG. Para una de estas longitudes (para ser conectado a P1), de corte y empalme en un segundo alambre para formar una "Y". En los extremos de cada cable de soldar un pin .......

Discussion

La vaselina ovocito técnica de fijación de voltaje brecha de corte abierto permite una rápida resolución de los datos, de poco ruido, aumenta el control sobre la solución interna y composición de la solución externa y grabaciones estables a través de protocolos relativamente largos ^19. Estas ventajas establecen esta técnica, aparte de la fijación de voltaje de dos electrodos estándar y técnicas de patch clamp. Aunque se requiere equipo especializado y el protocolo es relativamente difícil, muy po.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
External Solution	Brand	Catalog Number	[Final], weight, or volume
N-methyl-D-glucamine (NMDG)	Sigma-Aldrich	M2004	25mM
MES Sodium Salt	Sigma-Aldrich	M5057	90mM
HEPES	Research Products International	H75030	20mM
Calcium hydroxide	Sigma-Aldrich	239232	2mM
MES Hydrate	Sigma-Aldrich	M8250	variable (pH to 7.4)
Internal Solution
N-methyl-D-glucamine (NMDG)	Sigma-Aldrich	M2004	105mM
MES Sodium Salt	Sigma-Aldrich	M5057	10mM
HEPES	Research Products International	H75030	20mM
Ethylene glycol-bis(2-aminoethylether)-N,N,N',N'-tetraacetic acid (EGTA)	Sigma-Aldrich	E4378	2mM
MES Hydrate	Sigma-Aldrich	M8250	variable (pH to 7.4)
Depolarizing Solution
KCl	Sigma-Aldrich	221473	110mM
Magnesium chloride	Sigma-Aldrich	M8266	1.5mM
Calcium Chloride	Caisson	C021	0.8mM
HEPES	Research Products International	H75030	10mM
Pipet Solution
KCl	Sigma-Aldrich	221473	3M
Saponin Solution
Saponin	Sigma-Aldrich	47036	0.125g
Internal Solution	See above		50mL
Agar Bridge Solution
N-methyl-D-glucamine (NMDG)	Sigma-Aldrich	M2004	100ml of 1M
HEPES	Research Products International	H75030	1.2g
MES Hydrate	Sigma-Aldrich	M8250	variable (pH to 7.4)
Granulated Agar	Research Products International	A20250	3%
NMDG Storage Solution
NMDG, HEPES, MES Hydrate solution	see above		40ml
Water			60ml
Name of Material/ Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
High Performance Oocyte Clamp	Dagan	CA-1B
Data Acquisition System	Axon CNS	Digidata 1440A
Oscilloscope	Tektronix	TDS 210
Rack Power Filter	APC	G5
Heating/Cooling Bath Temperature Controller	Dagan	HCC-100A
PC	Dell	Optiplex 990
pCLAMP 10.3 Voltage Clamp Software	Molecular Devices, LLC	pCLAMP10.3
TMC Vibration Control TableTop Platform	TMC	64 SERIES
TMC Vibration Control Air Table	TMC	20 Series
V1/I Electrode Data Collector	Dagan	part of CA-1B
MX10L Micromanipulator	Siskiyou	MX10L
Bath/Guard (I/V) Headstage (with appropriate connectors)	Dagan	part of CA-1B
Microscope	Omano	OM2300S-JW11
Temperature Control Bath	Custom or Dagan	Custom or HE-204C	Custom chamber made from materials from Cool Polymers (D-series). Dagan also provides a prefeabricated stage (HE-204C).
Custom AgCl Pellet Container	Custom	Custom	Custom machined
Ag/AgCl electrode, pellet, 2.0 mm	Warner	E-206
External Oocyte Bath	Custom or Dagan	Custom or CC-1-T-LB	Custom machined or purchased from Dagan
Internal Oocyte Bath	Custom or Dagan	Custom or CC-TG-ND	Custom machined or purchased from Dagan
Capillaries for Agar Bridges and Pulled Electrodes	Warner	G150T-4
Rotatable Mounts for the Microscope, Micromanipulator, and Bath	Siskiyou	SD-1280P
Fiber-Lite	Dolan-Jenner	LMI-600
Regular Bleach	Clorox	470174-764
Xenopus laevis Oocytes	Nasco	LM535M (sexually mature females)
90 Na+ External Solution	See Solutions sheet
10 Na+ Internal Solution	See Solutions sheet
3 M KCL	See Solutions sheet
Saponin	Sigma-Aldrich	47036
NMDG Storage Solution	See Solutions sheet
5mL transfer pipets	SciMart	GS-52
Modified KCl electrode injector	BD	309659	Plastic syringe tip melted to allow for injection of solution into electrodes. Alternatively, a Microfil by WPI can be purchased.
Microvaccum	Custom	Custom
Forceps	VWR	63040-458
Oocyte Handling Tools (Pipette Pump)	VWR	53502-222
Deionized Water Squirt Bottle	VWR	16649-911
Vaseline Petroleum Jelly	Fisher Scientific	19-086-291
Additional Materials Required for VCF Recordings:
VCF Microscope	Nikon	Eclipse FN1
Nikon CFI APO 40XW NIR Objective	Nikon	N40X-NIR
X-Y Translator System for Fixed-Stage Upright Microscopes	Sutter Instruments	MT500-586
External VCF Oocyte Bath	Custom		Custom machined. The chamber dimensions are 2.7 x 1.9 x 0.4 cm.
Internal VCF Oocyte Bath	Custom		Custom machined. The chamber dimensions are 1.6 x 1.6 x 0.4 cm.
Modified Temperature Control Bath	Custom		Custom chamber made from materials from Cool Polymers (D-series). The chamber dimensions of the modified temperature controller bath are 2.7 x 1.9 x 0.3 cm for the horizontal chamber, and 1 x 2.5 x 0.5 cm for the vertical chamber.