Функциональная сайт-направленная флуорометрия в нативных клетках для изучения возбудимости скелетных мышц

Функциональная сайт-направленная флуорометрия была методом выбора для исследования взаимосвязи структуры и функции многочисленных мембранных белков, включая потенциал-зависимые ионные каналы. Этот подход использовался в основном в гетерологичных экспрессионных системах для одновременного измерения мембранных токов, электрического проявления активности каналов и измерений флуоресценции, сообщая о локальных доменных перестройках. Функциональная сайт-направленная флуорометрия объединяет электрофизиологию, молекулярную биологию, химию и флуоресценцию в единый широкомасштабный метод, который позволяет изучать структурные перестройки и функции в реальном времени посредством флуоресценции и электрофизиологии соответственно. Как правило, для этого подхода требуется спроектированный потенциал-зависимый мембранный канал, содержащий цистеин, который может быть протестирован тиол-реактивным флуоресцентным красителем. До недавнего времени тиол-реакционноспособная химия, используемая для сайт-направленного флуоресцентного мечения белков, проводилась исключительно в ооцитах и клеточных линиях Xenopus , что ограничивало сферу применения подхода первичными невозбудимыми клетками. В этом отчете описывается применимость функциональной сайт-направленной флуорометрии в клетках скелетных мышц взрослого человека для изучения ранних этапов связи возбуждения-сокращения, процесса, посредством которого электрическая деполяризация мышечных волокон связана с активацией мышечного сокращения. В настоящем протоколе описываются методики проектирования и трансфектирования цистеин-инженерных потенциал-зависимых каналов Ca²⁺ (Ca_V1.1) в мышечные волокна сгибателя пальцев взрослых мышей с использованием электропорации in vivo , а также последующие этапы, необходимые для функциональных сайт-направленных флуорометрических измерений. Этот подход может быть адаптирован для изучения других ионных каналов и белков. Использование функциональной сайт-направленной флюорометрии мышц млекопитающих особенно актуально для изучения основных механизмов возбудимости.