Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Kütle spektrometresi gelişmeler dokuların bir dizi protein ifade ve modifikasyon yüksek verimlilik analizi sağladı. Subselüler fraksiyonasyon ve hastalık modelleri, spektrometresi ve biyoinformatik biyolojik sistemlerde yeni özellikleri ortaya çıkarabilir nicel kitle ile birlikte. Burada açıklanan yöntem, kalp hastalığı arasında bir ortamda kromatin ilişkili proteinlerin analiz eder ve diğer kolayca uygulanabilir In vivo Insan hastalık modelleri.
Çekirdeğin içinde olan fonksiyonlar en yakından gen regülasyonu ile bağlantılı proteomlarda bulunur. Erişkin memeli kardiyomiyosit çekirdeklerinin nükleuslu hücrelerin oranı yüksek, 1 DNA ağırlıklı heterokromatik durumu nedeniyle benzersizdir ve geliştirme sırasında interfaz kalıcı bir devlet yetişkin çekirdekleri işler kardiyomiyosit-olmayan bölünmesi doğası. 2 Transkripsiyonal düzenleme ve Hastalığın sıra bu proteinlerin hastalığı sırasında meydana transkripsiyonel programları değişiklikleri kontrol nasıl bu organ, 3-5 okudu ama ne nispeten keşfedilmemiş kalır DNA paketlenmesi ve ifade sorumlu nükleer proteinler oynadığı rol ve oylandı. 6 geliştirilen yılında dünya, kalp hastalığı erkekler hem de kadınlar için ölüm bir numaralı nedenidir. nükleer proteinleri bu hastalığın ilerlemesini düzenleyen işbirliği nasıl 7 Insight güncel tedavi o ilerleyen için kritikeçenekler.
Kütle spektrometresi bu hastalıkla nasıl bu proteinlerin bolluğu değişiklikler için nükleer proteom ve göreli kantifikasyon tarafsız bir açıklama sağlayan bu soruların iletilebileceği ideal bir araçtır. Son zamanlara kadar memeli nükleer protein kompleksleri, 8-13 için çeşitli proteomik çalışmalar varken 14 kardiyak nükleer proteom inceleyen sadece bir çalışma olmuştur ve oldukça nükleer alt bölmeleri düzeyinde proteom keşfetmek yerine, tüm çekirdek olarak kabul . Büyük bir kısmı 15, bu iş sıkıntısı kardiyak çekirdeklerin tecrit zorluk kaynaklanmaktadır. Kardiyak çekirdekler miyosit daralma değiştiren kendi genel şekli. 16 Ayrıca, kardiyomiyositlerde hacmi 17 ile% 40 mitokondri olduğu ölçüde, onlar endoplazmik retikulum birden uzantıları aracılığıyla bağlı bir katı ve yoğun aktin-miyozin aygıtı içinde ortaya çıktığı Necessitadiğer organeller dışında çekirdeğin zenginleştirme tes. Burada biyolojik ilgili bölmeye kardiyak nükleer zenginleştirme ve daha fazla fraksiyonasyon için bir protokol açıklar. Ayrıca, metabolik etiketleme mümkün değildir çeşitli hayvan modelleri ve organ sistemleri in vivo deneyler için mükellef bu fraksiyonların-teknikleri etiketi ücretsiz kantitatif kütle spektroskopisi diseksiyon için detaylı yöntemleri.
Deneysel akışı yedi önemli adımlar (Şekil 1). Kütle spektrometresi üzerinde çalıştırmak olacaktır örnekler içeren herhangi bir iş için, deneyci bir laboratuvar önlüğü, eldiven ve saç filesi giymek ve toz ve keratin kişisel dökülme kaynaklanan kontaminasyonu önlemek için özen göstermelisiniz.
1. Kalp Homojenizasyon ve Nükleer İzolasyon
Fare kalpleri homojenize edilir ve bir bozulmamış çekirdekler pelet (Şekil 2) izole edilir.
2. Çekirdek plazması ve Deterjan-ekstrakte kromatin Fraksiyonasyon
Ham topak gevşek çekirdekleri DNA ile ilişkili proteinler ihtiva eden bir çekirdek plazması ve deterjan ile ekstre kromatin fraksiyon ayrılır.
3. Asit-ekstraksiyon Fraksiyonu - DNA-bağlı protein Zenginleştirme
Histon gibi sıkıca DNA'ya bağlı proteinler için ayrı bir fraksiyon zenginleştirir.
4. Saflık Fiyatları
Western blot ve elektron mikroskobuçekirdekleri ve diğer organellerin tükenmesi başarılı zenginleştirme onaylayın. Aşağıdaki kalite kontrol testleri için tüm tipik sonuçlarını görmek için, bizim önceki yayın bakın. 18
Çekirdekler zenginleştirici karşı arındırıcı için önemli hususlar. Bu protokol hastalık sırasında genel gen düzenleme süreçlerine eğitim amacıyla kardiyak kromatin proteomik analizler için geliştirilmiştir. Bütün-proteom kütle spektrometresi deneyler tasarlama önemli bir bileşeni dinamik aralık ve düşük bolluk proteinleri tanımlamak ve karakterize etmek edememek konudur. Çekirdeklerin daha subfractionation yaptığı gibi nükleer proteom için zenginleştiren, nükleer ve kromatin özgü biyolojisi hakkında bilgi sağlama temel amacı ek olarak, bu düşük bolluk proteinleri tespit ihtimali artar. Tartışıldığı gibi Bununla birlikte, yetişkin kardiyomiyosit nükleer membran bağlanmış bir yoğun sitoskeletal bileşeni vardır. Biz tamamen bu diğer hücresel bileşenler çekirdekler saflaştırılmış olduğunu inanmıyorum. Ancak, çekirdeklerin sadece zenginleştirerek, biz elde vared analiz türlerini etkinleştirmek için kabul edilebilir eşik nitelendirdi.
Özellikle, bizim ham çekirdekler pelet saflığını değerlendirmek için EM kullanılmaktadır ve bozulmamış kabaca% 10 mitokondri çekirdeklerinin ve dinlenme enkaz olmak fraksiyonu% 60-80 bulduk. Ayrıca, sağlam çekirdeklerin nüfus önceki çalışmamızda, tanıdığımız birçok kas lifçikleriyle bu protokolün bazı proteinler (calsarcin-1) zenginleştirilmiş (Batı ile ölçülen tübülin ve aktin dahil), gerçek bir biyolojik nüfus önererek zenginleştirilmiş değil ise kardiyak çekirdeklerin bu proteinler. 19.
Buna ek olarak, bu gen ontoloji göre, bu proteinlerin tahmin rolleri, asit-Çıkartılan kromatin fraksiyonunda mevcut olduğu bulunmuştur proteinleri karşılaştırılmaktadır. Önemlisi, bu gen ontoloji analiz hesabı farklı proteinlerin göreceli bolluk (bizim Western blot verileri gibi) dikkate almaz değil, tespit edilen tüm proteinleri (zenginleştirmek sayareşit olarak ed veya değil) ortak yollar ve hücresel bölümlerin belirlenmesi. Bu yolların ve hücresel bölümlerin analizi bizim daha önceki yayınlarda bulunabilir. 18,20 En önemlisi, asit-Çıkartılan kromatin fraksiyonu içinde zenginleştirme başarısı bize erişkin fare histon miyosit 54 varyantlarının varlığı, 18 tespit izin birçoğu belirlenmesi için bir benzersiz peptid dayanıyordu ve bu zenginleştirme protokol toplam kardiyomiyosit proteom muazzam karmaşıklığı verilen olmadan böylece olasılıkla saptanabilir olmazdı. Bu, kardiyak atom çekirdeklerinden gelen tespit 1.048 proteinleri, n = 56 (% 5.3) nükleozom parçası (ilgi çekirdek bir bileşeni) olarak analiz GO açıklamalı edildi. Bütün kalp bakarak başka bir çalışmada, sadece 11 proteinler (% 0.18) nükleozom 21 parçası olmak için açıklamalı almış olup, 6.180 proteinler tanımlanmıştır. Bu, daha ileri meaningfu için protokol gücünü tariflly nükleer proteinler için zenginleştirmektedir.
5. Protein Jel ve Enzimatik Protein Digest
Proteinler kütle spektrometresi üzerinde çalıştırmak için sindirilmiş tek boyutlu SDS-PAGE ve tripsin ile ayrılır.
6. Kütle Spektrometresi ve Veri Analizi
Örnekleri LC üzerinde ayrılır ve MS / MS ile analiz edilmiştir. Spektrumu protein tespiti için bir protein veri tabanı karşısında aranır.
7. Etiket serbest Kantifikasyonu
Deteetiketsiz miktarının (Şekil 4) kullanılarak protein nispi bolluk rmine.
Etiket serbest ölçümü için önemli noktalar. Etiketi içermeyen niceliklendirme yaparken, özel önem her numune işleme ve ayrı ayrı analiz edilmelidir tutarlı örnek hazırlama, sindirim süresi ve LC-MS/MS koşulları sağlamak için verilmelidir. Met aksine(etiketleme eksikliği onları bir arada çalışan olasılığı ortadan kaldırır çünkü) abolic etiketleme yaklaşımlar, etiket içermeyen deneylerde karşılaştırmalar böylece (numune hazırlık yani, numune analizleri tüm yönleriyle yüksek tekrarlanabilirlik gerektiren, farklı kütle spektrometresi çalışan veri yapılır LC ve MS adım) ve yüksek kütle doğruluğu kütle spektrometre kullanımı.
Numune hazırlama ve analiz bilinen bir standart olarak küçük değişiklikler dikkate almak için verilerin normalleştirilmesi yardımcı olmak için her bir örnek için ilave edilebilir. Ayrıca, çoğu yazılım programları enjeksiyon, iyonizasyon ve parçalanma farklılıkları hesaba katmak için veri toplama sonra sinyal şiddetleri arasında normalleşme (arka plan gürültü veya bilinen bol analit ayarlayarak gibi) izin verir. Hizalama algoritması peptid elüsyon profilleri farklılıkları düzeltmek yardımcı yukarıda referans olarak yazılım programları çoğu bulunmaktadır. Biyolojik ve teknik çoğaltır kullanımı olup essenBu istatistiksel analizler protein bolluk içinde gözlenen değişikliklerin tekrarlanabilirlik ve tutarlılığını doğrulamak için izin vermesi, çalışmanın bu tip uzaysal.
Şekil 4 Göreceli ölçüm bu formun programı vurgular. Sol paneldeki Gösterildi protein HMGB1 (veritabanı araması yoluyla tanımlanır) ait olarak atanmış tek tek izotoplu peptid zirveleri (farklı fareler bindirilmiş) vardır. Her bir tepe noktası, aslında belirli peptit için bir ekstre iyon kromatografisi, farklı bir fare gelir. Üç biyolojik her grup için tekrarlı, bazal, kardiyak hipertrofi ve kalp yetmezliği: grup üç farklı fizyolojik durumları temsil eder. Eğrinin altında ka...
Nükleer izolasyonu için iki temel yolu önceden gözden geçirilmiştir: 27 tek bir sulu sakaroz / tuz çözeltisi içinde doku homojenleştirici bir sulu olmayan çözücü içinde liyofilize doku homojenleştirici arasında Behrens teknik ve ikinci olarak, burada kullanımı olan bir değişiklik, bir izlenen diferansiyel veya yoğunluk gradiyenti santrifüj yoluyla.
Doku örnekleri asit ekstraksiyon ile çekirdeklerin Subfractionation histon analiz olmanın orijinal amacı il...
Çıkar çatışması ilan etti.
Vondriska laboratuar NIH ve UCLA Laubisch Endowment Ulusal Kalp, Akciğer ve Kan Enstitüsü hibe tarafından desteklenmektedir. EM UCLA Fizyoloji Jennifer S. Buchwald Graduate Fellowship alıcısı olduğunu; HC Amerikan Kalp Derneği Pre-doktora bursu sahibidir; MP bir NIH Ruth Kirschstein Doktora Sonrası Bursu alıcı olması ve SF alıcısı bir NIH K99 Ödülü.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reaktif Adı | Şirket | Katalog numarası | |
Dulbeco Modifiye Kartal Orta | Invitrogen | 11965 | |
Proteaz pelet | Roche | 04 693 159 001 | |
100 mikron süzgeçli | BD Falcon | 352360 | |
ULTRACUT ultramicrotome | Reichert | ||
100CX Transmisyon Elektron Mikroskop | JEOL USA, Inc | ||
Sarıasma kuşu | BioRad | 161-0496 | |
Histon H2A antikor | Santa Cruz | sc-8648 | |
Nucleoporin P62 antikor | BD Biosciences | 610498 | |
Adenin Nucleogelgit taşıyıcı antikor | Santa Cruz | sc-9299 | |
Bip antikor | Santa Cruz | sc-1050 | |
Tubulin antikoru | Sigma | T1568 | |
Histon H3 antikor | Abcam | ab1791 | |
Fibrillarin antikor | Hücre Sinyal | C12C3 | |
SNRP70 antikor | Abcam | ab51266 | |
E2F-1 antikoru | Thermo Fisher | MS-879 | |
Retinoblastom antikor | BD Biosciences | 554136 | |
Hipoksi indüklenebilir faktör-1 antikoru | Novus Biyolojik | NB100-469 | |
BCA protein tayini | Thermo Scientific | 23227 | |
Faz kolon Ters | Yeni Objuygulamada etkili | PFC7515-B14-10 | |
BioWorks Tarayıcı | Thermo Scientific |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır