Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Electroporation was used to insert purified bacterial virulence effector proteins directly into living eukaryotic cells. Protein localization was monitored by confocal immunofluorescence microscopy. This method allows for studies on trafficking, function, and protein-protein interactions using active exogenous proteins, avoiding the need for heterologous expression in eukaryotic cells.
canlı hücrelerin bağlamında protein etkileşimleri çalışma lokalizasyonu, dinamikleri ve etkileşim ortakları hakkında kritik bilgiler üretebilir. Bu bilgiler, evsahibi-patojen etkileşimlerinin bağlamında özellikle değerlidir. Birçok patojen proteinleri, hücre içi bir ortam içinde konak bağışıklık sistemi ve hayatta kalma kaçırma sağlayan, bu gibi bir şekilde çeşitli konak hücreleri içinde çalışır. Bu patojenin protein konukçu hücre etkileşimini incelemek için çeşitli yaklaşımlar sık dahil olmak üzere kullanılır: in vivo enfeksiyon transfeksiyon ya da transdüksiyon ile etiketli veya mutant protein ya da patojen genlerin katılması eksprese eden bir suşu ile. Bu yaklaşımların her biri avantajları ve dezavantajları vardır. Bu direkt olarak hücrelere ekzojen proteinleri katılması için bir araç çalıştı. Elektroporasyon yaygın hücrelere nükleik asitlerin dahil edilmesi için kullanılabilir, ancak biyo-fiziksel temeli tam olarak aynı olmasına rağmen daha nadir proteinlere uygulanmıştır.Standart bir Electroporator memeli hücrelerine afinite etiketli bakteriyel efektör tatbik etmek için kullanılmıştır. İnsan epiteliyal ve fare makrofaj hücreleri, geleneksel metodlarla kültürlenmek sureti ile ayrılır ve ilgi dahilindeki bir eksojen bakteriyel patojenin proteini (örneğin, Salmonella Typhimurium GtgE) ile 0.4 cm boşluk elektroporasyon küvetler içine yerleştirilmiştir. Elektroporasyon (0.3 kV) ve kısa (4 saat) geri kazanım süresinden sonra, hücre içi protein, flüoresan olarak afinite etiketi ile protein etiketleme ve konfokal mikroskopi ile mekansal ve zamansal dağılımının incelenmesi ile doğrulanmıştır. Elektroporasyona protein aynı zamanda hücre içinde işlevsel ve doğru hücre içi ticareti ve protein-protein etkileşimi yeteneğine sahip olduğu gösterilmiştir. Ekzojen proteinler hücrelerin yüzeyi üzerinde birikme eğiliminde iken, elektroporasyona örnekler sadece kuluçkalama için hücre içi efektör konsantrasyonda büyük artışlar vardı. protokol ap yapılacak basit ve yeterince hızlıhücre içi hedefleme ve hastalık oluşturma proteinlerin işlevine de dahil olmak üzere, konakçı hücrelerde patojen proteinlerinin yüksek verimli bir karakterizasyon için izin arallel moda.
Bir çok Gram-negatif bakteriler, doğrudan konakçı hücreler 1-5 içerisine (efektör olarak anılacaktır) hastalık oluşturma ilişkili proteinler enjekte özel salgılama sistemleri kullanılmaktadır. Ev sahibi dokunulmazlık baskılanması, hücre iskeleti değişiklikler, hücre içi ticareti ve sinyalizasyon, transkripsiyon değişikliklerin modifikasyonu ve ev sahibi proteasome değişiklikler 6-9: Bu efektörleri dahil olmak üzere biyolojik fonksiyonları geniş bir yelpazesi var. Bazı efektörlerinin işlevleri ancak ev sahibi hedefleri ve diğerleri biyokimyasal eylem (ler) belirlenecek kalır bilinmektedir. Vahşi tip ve yeniden birleştirici bakteriyel enfeksiyonların karşılaştırılması hücre içi efektör hastalık oluşturma mekanizmaları incelemek için geçerli bir yaklaşım olsa da, konakçı hücre içerisine bağımsız bir efektör tanıtmak için sıklıkla yararlıdır. Böylece, konakçı hücreler bağlamında bakteriyel efektör proteinler katma ve karakterize edilmesi için basit bir yöntem arzu edilmektedir.
Deneysel analiz wi BasitleştirmeTek bir efektör kritik inci diğer efektörler karşı ya da gereksiz işlevlere sahip olabilir. Bu basitleştirme gerçekleştirmek için, araştırmacılar, daha önce kazıma 12,13 yükleme viral transdüksiyon 10, mikroenjeksiyon 11 de dahil olmak üzere birçok farklı yöntemler ile hücrelere makromolekülleri getirmiştir, kimyasal olarak teşvik mikroenjeksiyon 14, özel bir protein "transfeksiyon", reaktif 15, kalsiyum fosfat çöktürme ile hücre füzyonu 16 ve elektroporasyon 17-20. kişiye moleküller, hücre içi hedefleri 21,22 protein, hücre-geçirgen olmayan boyalar ve antikorlar, DNA, RNA ve RNAi türler dahil olmak üzere nükleik asitler arasında değişir. Bazı yöntemler dahil edilebilir makromolekül Çeşidi dahil kısıtlamaları vardır ve özellikle alt-analizler, yüksek hücresel toksisite, etki zarar mekanizmaları, düşük etkililik ve giriş verimliliği ile sınırlı olabilir. Transfeksiyon, bir ofteaynı zamanda makrofajlar ve birincil hücre gibi uygun bir ev sahibi hücre tipi, transfeksiyon karşı özellikle dirençlidir sınırlama uğrar, memeli hücrelerinde bakteri genleri ifade etmek için bir yöntem, n-kullanılmıştır. Bunun ötesinde, yabancı DNA'nın sokulması üzerine üretilen bakteriyel protein seviyelerini kontrol etmek zordur.
Çok iş bilinen bir laboratuvar tekniği olarak bakteriyel ve memeli yaratıkların hücrelerine nükleik asit elektroporasyon kurdu; Bununla birlikte, fizyolojik koşullar altında, hücre içine proteinlerin verilmesi için en iyi yöntem devam etmekte olan bir araştırma vardır. Protein transfeksiyon üzerindeki raporlar umut vericidir, ama pahalı reaktifler ve optimizasyon gerektirir. minimum maliyet ile hücre hedefleri çeşitli içine potansiyel toksik bakteri efektörler tanıtmak arzusu in vivo bu proteinleri eğitim için bir yöntem olarak elektroporasyon dikkate götürdü.
Protein elektroporasyon 23-25 bir araya geldi iseAyrıca elektro-transfeksiyon veya elektro-enjeksiyon 26 olarak bilinen electropermeabilization üzerinden canlı hücreler içine proteinleri tanıtmak hod. Bu teknik, hücre zarlarında gözenekleri oluşturmak için yüksek yoğunluklu elektrik darbeleri kullanır. Bu geri dönüşümlü gözenekler normal hücre içi alandan dışlanan makromoleküllerin hücreye girmesine izin. Dış elektrik alanının çıkarılması üzerine, zar, hücre gözenekler 27,28 geçirilir molekülleri korumak için izin kapatın olabilir.
Standart bir Electroporator sürekli fare makrofaj-benzeri hücreleri ve insan epitel hücreleri hem de içine bakteri efektör tanıtmak için bu çalışmada kullanılmıştır. yöntem hücresel canlılığı hiçbir kayda değer azalma ile, hızlı, verimli ve ucuz. kişiye proteinler immünofloresan mikroskopi ile görüntülenmiştir veya fonksiyonel deneyleri için de kullanılabilir. Bu aynı zamanda, bir toksik-olmayan, standart olarak yeşil floresan proteini (GFP) ile gösterilmiştirİki Salmonella efektör proteinler, SspH1 ve GtgE. Bu ökaryotik konakçı hücrelerde bu bakteriyel hastalık oluşturma proteinleri ve işlevlerin çalışması için repertuarında ek bir araç olarak, protein elektroporasyon önerilmektedir.
1. Advance hazırlayın
Hücreler 2. Hazırlık
Elektroporasyon 3. Hazırlık
4. Elektroporasyon
Hücreler 5. Kaplama
6. Mikroskopi Analizi
6.1) Sabitleme / İmmünofloresan Boyama
6.2) Konfokal Mikroskopi ve Görüntü Analizi
7. Affinity Arıtma
Kavramının bir ilk kanıtı olarak, saflaştırılmış yeşil flüoresan proteini başarıyla elektroporasyon ile memeli hücrelerine dahil edilmiştir. GFP, yaklaşık 27 kD molekül ağırlığına sahip protein özel genellikle önemli hücresel toksisite olmaksızın moleküler biyoloji aracı olarak (normal olarak plasmid DNA ifade edilen), memeli hücreleri içine dahil edilir. HeLa hücreleri (Şekil 1A) kuluçkalanmıştır veya floresan GFP sinyali kontrol etmek için imüno-konfokal mikrosk...
Patojen bakterilerin salgılanan efektörleri konak hücre ortamında çalışabilmesi için geliştiğini ve böylece konak içinde in situ bunları incelemek yararlı olacaktır. Konakçı hücrelere özel ilgi efektörlerinin giriş ilgili patojen-konakçı etkileşimleri bakteriyel proteinlerden müdahalesi olmaksızın tek başına ele sağlar. amaç, böylece transfeksiyon ya da transdüksiyon ile bağlantılı bazı zorluklar kaçınarak ökaryotik konakçı hücrelere bakteriyel efektör proteinler kat?...
Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.
This work was supported by NIGMS, National Institutes of Health (GM094623). Significant portions of this work were performed in the Environmental Molecular Sciences Laboratory, a DOE/BER national scientific user facility located at the Pacific Northwest National Laboratory (PNNL). PNNL is operated for the DOE by Battelle under Contract DE-AC05-76RLO1830.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.25% Trypsin-EDTA Solution | Cellgro | 25-050-Cl | |
0.4 cm Gap-disposable electroporation cuvettes | Bio-Rad | 165-2088 | |
100% Methanol | Any | N/A | Flammable, Toxic |
Bovine Serum Albumin (BSA) | Sigma-Aldrich | A4919 | |
Cell Counting Apparatus - Hemocytometer or Coulter Counter | Beckman Coulter | Model Z1 | |
Cell Culture Incubator | Any | N/A | Humidified 95% air/5% CO2 atmosphere at 37 °C |
Cell Culture Plastic | Any | N/A | Cell culture flasks/plates, pipets, tubes, rubber policeman |
Dulbecco's Modification of Eagle’s Medium (DMEM) | Cellgro | 10-013 | Warm to 37 °C |
Electroporator | Bio-Rad | E. coli Pulser | |
Fetal Bovine Serum (FBS) | Cellgro | 35-016-CV | |
Fluorescent confocal microscope | Ziess | Model LSM 710 | |
Glass Bottom Dishes for Microscopy | Wilco Wells | HBSt-3522 | |
HALT Protease Inhibitor Cocktail | Pierce | 78430 | Corrosive, Toxic |
HeLa Cell Line | ATCC | ATCC CCL-2 | |
LDS 4X Loading Buffer | Invitrogen | NP0007 | |
Minimal Essential Medium (MEM) | Cellgro | 10-010 | Warm to 37 °C |
Other fluorescent stains (WGA, DAPI) in conjunction with anti-fade reagent | Any | N/A | |
Penicillin/Streptomycin | Cellgro | 30-002-Cl | |
RAW 264.7 Cell line | ATCC | TIB-71 | |
Primary Antibody Against Target of Interest | Any | N/A | |
Secondary Antibody Conjugated to Fluorophore | Any | N/A | |
Phosphate Buffered Saline | Any | N/A | Chill to 4 °C |
Sterile Phosphate Buffered Saline | Any | N/A | Warm to 37 °C |
[header] | |||
Streptavidin Agarose Resin Suspension | Pierce | 20353 | |
Table Top Centrifuge Capable of Accepting Conical Tubes (swinging bucket preferred) | Any | N/A | |
TCEP | Sigma-Aldrich | 646547 | Corrosive, Toxic |
Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8585 | Irritant, Toxic |
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