Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Burada, tomurcuklanan maya Saccharomyces cerevisiae'nin canlı hücre görüntülemesinde bir dizi floresan protein bazlı organel markörünün kullanımını açıklıyoruz.
Tomurcuklanan maya, Saccharomyces cerevisiae, organel işlevi ve dinamiği üzerinde çalışan klasik bir model sistemdir. Önceki çalışmalarımızda, çekirdek, endoplazmik retikulum (ER), Golgi aygıtı, endozomlar, vakuoller, mitokondri, peroksizomlar, lipid damlacıkları ve otofagozomlar dahil olmak üzere ana organeller ve endomembran yapılar için floresan protein bazlı belirteçler oluşturduk. Burada sunulan protokol, maya dönüşümü için DNA hazırlığı, transformantların seçimi ve değerlendirilmesi, floresan mikroskobik gözlem ve beklenen sonuçlar dahil olmak üzere bu belirteçlerin mayada kullanılmasına ilişkin prosedürleri açıklamaktadır. Metin, maya organeli çalışması alanına başka geçmişlerden giren araştırmacılara yöneliktir. Temel adımların yanı sıra mikroskop donanımı hususları ve birkaç yaygın tuzak hakkında teknik notlar ele alınmaktadır. İnsanların canlı hücre floresan mikroskobu ile maya hücre altı varlıklarını gözlemlemeleri için bir başlangıç noktası sağlar. Bu araçlar ve yöntemler, protein hücre altı lokalizasyonunu tanımlamak ve hızlandırılmış görüntülemede ilgilenilen organelleri izlemek için kullanılabilir.
Zara bağlı organellere hücre altı bölümlere ayırma, ökaryotik hücrelerin organizasyonunda yaygın bir ilkedir. Her organel belirli işlevleri yerine getirir. Ökaryotik biyolojinin diğer birçok alanında olduğu gibi, tomurcuklanan maya, Saccharomyces cerevisiae, organel organizasyonu ve dinamiğinin temel ilkelerini aydınlatmada klasik bir model sistem olmuştur. Örnekler arasında protein salgılama yolu, peroksizomal protein ithalat yolu ve otofaji yolu 1,2,3'teki ufuk açıcı keşifler yer alır.
Tipik besin açısından zengin koşullarda, hızlı büyüyen maya hücreleri endoplazmik retikulum (ER), erken Golgi, geç Golgi/erken endozomlar, geç endozomlar, vakuoller ve mitokondri içerir. Bazı peroksizomlar, lipid damlacıkları ve otofagozomlar (ilk ikisinden bile daha az, esas olarak besin açısından zengin koşullarda bulunan Cvt vezikül tipinden4) de mevcuttur, ancak belirli kültür koşullarında (lipid açısından zengin ortam, açlık ortamı, vb.) Diğer yaygın ökaryotik modellerle karşılaştırıldığında, maya hücreleri oldukça küçüktür; Tipik bir maya hücresinin çapı, çoğu hayvan ve bitki hücresi için onlarca mikrometreye kıyasla yaklaşık 5 μm'dir. Sonuç olarak, normalde tek bir yapışık hayvan hücresi içeren aynı görüntüleme alanında, normalde çeşitli hücre döngüsü aşamalarında onlarca maya hücresi görülür. Boyut farkının yanı sıra, maya organel morfolojisinin de bazı kendine özgü özellikleri vardır. Ultrastrüktürel düzeyde, maya ER, diğer sistemlerde olduğu gibi tabaka ve tübüllerden oluşur. Floresan mikroskobu altında, maya ER, aralarında bazı birbirine bağlı yapılar bulunan iki halka olarak kendini gösterir. İç halka, nükleer zarf ile sürekli olan nükleer ER'dir ve dış halka, plazma zarının5 altında yatan boru şeklinde bir ağ olan periferik ER'dir. Bitki hücrelerine benzer, ancak hayvan hücrelerinden farklı olarak, melez bir organel olan geç Golgi/erken endozom, salgı yolu ile endositik yol 6,7 arasındaki kesişme noktasında yer alır. Morfolojik olarak, maya Golgi aygıtları sitoplazmada dağılır. Vakuoller fonksiyonel olarak hayvan hücrelerindeki lizozomlara benzer. Genellikle sitoplazmanın büyük bölümlerini işgal ederler ve sık sık fisyon ve füzyona uğrarlar. Floresan kolokalizasyon belirteçlerinin kullanılmasının yanı sıra, vakuolar membran nükleer ER'den en az iki kriter ile ayırt edilebilir: Vakuolar membran genellikle nükleer ER'den daha yuvarlaktır ve DIC'deki vakuolün içbükey görünümü de çekirdeğinkinden daha belirgindir.
Rutin olarak, canlı maya hücrelerinde yukarıda belirtilen organelleri görselleştirmek için bir dizi floresan protein bazlı işaretleyici kullanırız (Tablo 1). Bu organel belirteçlerinin aslına uygunluğu ve işlevselliği deneysel olarak doğrulanmıştır 7,8. Bu belirteç yapıları, floresan protein kimera kasetlerini maya genomuna sokmak için tasarlanmıştır. Aşağıda özetlendiği gibi, maya transformasyonuna hazırlık olarak, doğrusal DNA fragmanları ya enzimatik sindirim ya da PCR amplifikasyonu 7,8 ile üretilir. Doğrusal DNA parçaları, homolog rekombinasyon yoluyla genoma entegre edilir. Bu protokolde açıklanan plazmitler için üç tip tasarım kullanılır. Plazmitlerin çoğunu kapsayan ilk tipte, yapının birden fazla kopyasını taşıyan dönüştürücüler elde etmek genellikle mümkündür. Bu genellikle istenmeyen bir durumdur çünkü dönüştürücüler arasında ifadesel ve muhtemelen işlevsel farklılıklar sunar. Tek kopya transformantların, bu protokolde tarif edildiği gibi görüntüleme, immünoblotlama veya dikkatlice tasarlanmış PCR testleri yoluyla tanımlanması gerekir. GFP-Sed5, GFP-Pep12 ve GFP-Atg8'i kapsayan ikinci tipte, haploid maya hücrelerinde sadece tek kopya entegrasyonu üretilir. Hem birinci tip hem de ikinci tip, işaretleyici genin endojen kopyasını genomda bozulmadan tutar. Sec7-2GFP ve Vph1-2GFP'yi kapsayan üçüncü bir plazmit tasarımı tipinin, kimeraların karşılık gelen işaretleyici genin tek kopyası olmasına yol açan C-terminal knock-in'leri tanıtması amaçlanmıştır.
Burada, bu organel belirteçlerini kullanma prosedürünü açıklıyoruz, örnek mikroskopi görüntüleri sağlıyoruz ve maya organel görüntülemeye yeni başlayan araştırmacılara yönelik önlemleri tartışıyoruz.
1. Maya suşu yapısı
2. Floresan mikroskobu: genel prosedürler ve tek zaman noktası görüntüleme
3. Hızlandırılmış görüntüleme
NOT: Hızlandırılmış görüntüleme prosedürü, tek zaman noktası görüntüleme prosedüründen iki alanda farklılık gösterir: numune hazırlama ve görüntüleme parametreleri.
4. Görüntü yığınlarının görselleştirilmesi ve entegrasyon kopya numarasının değerlendirilmesi
Organel morfolojisi ve dinamiği, maya hücreleri dış ve iç sinyallere yanıt verdikçe değişebilir. Burada, orta log fazındaki maya organellerinin temsili görüntülerini sunuyoruz (Şekil 3A,B). Daha önce de belirtildiği gibi, birkaç organelin kendine özgü morfolojik özellikleri vardır, bu nedenle diğer organel belirteçleri ile kapsamlı bir karşılaştırma yapmadan tanınması kolaydır. Bunlara ER, mitokondri ve vakuoll...
Burada açıklanan protokol, görüntüleme mayası organellerini keşfetmek için diğer araştırma alanlarından giren kişiler için basit bir başlangıç sağlar. Belli konulara geçmeden önce, görüntüleme yazılımlarında otomatik özelliklerin aşırı kullanımından kaçınılması gerektiğini bir kez daha vurgulamak isteriz. Mikroskopi görüntüleri sadece güzel resimler değil, aynı zamanda bilimsel verilerdir ve bu nedenle elde edilmeleri ve yorumlanmaları buna gö...
Yazarlar, el yazması hazırlamadaki cömert yardımları için Xie laboratuvarı üyelerine teşekkür eder. Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (hibe 91957104), Şanghay Belediye Eğitim Komisyonu (hibe 2017-01-07-00-02-E00035) ve Şanghay Belediye Bilim ve Teknoloji Komisyonu (hibe 22ZR1433800) tarafından desteklenmiştir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Adenine | Sangon Biotech | A600013 | |
Casaminoacid | Sangon Biotech | A603060 | |
Concanavalin A from canavalia ensiformis (Jack bean) | Sigma Aldrich | L7647 | |
D-Glucose | Sangon Biotech | A501991 | |
Fiji | https://fiji.sc/ | ||
Glass-bottom petri dish | NEST | 706001 | Φ35 mm |
ImajeJ | https://imagej.net/ | ||
Inverted florescence microscope | Olympus | IX83 equipped with UPLXAPO 100X oil immersion objective, Lumencor Spectra X light source, and Hamamatsu Orca Flash4.0 LT camera. | |
L-Histidine | Sangon Biotech | A604351 | |
L-Leucine | Sangon Biotech | A100811 | |
L-Lysine | Sangon Biotech | A602759 | |
L-Methionine | Sangon Biotech | A100801 | |
L-Tryptophan | Sangon Biotech | A601911 | |
Microscope cover glass | CITOTEST | 10222222C | 22 mm x 22 mm, 0.16–0.19 mm |
Microscope slides | CITOTEST | 1A5101 | 25 mm x 75 mm, 1–1.2 mm |
Peptone | Sangon Biotech | A505247 | |
Uracil | Sangon Biotech | A610564 | |
Visiview | Visitron System GmbH | https://www.visitron.de/products/visiviewr-software.html | |
Yeast extract | Sangon Biotech | A100850 | |
Yeast nitrogen base without amino acids | Sangon Biotech | A610507 | |
YNB without amino acids and ammonium sulfate | Sangon Biotech | A600505 |
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