1. Telomer uzunluğu Protokol 19 <ol><li> DNA izolasyonu </li></ol> En DNA izolasyon yöntemleri kullanılabilir. Bizim Lab kan kaynakları için Qiagen DNeasy Kiti (# 69506) tercih ediyor. Örneğin bukkal ya da diğer kaynaklardan gelen DNA, bir kaynağına bağlı olarak, farklı bir izolasyon yöntemi de kullanılabilir. <ol start="2"><li> Astarlar: </li></ol> Tüm primerler PCR sınıf suda 100pmoles/μl &#39;lik bir stok konsantrasyonu seyreltildi ve kullanılana kadar -20 ° C&#39;de saklanır. Primerlerin çalışma stokları kısa bir süre için taze yapılmış ve 20 ° C &#39;de muhafaza edilmektedir (bir kaç ay). Standart primerler olarak O&#39;Callaghan ve diğ, telomer ve β-globin, SCG kullanılmıştır. 20 . Primer dizileri: Telo 1: 5&#39;-CGGTTTGTTTGGGTTTGGGTTTGGGTT-TGGGTTTGGGTT-3 &#39; Telo 2: 5&#39;-GGCTTGCCTTACCCTTACCCTTACCCTTACCCTT-ACCCT-3 &#39; SCG 1: 5&#39;-GCTTCTGACACAACTGTGTTCACTAGC-3 &#39; SCG 2: 5&#39;-CACCAACTTCATCCACGTTC-ACC-3 &#39; Not: Primerler önce reaksiyon karışımına ilave edilmeden, 10pmoles/μl çalışan bir konsantrasyona seyreltilir. <ol start="3"><li> Genomik DNA seri seyreltme: </li></ol> Telo ve tek kopya Gene (SCG) genomik DNA seri seyreltileri tahlili için standart bir eğri oluşturmak Ct değeri oluşturulur. Kullanılan genomik DNA kan örneklerinden lenfositlerden elde edildi. Bu seyreltmeler, aynı genomik DNA kullanılarak seri seyreltme iki set vermek üzere 1.68 faktörüyle her bir konsantrasyonu için PCR sınıf H 2 0, DNA seyreltilerek oluşturulur. Başlangıç ​​konsantrasyonu deneme ve yanılma göre optimize edilmiş ve farklı reaktif madde, araçlar, diğer türler arasından, DNA, hücre tipi ve kullanılan SCG kullanılıyorsa ayarlanması gerekebilir. Not: genomik DNA kullanılarak seri seyreltme yavaşça karıştırılması ve bir saat befo en azından 15 dakika beklendikten sonra yapılırBir sonraki seyreltme için DNA alarak yeniden. Her seyreltme ayırmak için genomik DNA için zaman gerektirir. -80 Depolama için PCR şeritler ° C içine uzun süreli depolama, kısım seri dilüsyonları için Her PCR şerit çözülmüş ve DNA zarar verebilir donma çözülme döngüleri önlemek için bir kez kullanılır. <ol start="4"><li> RT-PCR için Reaksiyon kurulum </li></ol> Kullanılan alet: Roche480 Işık Cycler Reaktif: Roche Işık döngü SYBR-yeşil 10 ng / ml arasında bir nihai konsantrasyona testi DNA örnekleri seyreltilir. Biz Nanodrop veya Qubit kullanarak konsantrasyonu test edin. Biz daha 10ng/μl nihai 5ng/μl için DNA sulandırmak. Biz yine konsantrasyon test yok. Reaksiyon bileşenleri: <table border="1"><tbody><tr><td fo:width="1.5in"> TELO </td><td fo:width="1.5in"> 1x </td><td fo:width=".25in" rowspan="6"></td><td fo:width="1.5in"> SCG </td><td fo:width="1.5in"> 1x </td></tr><tr><td> Y 2 0 &lt;/ Td&gt; <td> 6 ul </td><td> H20 </td><td> 6 ul </td></tr><tr><td> Telo 1 </td><td> 0.2 ul </td><td> 1 SCG </td><td> 0.6 ul </td></tr><tr><td> Telo 2 </td><td> 1.8 ul </td><td> 2 SCG </td><td> 1.4 ul </td></tr><tr><td> Rxn karışımı </td><td> 10 ul </td><td> Rxn karışımı </td><td> 10 ul </td></tr><tr><td> DNA ya da seri seyreltme </td><td> 2 ul </td><td> DNA ya da seri seyreltme </td><td> 2 ul </td></tr></tbody></table> Not: Ana Karışım DNA olmadan ve% 5 ila% 10 arasında bir fazlalığı ile yapılır. Telo ve SCG ikisi de aşağıdaki programı kullanarak aynı plaka üzerinde birlikte işletilmektedir. , Hassas test etmek için en az üç her numunenin çoğaltır ve kontrol çalıştırılmalıdır. Kullanılan primerler değişimler sonuçlarını etkileyebilir. Bizim protokol Roche480 Işık Cycler ve astar üzerinde aşağıdaki gibi çalışmak üzere optimize edilmiştir. Içindeitial denatüre 10 dakika 95 ° C denatüre Bisiklete binme 95 ° C 10 saniye tutun 60 ° C 5 saniye tutun 72 ° C 11 saniye tutun ve tek satın alma Gerektiği gibi 45-55 kez tekrarlayın 2. Kantitatif Telomeraz Algılama (QTD) Protokolü (Müttefik Biyoteknoloji, Inc Kat. No MT3012 tarafından QTD Seti dayanarak) Hazırlık Özü <ol><li> Pelet hücre veya doku. </li><li> 1x bir kez PBS ile yıkayın. </li><li> Repellet ve kaldır 1x PBS. * </li><li> Her 10 5 -10 6 hücre veya doku 40-100 mg 1 x Lizis Tampon 200 ul hücre pelletini. </li><li> 30 dakika boyunca buz üzerinde inkübe edin. </li><li> 4 ° C&#39;de 30 dakika boyunca 12,000 x g&#39;de örnek dönerler </li><li> Yeni bir tüp içine 160 ul süpernatan aktarın ve protein konsantrasyonu belirlenir. </li><li> Kısım ve -80 kuru buz / etanol hızlı dondurma kalan özü, mağaza ° C </li></ol> * T içindeonun durumu, dondurulmuş hücre veya dokularda telomeraz en az bir yıl boyunca stabildir. Kullanım için içine yerleştirildiği zaman, 1 x Liziz Tamponu içinde hücrelerin hemen tekrar süspansiyon. 2.1. Testi Kontroller Isı inaktivasyonu kontrolü: her bir numune için, önceden telomeraz aktivitesi deneyi için 10 dakika boyunca 85 ° C&#39;de inkübe ederek ek kontrol özü tedavi ısı. TSR denetimi şablon için standart eğri: standart bir eğri oluşturmak için kiti ile birlikte telomer astar benzer bir dizi ile TSR, bir oligonükleotid dilüsyonları kullanarak Kantitatif Real-Time PCR gerçekleştirin. <ol><li> Lizis Tampon ile stok TSR konsantrasyon 01:05 seri dilüsyonları (0.5 amoles / ml) hazırlayın </li><li> Stok konsantrasyonu da dahil olmak üzere, her TSR seyreltme 1 ul kullanarak telomeraz algılama standart tahlil gerçekleştirin. Bu seyreltiler, en az 2 hafta boyunca 4 ° C&#39;de muhafaza edilebilir. </li></ol> 2.2. Telomeraz Aktivitesi TestiQTD Real-Time PCR kullanarak <ol><li> Her numune için, bir PCR tüp veya ince duvar PCR plate (toplam hacim 25.0 ul) için aşağıdakileri ekleyin: <ul><li> 2 x QTD Premix 12.5 ul </li><li> Hücre veya Doku Extract 1.0 ul </li><li> PCR Nitelikli Su 11.5 ul </li></ul></li><li> Iyice karıştırın </li><li> Aşağıdaki programa göre Programı Real-Time PCR Tespit Sistemleri: - 25 ° C&#39;de 20 dakika (telomeraz reaksiyonu) için - 95 10 dakika (PCR ilk aktivasyon adım) ° C 35-40 döngüleri: - 95 ° C 30 saniye (denatürasyon) - 60 ° C&#39;de 30 saniye boyunca (tavlama) - 72 ° C 30 saniye (uzatma) </li><li> Termal döngü içinde PCR tüpleri yerleştirin ve bisiklet programını başlatın. </li><li> Döngüleri bitirmek sonra eşik döngüsü veya C T değeri toplayın. Eşik döngüsü ΔRn bir istatistiksel olarak anlamlı artış ilk tespit edildiği döngüdür. </li></ol> 2.3. Veri Analizi <ol><li> Generatadet standart eğri C T okuma kullanarak ve telomeraz aktivitelerini karşılaştırmak. </li></ol>

Çıkar çatışması ilan etti.

Telomer uzunluğu stresli ve yaşlanma hücre incelemek için eşsiz bir hücresel işaretleyici sağlar ve yaşlanma mekanizmaları irdeliyoruz. Yaşlanma rolü ilk önerilmiştir olmadığından, çalışmalar çok sayıda yaşı telomer uzunluğu ile yapılmıştır, uzun ömürlü, yaş ile ilgili hastalık, kanser ve stres. On yıllardır, telomer uzunluğu ölçümleri altın standart Güney melezleme kullanarak terminal kısıtlama parçası analizi oldu. Ancak, son zamanlarda Cawthon tarafından, ekonomik, hızl...

Telomer kromozomların uçlarında bulunan DNA hexamer (TTAGGG) dizileri tekrarlıyor. Her hücre çoğaltma, bu kromozom uçları kısalır. Onlar çok kısa kalırsanız, kromozomların telomer sonunda füzyon, anormal rekombinasyon ve bozulma tabi olabilir. Bu nedenle yeterli telomer uzunluğu bakım kromozom istikrar ve hücre koruma 38 önemli bir rol oynar. Telomer uzunluğu bakım da kromozom uçları yanında bulundu genler için çok önemlidir, çünkü DNA replikasyonu kromozom 1-2 sonuna kadar devam edemez. Sonuç olarak, telomer kısalması önlenmesi hücre istikrarı artırabilir. Çeşitli çalışmalar telomer uzunluğu, 3-4, diyabet 5 ve kalp-damar hastalıkları 6,7 kanser gibi bir organizmanın uzun ömür ve hastalıklı devlet ile ilişkili olduğunu bildirmişlerdir. Ayrıca, kısaltılmış telomer aşırı stres ya da bir ile ilişkilendirilmiştirbelki erken hücre yaşlanma ve ölüm 9 teşvik ederek sağlıksız yaşam tarzı 8,. Öte yandan, bazı çalışmalarda hastalık 39, 40, 41 ilgili telomer uzunluğu ve uzun ömür ve yaş arasında anlamlı bir fark olduğunu bulduk. Telomer kısalması korunma hücrenin doğal mekanizmalardan biri kendi enzim telomeraz ters transkriptaz (TERT) aktive gereğidir. Bu enzim ve alt birimi, telomeraz RNA (TERC), bir kodlayıcı olmayan RNA, 10 sona erer kromozom telomer tekrar eklemek için bir şablon olarak telomer kullanın. Telomeraz aktivitesi hücreleri ve diğer mekanizmalar çeşitli telomer uzunluğu bakım katılan eksik olmasına rağmen, artan telomeraz aktivitesi artmış telomer uzunluğu ile ilişkilidir. Telomeraz aktivasyonu hücre hasarına cevap ve stres ve erken yaşlanma ve ölüm önlemek hangi mekanizmalardan biri olarak kurulmuştur. Örneğin, daha uzun telomeres olağanüstü ömrü 11 ile Aşkenazi Yahudilerin bir popülasyonda gösterildi, TERC veya TERT mutasyonlar yaşa bağlı hastalık 13 üzerinde bir etkiye sahip olduğu gösterilmiştir ölümcül hastalığı 12 ve telomeraz epigenetik düzenleme katkıda gösterilmiştir. Yılında keşfedilmesinden bu yana, telomer uzunluğu çeşitli hayvan modellerinde hem de insanlarda sağlık durumu için bir belirteç olarak önerdi, ancak kullanılan yöntem, sıkıcı uzun ve pahalı olduğu için bu ilk çalışmalarda yaygın olarak çoğaltmak için zordu edilmiştir. 2002 daha 2009 yılında ayarlanmış olarak, Cawthon önerilen ve telomer uzunluğu değerlendirmek ve daha fazla yaşlanma ve hastalık 19, hücre biyolojisi çeşitli yönleri rolünü araştırmak için yeni, doğru, hızlı ve basit bir PCR tabanlı protokol gösterdi. Bir çalışma için doğru telomer ölçüm metodu seçilmesi esastır. Şu anda, telomer uzunluğunu ölçmek için kullanılan çeşitli yöntemler kendi her vardıravantaj ve dezavantajları. A: Geleneksel olarak, telomer uzunluğu içerir terminal sınırlama parçaları Southern Blot analizi (TRFs) kullanılarak ölçülür. b TRFs elde etmek için tekrar telomer kesilmiş olmayan kısıtlama enzimleri ile DNA sindirici. Bu TRFs Southern Blot bir telomerik prob 14, 37 kullanılarak ortalama TRF uzunluğunu belirleyerek yapılır. Bu yöntem, bir varyasyon katsayısı ile son derece küçük bir doğru olmasına rağmen, doğrudan bir ölçüsüdür ve uzunluk dağılımı ölçmek için avantajlı olabilir, TRF analizi, emek yoğun maliyetlidir ve DNA bölgesinin en az 3 mg gerektirir. Bu yöntem prob tarafından nedeniyle (TTAGGG) n onlar, 42 15 içeren dizileri gibi tespit edilebilir subtelomerik DNA, karmakarışık hale olabilir kısa telomer ve uzunluk tayin duyarsız. Telomer uzunluğu ölçüm başka bir derece doğru bir yöntem Tek Telomer Uzama Uzunluk Analizi (STELA), bir singl olduğusadece DNA küçük bir miktar gerektirir E molekülü PCR tabanlı bir yöntemdir. Bu yöntemde, primerler kromozom sonunda G-zengin çıkıntı tanımak için ve belirli bir kromozom telomer güçlendirir bir kromozom üzerinde eşsiz bir subtelomerik sekansına bağlanmak için yapılır. Elde edilen amplifikasyon sonra Southern Blot tarafından görüntülenmiştir. Bu yöntem son derece doğru olma avantajına sahiptir ve kısa aykırı telomerlerin 16 tespit edebiliyor. Tüm kromozomlar G-zengin uçları ve kullanılabilir bir subtelomerik dizisi yazık ki, telomer uzunluğu sadece belirli kromozom üzerinde ölçülebilir ve bu ölçümlerin hücre 15 tüm telomer uzunluğu temsil olmayabilir. Uygulanmakta olan diğer bir yöntem telomer uzunluğu tespit etmek için, peptit nükleik asit (PNA) probların kullanılmasıdır. In situ Hibridizasyon Kantitatif floresans (Q-FISH) bize st metafaz sırasında telomerlerin görüntülemenizi sağlarbüyüklüklerine orantılı olarak bir PNA prob ile telomerlerin Aining belirli kromozom arasındaki telomer karşılaştırılması izin verir. Bu yöntem aynı zamanda interfaz hücreleri için de kullanılabilir, ancak burada farklı bir kromozom için telomer uzunluğu 17 yaşlı veya seyrek bölünen hücreleri telomer uzunluğu ölçülürken bir sınırlama getirmektedir ki, tespit edilemez. Akış BALIK yerine akım sitometri kullanır ve şu anda klinik ortamda kan hücrelerinin telomer uzunluğu ölçmek için en hassas yöntemdir, ancak çok yetenekli teknisyenler 18 gerektirir. Şu anda, bizim laboratuvarda ortalama telomer uzunluğu ölçmek için standart bir yöntem hassas, duyarlılık yararlanır ve kantitatif gerçek zamanlı PCR kolaylığı. Bu yöntem, aksi olarak üretilen olurdu primer-dimer-türevi ürünlerin sentezini önlemek yeni primerler gelişimi ile telomer uzunluğu ölçme mümkün oldutelomerlerin tekrar doğası gereği tandard testi. Bu tahlil için, telomer uzunluğunun ölçülmesi tek kopyalı gen sayısı için T / S oranı, telomer tekrar kopya sayısı ile temsil edilir. Telomer uzunluğu ve PCR başlangıç ​​aşamalarında esnasında DNA bağlama telomer etiketli primerlerin sayısı arasında doğru orantılı bir ilişki olduğu için, T / S oranı telomer uzunluğu ile doğrudan orantılıdır. T / S oranı Ct fark karşılaştırılarak ölçülür, örnek floresans birikmiş hangi fraksiyonel döngü sayısı telomer astar ile örnekleri ve astar 19 SCG arasında, taban floresans yukarıda birkaç standart sapma bir eşiği geçer. Bu yöntem, kromozom mükerrer veya kopya sayısı varyasyonları 15 durumunda, yanlış ölçümlere yol açabilir telomer uzunluğu dolaylı ölçümü, örneğin için eleştirilmiştir. Ayrıca, çalışmalar arasında karşılaştırma genellikle di olanfficult, ancak standart oligomerler mutlak telomer uzunluğu 20 ölçmek için geliştirilmiştir. Bu yöntem, tek renkli çok katlı qPCR testi kullanılarak, Cawthon tarafından üzerine geliştirilmiş daha da ileriye edildi. Bu deneyde, PCR primer-dimer bağlanma önlemek için ilk birkaç devir için daha düşük sıcaklıklarda gerçekleştirilir ve telomer ve kontrol geni daha fazla hata önlemek için, aynı PCR tüpü içinde analiz edildi. Ortaya çıkan telomer uzunluğu ölçümleri güçlü TRFs Southern blot analizi ile ölçülen telomer uzunluğu ile ilişkilidir ve yüksek doğruluk 15, 19, 36 oldu. Şu anda, QRT-PCR büyük çaplı test etmek için kullanılabilen tek uygun yöntem olup tek yürütmek için DNA küçük bir miktar gerektirir. Bu yöntemin çok önemli bir bölümü, bu doğru bitince, bu yöntem telomer uzunluğu hakkında değerli karşılaştırmalı bilgi sağlayabilir, böylece kapsamlı kalite kontrol önlemleri olduğunu. Buna ek olarak, bu yöntem ölçmek için lökositlerin dışında kullanım için adapte edilmişfarklı çok çeşitli dokulardan 42 telomer uzunluğu. Ayrıca, daha da telomer boyu bakım ve iki karşıt etkileri (telomeraz enzimi tarafından çoğaltma ve uzama sırasında yani telomer kısalması) arasındaki etkileşimleri arkasındaki biyoloji anlamak için, biz telomeraz aktivitesini ölçer ek yöntemi ile telomer uzunluğu yöntemi eşlik etti. Bu amaçla, bir Telomer Tekrar amplifıkasyon protokolü, bir in vitro deney kullanılabilir. Kısaca, lize, konserve, enzimatik olarak aktif hücrelerin telomeraz kullanılarak bir oligonükleotid alt tabaka üzerine telomerik tekrar sentezlenir ve ürünlerin SYBR Green mevcudiyetinde PCR ile amplifiye edildi. Sonuçlar daha sonra örnek karşılaştırma ve kontrol Ct eşik değerleri ile analiz edildi. Telomeraz bir ısıya duyarlı enzim olduğundan, ek bir ısı kontrol tedavi her bir örnek 21 ile birlikte çalıştırılır. <p class=&quot;Jove_content&quot;&gt; telomer uzunluğu ölçme yaşlanma ve hastalığın patofizyolojisinde telomer uzunluğu olası rolüne değerli bilgiler sağlayabilir iken, telomer uzunluğu bir statik özellik ve daha fazla bilgi değildir telomer fonksiyonu anlamak için gereklidir. Telomeraz aktivite çalışmaları telomer uzunluğu düzenleme mekanizmaları hakkında bilgiler ekleyebilirsiniz. Örneğin, telomeraz kontrollü aktivasyonu telomer uzunluğu ve hücre çoğalmasını sürdürmek olabilir, ancak telomeraz kontrol dışı bir etkinleşme kansere neden olabilir. Birlikte bu iki ucuz ve yalındır yöntemleri telomer uzunluğu ve hücre istikrar arasında bir ilişki doğru daha güçlü kanıtlar değil, aynı zamanda telomer kısalması ve kurtarma olası mekanizmaları içine daha fazla anlayış ile sadece sağladı. Bu yöntemler ile, daha da merkezi mechanis daha iyi anlaşılması nihai hedefi ile yaşlanma ve hücre çoğalması çeşitli devletlere hücrenin cevabı aydınlatmak için umuthücre biyolojisi ms.

<table border="1">
<tbody>
 <tr>
 <td>Name of the reagent</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalogue number</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Quantitative Telomerase Detection </td>
 <td>Allied Biotech </td>
 <td>MT3012 </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Qiagen DNeasy Kit</td>
 <td>Qiagen</td>
 <td>69506</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>LightCycler 480 SYBR Green I Master, Ready-to-use hot start reaction mix for SYBR Green I-based real-time PCR using the LightCycler 480 Instrument</td>
 <td>Roche Diagnostics</td>
 <td>4707516</td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

telomere length and telomerase activity; a yin and yang of cell senescence

Telomer ucunda DNA dizileri tekrarlıyor uzunluğunda ve insanlarda çeşitlidir kromozom 15.000 baz çifti uzunluğunda ulaşabilirsiniz biter. Telomer her hücre bölünmesi de kromozom yıpratma Bio koruyucu mekanizması olarak hizmet vermektedir. Belirli bir süre de, telomerlerin çoğaltma, kromozom istikrarsızlık ya da hücre ölümüne yol açabilir bir süreç sağlamak için çok kısa olur. Yıpratma ve uzama: telomer uzunluğu iki karşıt mekanizmalarla düzenlenir. Her hücrenin bölünmesinden olarak yıpratma oluşur. Buna karşılık, uzama kromozomların uçlarına tekrar dizileri ekler enzim telomeraz, kısmen modüle edilir. Bu şekilde, telomeraz muhtemelen bir yaşlanma mekanizması ters ve hücre canlılığı gençleştirir olabilir. Bu hücre yaşam sürdürmek çok önemli unsurlardır ve hücresel yaşlanma değerlendirmek için kullanılır. Bu yazıda biz birden fazla dokuda telomer uzunluğu değerlendirmek için doğru, kısa, gelişmiş ve ucuz yöntem anlatacağıms ve tür. Bu yöntem, telomer dizisinin tandem tekrar ve test örneklerinin diferansiyel kopya sayıları tespit etmek için Mah-PCR duyarlılığı, iki temel unsuru yararlanır. Buna ek olarak, telomer uzunluğu için tamamlayıcı bir omurga test olarak telomeraz aktivitesini değerlendirmek için basit bir test tarif edecektir.

Telomer uzunluğu QRT-PCR bir örneği Şekil 1&#39;de gösterilmiştir. Sol üst paneli üzerinde, kırmızı ve yeşil İşaretlenmiş örnekler 96 oyuklu plaka üzerine test deneklerin yeri temsil eder. Sağ üst panelinde, kuvvetlenme eğrisinin gösterilmiştir. Her konuda triplicates yapılır iki testleri (Telomer ve Tek Kopya Gen), tarafından test edilir. Seçilen bireylerin iki tahlil içinde üretilen farklı DNA kopya sayısı nedeniyle, floresans algılama kadar çevrim sayısı ve logaritm...

Watch this Scientific Journal Video about Telomere Length and Telomerase Activity; A Yin and Yang of Cell Senescence at JoVE.com

Telomere Length and Telomerase Activity; A Yin and Yang of Cell Senescence

Doğru, kısa sofistike ve ucuz bir yöntem birden fazla doku ve Mah-PCR kullanarak türlerde telomer uzunluğu değerlendirir olduğu açıklanmıştır. Buna ek olarak, telomer uzunluğu için tamamlayıcı bir omurga test olarak telomeraz aktivitesini değerlendirmek için basit bir test tarif edecektir.

Telomer uzunluğu ve Telomeraz Aktivitesi, Hücre Yaşlılık bir Yin ve Yang

Telomeres  are repeating DNA sequences at the tip ends of the chromosomes that are diverse  in length and in humans can reach a length of 15,000 base ...

telomere-length-telomerase-activity-yin-yang-cell

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Molecular Biology

Biology

Unit 1

DNA Replication

SCIENTISTS IN ACTION

46.3K Görüntüleme.  Albert Einstein College of Medicine. Doğru, kısa sofistike ve ucuz bir yöntem birden fazla doku ve Mah-PCR kullanarak türlerde telomer uzunluğu değerlendirir olduğu açıklanmıştır. Buna ek olarak, telomer uzunluğu için tamamlayıcı bir omurga test olarak telomeraz aktivitesini değerlendirmek için basit bir test tarif edecektir.

Video: Telomere Length and Telomerase Activity; A Yin and Yang of Cell Senescence

In vitro Reconstitution of the Active T. castaneum Telomerase

Efforts to isolate the catalytic subunit of telomerase, TERT, in sufficient quantities for structural studies, have been met with limited success for more than a decade. Here, we present methods for the isolation of the recombinant Tribolium castaneum TERT (TcTERT) and the reconstitution of the active T. castaneum telomerase ribonucleoprotein (RNP) complex in vitro.
Telomerase is a specialized reverse transcriptase1 that adds short DNA repeats, called telomeres, to the 3' end of linear chromosomes2 that serve to protect them from end-to-end fusion and degradation. Following DNA replication, a short segment is lost at the end of the chromosome3 and without telomerase, cells continue dividing until eventually reaching their Hayflick Limit4. Additionally, telomerase is dormant in most somatic cells5 in adults, but is active in cancer cells6 where it promotes cell immortality7.
The minimal telomerase enzyme consists of two core components: the protein subunit (TERT), which comprises the catalytic subunit of the enzyme and an integral RNA component (TER), which contains the template TERT uses to synthesize telomeres8,9. Prior to 2008, only structures for individual telomerase domains had been solved10,11. A major breakthrough in this field came from the determination of the crystal structure of the active12, catalytic subunit of T. castaneum telomerase, TcTERT1.
Here, we present methods for producing large quantities of the active, soluble TcTERT for structural and biochemical studies, and the reconstitution of the telomerase RNP complex in vitro for telomerase activity assays. An overview of the experimental methods used is shown in Figure 1.

In vitro Reconstitution of the Active T. castaneum Telomerase

Efforts to isolate the catalytic subunit of telomerase, TERT, in sufficient quantities for structural studies, have been met with limited success for more than a decade. Here, we present methods for the isolation of the recombinant Tribolium castaneum TERT (TcTERT) and the reconstitution of the active T. castaneum telomerase ribonucleoprotein (RNP) complex in vitro.

Active T. in vitro Sulandırma castaneum Telomeraz

Efforts to isolate the catalytic subunit of telomerase, TERT, in sufficient quantities for structural studies, have been met with limited success for more ...

Biyoloji

Efficient Derivation of Human Cardiac Precursors and Cardiomyocytes from Pluripotent Human Embryonic Stem Cells with Small Molecule Induction

To date, the lack of a suitable human cardiac cell source has been the major setback in regenerating the human myocardium, either by cell-based transplantation or by cardiac tissue engineering1-3. Cardiomyocytes become terminally-differentiated soon after birth and lose their ability to proliferate. There is no evidence that stem/progenitor cells derived from other sources, such as the bone marrow or the cord blood, are able to give rise to the contractile heart muscle cells following transplantation into the heart1-3. The need to regenerate or repair the damaged heart muscle has not been met by adult stem cell therapy, either endogenous or via cell delivery1-3. The genetically stable human embryonic stem cells (hESCs) have unlimited expansion ability and unrestricted plasticity, proffering a pluripotent reservoir for in vitro derivation of large supplies of human somatic cells that are restricted to the lineage in need of repair and regeneration4,5. Due to the prevalence of cardiovascular disease worldwide and acute shortage of donor organs, there is intense interest in developing hESC-based therapies as an alternative approach. However, how to channel the wide differentiation potential of pluripotent hESCs efficiently and predictably to a desired phenotype has been a major challenge for both developmental study and clinical translation. Conventional approaches rely on multi-lineage inclination of pluripotent cells through spontaneous germ layer differentiation, resulting in inefficient and uncontrollable lineage-commitment that is often followed by phenotypic heterogeneity and instability, hence, a high risk of tumorigenicity6-8 (see a schematic in Fig. 1A). In addition, undefined foreign/animal biological supplements and/or feeders that have typically been used for the isolation, expansion, and differentiation of hESCs may make direct use of such cell-specialized grafts in patients problematic9-11. To overcome these obstacles, we have resolved the elements of a defined culture system necessary and sufficient for sustaining the epiblast pluripotence of hESCs, serving as a platform for de novo derivation of clinically-suitable hESCs and effectively directing such hESCs uniformly towards clinically-relevant lineages by small molecules12 (see a schematic in Fig. 1B). After screening a variety of small molecules and growth factors, we found that such defined conditions rendered nicotinamide (NAM) sufficient to induce the specification of cardiomesoderm direct from pluripotent hESCs that further progressed to cardioblasts that generated human beating cardiomyocytes with high efficiency (Fig. 2). We defined conditions for induction of cardioblasts direct from pluripotent hESCs without an intervening multi-lineage embryoid body stage, enabling well-controlled efficient derivation of a large supply of human cardiac cells across the spectrum of developmental stages for cell-based therapeutics.

We have established a protocol for induction of cardioblasts direct from pluripotent human embryonic stem cells maintained under defined conditions with small molecules, which enables derivation of a large supply of human cardiac progenitors and functional cardiomyocytes for cardiovascular repair.

Küçük Molekül İndüksiyon Pluripotent İnsan Embriyonik Kök Hücreleri İnsan Kardiyak Öncüleri ve kardiyomiyositlerde Verimli türetilmesi

To date, the lack of a suitable human cardiac cell source has been the major setback in regenerating the human myocardium, either by cell-based ...

Monitoring of Ubiquitin-proteasome Activity in Living Cells Using a Degron (dgn)-destabilized Green Fluorescent Protein (GFP)-based Reporter Protein

Proteasome is the main intracellular organelle involved in the proteolytic degradation of abnormal, misfolded, damaged or oxidized proteins 1, 2. Maintenance of proteasome activity was implicated in many key cellular processes, like cell's stress response 3, cell cycle regulation and cellular differentiation 4 or in immune system response 5. The dysfunction of the ubiquitin-proteasome system has been related to the development of tumors and neurodegenerative diseases 4, 6. Additionally, a decrease in proteasome activity was found as a feature of cellular senescence and organismal aging 7, 8, 9, 10. Here, we present a method to measure ubiquitin-proteasome activity in living cells using a GFP-dgn fusion protein. To be able to monitor ubiquitin-proteasome activity in living primary cells, complementary DNA constructs coding for a green fluorescent protein (GFP)&#x2013;dgn fusion protein (GFP&#x2013;dgn, unstable) and a variant carrying a frameshift mutation (GFP&#x2013;dgnFS, stable 11) are inserted in lentiviral expression vectors. We prefer this technique over traditional transfection techniques because it guarantees a very high transfection efficiency independent of the cell type or the age of the donor. The difference between fluorescence displayed by the GFP&#x2013;dgnFS (stable) protein and the destabilized protein (GFP-dgn) in the absence or presence of proteasome inhibitor can be used to estimate ubiquitin-proteasome activity in each particular cell strain. These differences can be monitored by epifluorescence microscopy or can be measured by flow cytometry.

Monitoring of Ubiquitin-proteasome Activity in Living Cells Using a Degron dgn-destabilized Green Fluorescent Protein GFP-based Reporter Protein

A method to monitor ubiquitin-proteasome activity in living cells is described. A degron-destabilized GFP- (GFP-dgn) and a stable GFP-dgnFS fusion protein are generated and transduced into the cell using a lentiviral expression vector. This technique allows to generate a stable GFP-dgn/GFP-dgnFS expressing cell line in which ubiquitin-proteasome activity can be easily assessed using epifluorescence or flow cytometry.

Yaşayan Hücreler ubikitin-proteozom Faaliyet Monitoring Degron (DGN)-destabilize Yeşil floresan proteini (GFP) tabanlı Muhabir Protein Kullanımı

Proteasome is the main intracellular organelle involved in the proteolytic degradation of abnormal, misfolded, damaged or oxidized proteins 1, 2. ...

Measurement of Cellular Chemotaxis with ECIS/Taxis

Cellular movement in response to external stimuli is fundamental to many cellular processes including wound healing, inflammation and the response to infection. A common method to measure chemotaxis is the Boyden chamber assay, in which cells and chemoattractant are separated by a porous membrane. As cells migrate through the membrane toward the chemoattractant, they adhere to the underside of the membrane, or fall into the underlying media, and are subsequently stained and visually counted 1. In this method, cells are exposed to a steep and transient chemoattractant gradient, which is thought to be a poor representation of gradients found in tissues 2.
Another assay system, the under-agarose chemotaxis assay, 3, 4 measures cell movement across a solid substrate in a thin aqueous film that forms under the agarose layer. The gradient that develops in the agarose is shallow and is thought to be an appropriate representation of naturally occurring gradients. Chemotaxis can be evaluated by microscopic imaging of the distance traveled. Both the Boyden chamber assay and the under-agarose assay are usually configured as endpoint assays.
The automated ECIS/Taxis system combines the under-agarose approach with Electric Cell-substrate Impedance Sensing (ECIS) 5, 6. In this assay, target electrodes are located in each of 8 chambers. A large counter-electrode runs through each of the 8 chambers (Figure 2). Each chamber is filled with agarose and two small wells are the cut in the agarose on either side of the target electrode. One well is filled with the test cell population, while the other holds the sources of diffusing chemoattractant (Figure 3). Current passed through the system can be used to determine the change in resistance that occurs as cells pass over the target electrode. Cells on the target electrode increase the resistance of the system 6. In addition, rapid fluctuations in the resistance represent changes in the interactions of cells with the electrode surface and are indicative of ongoing cellular shape changes. The ECIS/Taxis system can measure movement of the cell population in real-time over extended periods of time, but is also sensitive enough to detect the arrival of a single cell at the target electrode. 
Dictyostelium discoidium is known to migrate in the presence of a folate gradient 7, 8 and its chemotactic response can be accurately measured by ECIS/Taxis 9. Leukocyte chemotaxis, in response to SDF1&alpha; and to chemotaxis antagonists has also been measured with ECIS/Taxis 10, 11. An example of the leukocyte response to SDF1&alpha; is shown in Figure 1.

The ECIS/Taxis system is an automated, real-time assay that measures cellular chemotaxis. In this assay, cells move beneath a layer of agarose to arrive at a target electrode. Cellular movement is measured by the onset of resistance to AC current 0.

ECIS / Taksiler ile Hücresel Kemotaksis Ölçümü

Cellular movement in response to external stimuli is fundamental to many cellular processes including wound healing, inflammation and the response to ...

In vitro Cell Migration and Invasion Assays

Migration is a key property of live cells and critical for normal development, immune response, and disease processes such as cancer metastasis and inflammation. Methods to examine cell migration are very useful and important for a wide range of biomedical research such as cancer biology, immunology, vascular biology, cell biology and developmental biology. Here we use tumor cell migration and invasion as an example and describe two related assays to illustrate the commonly used, easily accessible methods to measure these processes. The first method is the cell culture wound closure assay in which a scratch is generated on a confluent cell monolayer. The speed of wound closure and cell migration can be quantified by taking snapshot pictures with a regular inverted microscope at several time intervals. More detailed cell migratory behavior can be documented using the time-lapse microscopy system. The second method described in this paper is the transwell cell migration and invasion assay that measures the capacity of cell motility and invasiveness toward a chemo-attractant gradient. It is our goal to describe these methods in a highly accessible manner so that the procedures can be successfully performed in research laboratories even just with basic cell biology setup.

In vitro Cell Migration and Invasion Assays

Commonly used, highly accessible methods for examining cell migration and invasion in vitro are described. The first method is the cell wound closure assay that measures cell motility. The second method is the transwell migration and invasion assay that assesses the chemotactic and invasive capacity of cells.

Vitro Hücre Göç ve Invasion Tahliller

Migration is a key property of live cells and critical for normal development, immune response, and disease processes such as cancer metastasis and ...

Reduced-gravity Environment Hardware Demonstrations of a Prototype Miniaturized Flow Cytometer and Companion Microfluidic Mixing Technology

Until recently, astronaut blood samples were collected in-flight, transported to earth on the Space Shuttle, and analyzed in terrestrial laboratories. If humans are to travel beyond low Earth orbit, a transition towards space-ready, point-of-care (POC) testing is required. Such testing needs to be comprehensive, easy to perform in a reduced-gravity environment, and unaffected by the stresses of launch and spaceflight. Countless POC devices have been developed to mimic laboratory scale counterparts, but most have narrow applications and few have demonstrable use in an in-flight, reduced-gravity environment. In fact, demonstrations of biomedical diagnostics in reduced gravity are limited altogether, making component choice and certain logistical challenges difficult to approach when seeking to test new technology. To help fill the void, we are presenting a modular method for the construction and operation of a prototype blood diagnostic device and its associated parabolic flight test rig that meet the standards for flight-testing onboard a parabolic flight, reduced-gravity aircraft. The method first focuses on rig assembly for in-flight, reduced-gravity testing of a flow cytometer and a companion microfluidic mixing chip. Components are adaptable to other designs and some custom components, such as a microvolume sample loader and the micromixer may be of particular interest. The method then shifts focus to flight preparation, by offering guidelines and suggestions to prepare for a successful flight test with regard to user training, development of a standard operating procedure (SOP), and other issues. Finally, in-flight experimental procedures specific to our demonstrations are described.

Spaceflight blood diagnostics need innovation. Few demonstrations have been published illustrating in-flight, reduced-gravity health diagnostic technology. Here we present a method for construction and operation of a parabolic flight test rig for a prototype point-of-care flow-cytometry design, with components and preparation strategies adaptable to other setups.

Prototip Minyatür Akış Sitometresi ve Companion mikroakışkan Karıştırma Teknoloji İndirimli-gravite Çevre Donanım Gösterileri

Until recently, astronaut blood samples were collected in-flight, transported to earth on the Space Shuttle, and analyzed in terrestrial laboratories. If ...

Correlating Gene-specific DNA Methylation Changes with Expression and Transcriptional Activity of Astrocytic KCNJ10 (Kir4.1)

DNA methylation serves to regulate gene expression through the covalent attachment of a methyl group onto the C5 position of a cytosine in a cytosine-guanine dinucleotide. While DNA methylation provides long-lasting and stable changes in gene expression, patterns and levels of DNA methylation are also subject to change based on a variety of signals and stimuli. As such, DNA methylation functions as a powerful and dynamic regulator of gene expression. The study of neuroepigenetics has revealed a variety of physiological and pathological states that are associated with both global and gene-specific changes in DNA methylation. Specifically, striking correlations between changes in gene expression and DNA methylation exist in neuropsychiatric and neurodegenerative disorders, during synaptic plasticity, and following CNS injury. However, as the field of neuroepigenetics continues to expand its understanding of the role of DNA methylation in CNS physiology, delineating causal relationships in regards to changes in gene expression and DNA methylation are essential. Moreover, in regards to the larger field of neuroscience, the presence of vast region and cell-specific differences requires techniques that address these variances when studying the transcriptome, proteome, and epigenome. Here we describe FACS sorting of cortical astrocytes that allows for subsequent examination of a both RNA transcription and DNA methylation. Furthermore, we detail a technique to examine DNA methylation, methylation sensitive high resolution melt analysis (MS-HRMA) as well as a luciferase promoter assay. Through the use of these combined techniques one is able to not only explore correlative changes between DNA methylation and gene expression, but also directly assess if changes in the DNA methylation status of a given gene region are sufficient to affect transcriptional activity.

Correlating Gene-specific DNA Methylation Changes with Expression and Transcriptional Activity of Astrocytic KCNJ10 Kir4.1

DNA methylation is capable of maintaining stable levels of gene expression as well as allowing for dynamic changes in gene expression in response to a variety of stimuli. We detail techniques that allow the study of gene-specific changes in DNA methylation and the effect of these changes on gene expression.

Gen spesifik ifadesi ile DNA Methylation değişiklikler astrositik transkripsiyonel Aktivite ilişkilendirilmesi<em&gt; KCNJ10</em&gt; (Kir4.1)

DNA methylation serves to regulate gene expression through the covalent attachment of a methyl group onto the C5 position of a cytosine in a ...

Applications of the Single-probe: Mass Spectrometry Imaging and Single Cell Analysis under Ambient Conditions

Mass spectrometry imaging (MSI) and in-situ single cell mass spectrometry (SCMS) analysis under ambient conditions are two emerging fields with great potential for the detailed mass spectrometry (MS) analysis of biomolecules from biological samples. The single-probe, a miniaturized device with integrated sampling and ionization capabilities, is capable of performing both ambient MSI and in-situ SCMS analysis. For ambient MSI, the single-probe uses surface micro-extraction to continually conduct MS analysis of the sample, and this technique allows the creation of MS images with high spatial resolution (8.5 &#181;m) from biological samples such as mouse brain and kidney sections. Ambient MSI has the advantage that little to no sample preparation is needed before the analysis, which reduces the amount of potential artifacts present in data acquisition and allows a more representative analysis of the sample to be acquired. For in-situ SCMS, the single-probe tip can be directly inserted into live eukaryotic cells such as HeLa cells, due to the small sampling tip size (&lt; 10 &#181;m), and this technique is capable of detecting a wide range of metabolites inside individual cells at near real-time. SCMS enables a greater sensitivity and accuracy of chemical information to be acquired at the single cell level, which could improve our understanding of biological processes at a more fundamental level than previously possible. The single-probe device can be potentially coupled with a variety of mass spectrometers for broad ranges of MSI and SCMS studies.

Here, we present protocols to perform both ambient mass spectrometry imaging (MSI) of tissues and in-situ live single cell MS (SCMS) analysis using the single-probe, which is a miniaturized multifunctional device for MS analysis.

Tek prob Uygulamalar: Ortam Koşullarında Kütle Spektrometre Görüntüleme ve Tek Hücre Analizi

Mass spectrometry imaging (MSI) and in-situ single cell mass spectrometry (SCMS) analysis under ambient conditions are two emerging fields with great ...

Techniques to Induce and Quantify Cellular Senescence

In response to cellular stress or damage, proliferating cells can induce a specific program that initiates a state of long-term cell-cycle arrest, termed cellular senescence. Accumulation of senescent cells occurs with organismal aging and through continual culturing in vitro. Senescent cells influence many biological processes, including embryonic development, tissue repair and regeneration, tumor suppression, and aging. Hallmarks of senescent cells include, but are not limited to, increased senescence-associated &#946;-galactosidase activity (SA-&#946;-gal); p16INK4A, p53, and p21 levels; higher levels of DNA damage, including &#947;-H2AX; the formation of Senescence-associated Heterochromatin Foci (SAHF); and the acquisition of a Senescence-associated Secretory Phenotype (SASP), a phenomenon characterized by the secretion of a number of pro-inflammatory cytokines and signaling molecules. Here, we describe protocols for both replicative and DNA damage-induced senescence in cultured cells. In addition, we highlight techniques to monitor the senescent phenotype using several senescence-associated markers, including SA-&#946;-gal, &#947;-H2AX and SAHF staining, and to quantify protein and mRNA levels of cell cycle regulators and SASP factors. These methods can be applied to the assessment of senescence in various models and tissues.

Cellular senescence, the irreversible state of cell-cycle arrest, can be induced by various cellular stresses. Here, we describe protocols to induce cellular senescence and methods to assess markers of senescence.

Teknikler İndüklemek ve Ölçmek Hücresel Yaşlılık etmek

In response to cellular stress or damage, proliferating cells can induce a specific program that initiates a state of long-term cell-cycle arrest, termed ...

In Vitro SUMOylation Assay to Study SUMO E3 Ligase Activity

Small ubiquitin-like modifier (SUMO) modification is an important post-translational modification (PTM) that mediates signal transduction primarily through modulating protein-protein interactions. Similar to ubiquitin modification, SUMOylation is directed by a sequential enzyme cascade including E1-activating enzyme (SAE1/SAE2), E2-conjugation enzyme (Ubc9), and E3-ligase (i.e., PIAS family, RanBP2, and Pc2). However, different from ubiquitination, an E3 ligase is non-essential for the reaction but does provide precision and efficacy for SUMO conjugation. Proteins modified by SUMOylation can be identified by in vivo assay via immunoprecipitation with substrate-specific antibodies and immunoblotting with SUMO-specific antibodies. However, the demonstration of protein SUMO E3 ligase activity requires in vitro reconstitution of SUMOylation assays using purified enzymes, substrate, and SUMO proteins. Since in the in vitro reactions, usually SAE1/SAE2 and Ubc9, alone are sufficient for SUMO conjugation, enhancement of SUMOylation by a putative E3 ligase is not always easy to detect. Here, we describe a modified in vitro SUMOylation protocol that consistently identifies SUMO modification using an in vitro reconstituted system. A step-by-step protocol to purify catalytically active K-bZIP, a viral SUMO-2/3 E3 ligase, is also presented. The SUMOylation activities of the purified K-bZIP are shown on p53, a well-known target of SUMO. This protocol can not only be employed for elucidating novel SUMO E3 ligases, but also for revealing their SUMO paralog specificity.

In Vitro SUMOylation Assay to Study SUMO E3 Ligase Activity

Unlike ubiquitin ligases, few E3 SUMO ligases have been identified. This modified in vitro SUMOylation protocol is able to identify novel SUMO E3 ligases by an in vitro reconstitution assay.

Vitro SUMOylation SUMO E3 ligaz etkinlik eğitim için tahlil

Small ubiquitin-like modifier (SUMO) modification is an important post-translational modification (PTM) that mediates signal transduction primarily ...