Name: temporal quantification of mapk induced expression in single yeast cells
Uploaded: 2013-10-04T23:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Temporal Quantification of MAPK Induced Expression in Single Yeast Cells at JoVE.com

Yazarlar Matthias Peter ve bu yöntemler geliştirilmiştir Zürich ETH Biyokimya Enstitüsü&#39;nde yaptığı grup ederim. Bu çalışma, İsviçre Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenmiştir.

1.. Mikroskopi Ölçümler <ol><li> Maya sentetik ortam 5 ml inoküle. </li><li> Gece boyunca 30 ° C&#39;de hücreler büyür. </li><li> Ertesi sabah, gece boyunca kültürün OD 600 ölçün. </li><li> 600 0.05 OD 5 ml sentetik kültür ortamı içinde bir gece boyunca seyreltin. </li><li> En az 4 saat boyunca 30 ° C&#39;de seyreltilmiş kültür büyütün. </li><li> Hazırlama 3 kat sentetik aracı madde içinde (0.6 M) NaCl solüsyonu konsantre edildi. </li><li> PBS, Concanavalin A (ConA) b...

<ol>
	<li>Gasch, A. P., Spellman, P. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genomic+expression+programs+in+the+response+of+yeast+cells+to+environmental+changes.">Genomic expression programs in the response of yeast cells to environmental changes.</a> Molecular biology of the cell. 11 (12), 4241-4257 (2000).</li><li>de Nadal, E., Zapater, M., Alepuz, P. M., Sumoy, L., Mas, G., Posas, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+MAPK+Hog1+recruits+Rpd3+histone+deacetylase+to+activate+osmoresponsive+genes.">The MAPK Hog1 recruits Rpd3 histone deacetylase to activate osmoresponsive genes.</a> Nature. 427 (6972), 370-374 (2004).</li><li>Ghaemmaghami, S., Huh, W. -. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+analysis+of+protein+expression+in+yeast.">Global analysis of protein expression in yeast.</a> Nature. 425 (6959), 737-741 (2003).</li><li>Wu, J. -. Q., Pollard, T. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Counting+cytokinesis+proteins+globally+and+locally+in+fission+yeast.">Counting cytokinesis proteins globally and locally in fission yeast.</a> Science. 310 (5746), 310-314 (2005).</li><li>Colman-Lerner, A., Gordon, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulated+cell-to-cell+variation+in+a+cell-fate+decision+system.">Regulated cell-to-cell variation in a cell-fate decision system.</a> Nature. 437 (7059), 699-706 (2005).</li><li>Acar, M., Becskei, A., van Oudenaarden, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancement+of+cellular+memory+by+reducing+stochastic+transitions.">Enhancement of cellular memory by reducing stochastic transitions.</a> Nature. 435 (7039), 228-232 (2005).</li><li>Pelet, S., Rudolf, F., Nadal-Ribelles, M., de Nadal, E., Posas, F., Peter, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transient+activation+of+the+HOG+MAPK+pathway+regulates+bimodal+gene+expression.">Transient activation of the HOG MAPK pathway regulates bimodal gene expression.</a> Science. 332 (6030), 732-735 (2011).</li><li>de Nadal, E., Casadome, L., Posas, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeting+the+MEF2-like+transcription+factor+Smp1+by+the+stress-activated+Hog1+mitogen-activated+protein+kinase.">Targeting the MEF2-like transcription factor Smp1 by the stress-activated Hog1 mitogen-activated protein kinase.</a> Molecular and Cellular Biology. 23 (1), 229-237 (2003).</li><li>Elowitz, M. B., Levine, A. J., Siggia, E. D., Swain, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stochastic+gene+expression+in+a+single+cell.">Stochastic gene expression in a single cell.</a> Science. 297 (5584), 1183-1186 (2002).</li><li>Pelet, S., Dechant, R., Lee, S. S., van Drogen, F., Peter, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+integrated+image+analysis+platform+to+quantify+signal+transduction+in+single+cells.">An integrated image analysis platform to quantify signal transduction in single cells.</a> Integrative biology : quantitative biosciences from nano to macro. 4 (10), 1274-1282 (2012).</li><li>Carpenter, A. E., Jones, T. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CellProfiler:+image+analysis+software+for+identifying+and+quantifying+cell+phenotypes.">CellProfiler: image analysis software for identifying and quantifying cell phenotypes.</a> Genome biology. 7 (10), R100 (2006).</li><li>Chernomoretz, A., Bush, A., Yu, R., Gordon, A., Colman-Lerner, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+Cell-ID+1.4+with+R+for+microscope-based+cytometry.">Using Cell-ID 1.4 with R for microscope-based cytometry.</a> Current protocols in molecular biology. Chapter 14, Unit 14.18 (2008).</li><li>Dimopoulos, S., Mayer, C., Rudolf, F., Stelling, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automatic+Single+Cell+Segmentation+in+a+Variety+of+Microscopy+Images.">Automatic Single Cell Segmentation in a Variety of Microscopy Images.</a> Current protocols in molecular biology. , (2012).</li><li>Miyawaki, A., Nagai, T., Mizuno, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+protein+fluorophore+formation+and+engineering.">Mechanisms of protein fluorophore formation and engineering.</a> Current Opinion in Chemical Biology. 7 (5), 557-562 (2003).</li><li>Hersen, P., McClean, M. N., Mahadevan, L., Ramanathan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Signal+processing+by+the+HOG+MAP+kinase+pathway.">Signal processing by the HOG MAP kinase pathway.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (20), 7165-7170 (2008).</li><li>Pepperkok, R., Ellenberg, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+fluorescence+microscopy+for+systems+biology.">High-throughput fluorescence microscopy for systems biology.</a> Nature reviews Molecular cell biology. 7 (9), 690-696 (2006).</li></ol>

Mikroskopla inceleme ConA ile kuyunun tedavisi, hücrelerin uygun bir görüntüleme sağlamak için önemli bir adımdır. ConA PBS (5 mg / mi) içinde düşük bir çözünürlüğe sahip olduğundan, filtreleme işlemi sağlar: filtre çözelti içinde mevcut olan ve görüntüleme müdahale büyük agregaların çıkarılması. Hücreler, işlemden geçirilen yüzeye bağlı olarak güçlü bir şekilde tutunur ve uyaran çözeltisinin eklenmesinin uyaran önce ve sonra, bir sürekli izleme...

Sinyal transdüksiyon cascades ile genellikle proteinlerin ekspresyonu son bulur. Bu ifade profilinin karakterizasyonu biyolojik yollarının işlevini anlamada önemli bir unsurdur. Up-regüle proteinler ve bunların aktivasyon dinamikleri spektrumunun tanımlanması, bu tür mikro-dizileri, kuzey ya da batı lekeleri blotlar 1-3 gibi çeşitli teknikler ile elde edilebilir. Bununla birlikte, bu teknikler arasında, hücreler bütün bir nüfusun ortalama tepki. Protein ekspresyonunun ince düzenleme anlamak için, tek hücre düzeyinde ölçümleri toplamak için tercih edilir. İdeal olarak, bu ölçümler de altta yatan yolun matematiksel modeller geliştirmek için uygun nicel veri sağlamalıdır. Mikroskopi ve akış sitometri ideal gibi nicel tek hücre ölçümlerini sunmak için uygundur iki teknik vardır. Bir floresan protein ile proteinlerin endojen etiketleme be ekspresyon seviyesi 4 ölçmek için kullanılır. Proteinin terminalinde büyük bir floresan yarımının eklenmesi işlevsel olmayan işlemek için Bununla birlikte, bu bir floresan yapısının ekspresyonunu tahrik eden bir promotere göre belirli ifade muhabir oluşturmak için genellikle daha fazla tercih edilir. Bu, raportör protein hücresel sistem için dışsal ve bu nedenle hücre içinde yer alıyor sinyal olaylarını etkilememektedir. Mikroskopi ve akış sitometrisi her ikisi yaygın olarak maya sinyal alanında kullanılmıştır. Örnek olarak, Colman-Lerner ve arkadaşları korelasyon, tek hücreler içinde, maya eşleşme sinyal iletim 5 gürültüyü ölçmek için mikroskopi ile spesifik ve yapısal olarak ifade edilen muhabir çiftleşme ifade Acar ve düzenleyici ağ incelemek için akış sitometrisi el arkadaşları GAL genlerin 6 ekspresyonunu kontrol etmektedir. Önceki bir çalışmada 7&#39;de, bir combinati kullandıkozmotik basıncı yüksek gliserol maya tomurcuklanma olarak (HOG) yolunun gelen ifade çıkışını incelemek için bu iki teknikleri üzerine. Bu, mitojen tarafından aktive edilen protein kinaz (MAPK) yolu hiper-osmotik stres tarafından tetiklenir. Bu, yaklaşık 300 genlerin ekspresyonu ile sonuçlanan bir transkripsiyon programı indükleme hücrenin çekirdeğine doğru Hog1 MAPK aktivasyonu ile sonuçlanır. Bu işlemi incelemek için, bir dört Venus floresan proteini (p-STL1 QV) ekspresyonunu tahrik STL1 promoteri (Hog1 aktivitesi 8&#39;e yanıt olarak, özellikle kaynaklı bir gen) dayanan bir sentezleme raportör mühendisliği vardı. Ölçümler, flüoresan raportör ifade nüfusun sadece bir kısmı ile orta gerilim seviyesinde (0.1 M NaCl) ile iki hücre popülasyonlarının varlığını ortaya sitometrisi akış. Biz daha bu davranışı araştırmak için mikroskobu kullandılar ve protein ifadesindeki bu gürültü içsel faktörlere 9 tabi olduğunu keşfetti. Biz could ayrıca Hog1 aktivite benzer bir düzeyde olan hücreler çarpıcı farklı ifade sonuçlarını görüntülemek verebilecek görüyoruz. Bu iki tekniğin kombinasyonu bize stres yanıtı genlerinin yavaş yeniden tek hücre düzeyinde 7 de ifade sonucunu nasıl etkilediğini göstermek için izin verdi. Bu yazıda, mikroskobu ile protein ifade miktarının bir örnek olarak hiper-ozmotik şok tarafından uyarılan p STL1-QV muhabiri ifadesini kullanın ve akım sitometri. 0.2 M NaCl strese maruz aynı gerilme hem tekniklerle incelenmiştir. Bu bize bu iki derece tamamlayıcı teknikler arasındaki bazı temel farklılıkları vurgulamak için izin verecektir.

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			 <td></td>
			 <td></td>
			 <td></td>
			 <td>Reagent</td>
		 </tr>
		 <tr>
			 <td>Yeast Nitrogen Base</td>
			 <td>ForMedium</td>
			 <td>CYN6202</td>
			 <td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			 <td>CSM amino-acid mix</td>
			 <td>ForMedium</td>
			 <td>DCS0011</td>
			 <td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			 <td>Concanavalin A</td>
			 <td>GE Healthcare</td>
			 <td>17-0450-01</td>
			 <td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			 <td>Cycloheximide</td>
			 <td>Fluka Aldrich Sigma</td>
			 <td>C7698</td>
			 <td>Toxic</td>
		 </tr>
		 <tr>
			 <td>ySP9</td>
			 <td></td>
			 <td></td>
			 <td>W303Mata leu2::LEU2-pSTL1-quadrupleV enus</td>
		 </tr>
		 <tr>
			 <td>pSP34</td>
			 <td></td>
			 <td></td>
			 <td>pRS305 pSTL1 (-800 -0) - quadruple V enus</td>
		 </tr>
		 <tr>
			 <td></td>
			 <td></td>
			 <td></td>
			 <td>Material</td>
		 </tr>
		 <tr>
			 <td>Microscope</td>
			 <td>Nikon</td>
			 <td>Ti-Eclipse</td>
			 <td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			 <td>Microscope control software</td>
			 <td>Micro-manager</td>
			 <td>Ver 1.4.11</td>
			 <td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			 <td>Incubation chamber</td>
			 <td>LIS</td>
			 <td>The Box</td>
			 <td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			 <td>Fluorescence light source</td>
			 <td>Lumencor</td>
			 <td>SpectraX</td>
			 <td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			 <td>Camera</td>
			 <td>Hamamatsu</td>
			 <td>Flash 4.0</td>
			 <td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			 <td>Flow cytometer</td>
			 <td>BD</td>
			 <td>FACS calibur</td>
			 <td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			 <td>Sonicator bath</td>
			 <td>Telesonic</td>
			 <td>TUC-150</td>
			 <td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			 <td>8-well-slide </td>
			 <td>Thermo Lab-tek</td>
			 <td>155409</td>
			 <td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			 <td>96-well-plate</td>
			 <td>Matrical bioscience</td>
			 <td>MGB096-1-2-LG</td>
			 <td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			 <td>FACS tube</td>
			 <td>BD Falcon</td>
			 <td>352054</td>
			 <td></td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>

temporal quantification of mapk induced expression in single yeast cells

Tek hücre düzeyinde gen ifadesinin miktar nüfus düzeyinde gerçekleştirilen ölçümler gölgede yeni düzenleme mekanizmalarını ortaya çıkarır. İki yöntem mikroskopi dayalı ve akım sitometri gibi veriler elde edilebilir nasıl göstermek için sunulmaktadır. Mayada, ozmotik basıncı yüksek gliserol MAPK yolağının aktivasyonu ile uyarılan bir flüoresan raportör ekspresyonu, bir örnek olarak kullanılmıştır. Her bir yöntemin özel avantajları vurgulanır. Sitometrisi hücrelerin geniş bir sayısı (10,000) büyüklüğüne ve floresan proteinin yavaş olgunlaştırma kinetik bağımsız protein ifade dinamikleri doğrudan bir ölçümünü sağlar akış. Mikroskobu ile canlı hücrelerin Imaging az hücrelerinde raportör olgunlaşmış formunun ölçümü ile sınırlı aksine gereğidir. Ancak, bu teknikle üretilen veri setleri birden gazetecilere kombinasyonları ve mekansal ve zamansal bilgiler son derece zengin sayesinde olabilirtek tek hücrelerden elde. Bu iki ölçüm yöntemlerinin kombinasyonu sinyal yolları ile protein ifadesinin düzenlenmesinde yeni anlayışlar sunabilirsiniz.

Mikroskopla inceleme Sentezleme raportör p STL1-QV (ySP9 7) taşıyan maya hücreleri iyi slaydın tabanına bağlanmış ve mikroskop altında yerleştirildi. Hücreler görüntüleme oturumu sırasında doğrudan kuyuya stres ortamının eklenmesi ile uyarıldı. Bu bize yol indüksiyon öncesi hücrelerin birkaç görüntü elde ve stimülasyon sonrasında kendi kaderini takip sağlar. Bu durumda, hücreler, 10 dakika bir zaman aralığı ile ~ 2 saat boyunca takip edild...

Watch this Scientific Journal Video about Temporal Quantification of MAPK Induced Expression in Single Yeast Cells at JoVE.com

Temporal Quantification of MAPK Induced Expression in Single Yeast Cells (Video) | JoVE

Akış sitometrisi ve mikroskopiye dayanan iki yardımcı yöntem mayada bir MAPK yolağının aktivasyonu ile uyarılan gen ekspresyonunun dinamiklerinin tek hücre düzeyinde miktarının, ki olanak sunulmaktadır.

Tek Maya Hücreleri MAPK İsteyerek İfade zamansal Kantitasyonu

The quantification of gene expression at the  single cell level uncovers novel regulatory mechanisms obscured in measurements  performed at the population ...

Research

JoVE Journal

Biology

Temporal Quantification of MAPK Induced Expression in Single Yeast Cells

Vaccinia Virus Infection &amp; Temporal Analysis of Virus Gene Expression: Part 1

Vaccinia Virus Infection & Temporal Analysis of Virus Gene Expression: Part 1 (Video) | JoVE

Vaccinia Virüs Enfeksiyonu &amp; Virus Gen İfadesi Zamansal Analizi: Bölüm 1

The family Poxviridae consists of large double-stranded DNA containing viruses that replicate exclusively in the cytoplasm of infected cells.  Members of ...

Vaccinia Virus Infection &amp; Temporal Analysis of Virus Gene Expression: Part 2

Vaccinia Virus Infection & Temporal Analysis of Virus Gene Expression: Part 2 (Video) | JoVE

Vaccinia Virüs Enfeksiyonu &amp; Virus Gen İfadesi Zamansal Analizi: Part 2

Vaccinia Virus Infection &amp; Temporal Analysis of Virus Gene Expression: Part 3

Vaccinia Virus Infection & Temporal Analysis of Virus Gene Expression: Part 3 (Video) | JoVE

Vaccinia Virüs Enfeksiyonu &amp; Virus Gen İfadesi Zamansal Analizi: Bölüm 3

Expression of Recombinant Proteins in the Methylotrophic Yeast Pichia pastoris

Expression of Recombinant Proteins in the Methylotrophic Yeast Pichia pastoris (Video) | JoVE

Rekombinant Proteinlerin Metilotropik maya İfade Pichia pastoris</em

Protein expression in the microbial eukaryotic host Pichia pastoris offers the possibility to generate high amounts of recombinant protein in a fast and ...

Identification of Growth Inhibition Phenotypes Induced by Expression of Bacterial Type III Effectors in Yeast

Identification of Growth Inhibition Phenotypes Induced by Expression of Bacterial Type III Effectors in Yeast (Video) | JoVE

Büyüme inhibisyonu fenotipleri tanımlanması Mayalarda bakteriyel Tip III Efektör İfade İndüklenmiş

Many Gram-negative pathogenic bacteria use a type III secretion system to translocate a suite of effector proteins into the cytosol of host cells. Within ...

Using an Automated Cell Counter to Simplify Gene Expression Studies: siRNA Knockdown of IL-4 Dependent Gene Expression in Namalwa Cells

Using an Automated Cell Counter to Simplify Gene Expression Studies: siRNA Knockdown of IL-4 Dependent Gene Expression in Namalwa Cells (Video) | JoVE

Gen İfadesi Çalışmaları basitleştirin Otomatik Hücre Sayıcı kullanma: Namalwa Hücreler IL-4 Bağımlı Gen İfadesi siRNA demonte

The use of siRNA mediated gene knockdown is continuing to be an important tool in studies of gene expression.  siRNA studies are being conducted not only ...

Analysis of Global RNA Synthesis at the Single Cell Level following Hypoxia

Analysis of Global RNA Synthesis at the Single Cell Level following Hypoxia (Video) | JoVE

Ününüz Aşağıdaki Tek Hücre Düzeyinde Küresel RNA Sentezi Analizi

Hypoxia or lowering of the oxygen availability is involved in many physiological and pathological processes. At the molecular level, cells initiate a ...

Imaging Spatial Reorganization of a MAPK Signaling Pathway Using the Tobacco Transient Expression System

Imaging Spatial Reorganization of a MAPK Signaling Pathway Using the Tobacco Transient Expression System (Video) | JoVE

Tütün Geçici İfade Sisteminin Kullanılması bir MAPK sinyal yolu Mekansal Reorganizasyon Görüntüleme

Visualization of dynamic signaling events in live cells has been a challenge. We expanded an established transient expression system, the biomolecular ...

Using Microfluidic Devices to Measure Lifespan and Cellular Phenotypes in Single Budding Yeast Cells

Using Microfluidic Devices to Measure Lifespan and Cellular Phenotypes in Single Budding Yeast Cells (Video) | JoVE

Mikroakışkan Aygıtlar Kullanma Tek Budding Maya Hücreleri ömrü ve Hücresel fenotipleri Ölçmek için

Budding yeast Saccharomyces cerevisiae is an important model organism in aging research. Genetic studies have revealed many genes with conserved effects ...

A Graphical User Interface for Software-assisted Tracking of Protein Concentration in Dynamic Cellular Protrusions

A Graphical User Interface for Software-assisted Tracking of Protein Concentration in Dynamic Cellular Protrusions (Video) | JoVE

Dinamik Hücresel Protrüzyonlarda Protein Konsantrasyonunun Yazılım Destekli Takibi için Grafiksel Bir Kullanıcı Arayüzü

Filopodia are dynamic, finger-like cellular protrusions associated with migration and cell-cell communication. In order to better understand the complex ...