Name: yeast luminometric and xenopus oocyte electrophysiological examinations of the molecular mechanosensitivity of trpv4
Uploaded: 2013-12-31T13:15:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Yeast Luminometric and Xenopus Oocyte Electrophysiological Examinations of the Molecular Mechanosensitivity of TRPV4 at JoVE.com

Wij willen Andrea Kremsreiter bedanken voor een uitstekende technische bijstand. Werk in ons laboratorium wordt ondersteund door NIH GM096088 en de Vilas Trust van de Universiteit van Wisconsin - Madison.

1. Gist Luminometrie Methoden Gebruik stam BYYT van Saccharomyces cerevisiae. Het is een yvc1-tok1-derivaat van BY4741 (MATa, ura3D0, his3D1, leu2D0, lys2D0, yvc1 :: HIS3, tok1 :: kanMX4). Transformeer de cellen met leu-selecteerbare aequorine tot expressie plasmide pEVP1/Aeq en ura-selecteerbare rat-TRPV4 expressie plasmide p416GPDV4 zoals beschreven in Batiza et al.. 26 en Loukin et al.. 24 gebruik van stand...

<ol>
	<li>Ramsey, I. S., Delling, M., Clapham, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+introduction+to+TRP+channels.">An introduction to TRP channels.</a> Annu. Rev. Physiol. 68, 619-647 (2006).</li><li>Nilius, B., Owsianik, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+transient+receptor+potential+family+of+ion+channels.">The transient receptor potential family of ion channels.</a> Genome Biol. 12, 218 (2011).</li><li>Everaerts, W., Nilius, B., Owsianik, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+vallinoid+transient+receptor+potential+channel+Trpv4:+From+structure+to+disease.">The vallinoid transient receptor potential channel Trpv4: From structure to disease.</a> Prog. Biophys. Mol. Biol. , (2009).</li><li>Nilius, B., Voets, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+puzzle+of+TRPV4+channelopathies.">The puzzle of TRPV4 channelopathies.</a> EMBO Rep.. , (2013).</li><li>Liedtke, W., 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=Vanilloid+receptor-related+osmotically+activated+channel+(VR-OAC),+a+candidate+vertebrate+osmoreceptor.">Vanilloid receptor-related osmotically activated channel (VR-OAC), a candidate vertebrate osmoreceptor.</a> Cell. 103, 525-535 (2000).</li><li>Strotmann, R., Harteneck, C., Nunnenmacher, K., Schultz, G., Plant, 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=OTRPC4,+a+nonselective+cation+channel+that+confers+sensitivity+to+extracellular+osmolarity.">OTRPC4, a nonselective cation channel that confers sensitivity to extracellular osmolarity.</a> Nat. Cell Biol. 2, 695-702 (2000).</li><li>Wissenbach, U., Bodding, M., Freichel, M., Flockerzi, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trp12,+a+novel+Trp+related+protein+from+kidney.">Trp12, a novel Trp related protein from kidney.</a> FEBS Lett. 485, 127-134 (2000).</li><li>Delany, N. S., 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=Identification+and+characterization+of+a+novel+human+vanilloid+receptor-like+protein,+VRL-2.">Identification and characterization of a novel human vanilloid receptor-like protein, VRL-2.</a> Physiol. Genomics. 4, 165-174 (2001).</li><li>Rock, M. J., 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=Gain-of-function+mutations+in+TRPV4+cause+autosomal+dominant+brachyolmia.">Gain-of-function mutations in TRPV4 cause autosomal dominant brachyolmia.</a> Nat. Genet. 40, 999-1003 (2008).</li><li>Krakow, D., 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=Mutations+in+the+gene+encoding+the+calcium-permeable+ion+channel+TRPV4+produce+spondylometaphyseal+dysplasia,+Kozlowski+type+and+metatropic+dysplasia.">Mutations in the gene encoding the calcium-permeable ion channel TRPV4 produce spondylometaphyseal dysplasia, Kozlowski type and metatropic dysplasia.</a> Am. J. Hum. Genet. 84, 307-315 (2009).</li><li>Camacho, N., 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=Dominant+TRPV4+mutations+in+nonlethal+and+lethal+metatropic+dysplasia.">Dominant TRPV4 mutations in nonlethal and lethal metatropic dysplasia.</a> Am. J. Med. Genet. A. 152, 1169-1177 (2010).</li><li>Voets, 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=Molecular+determinants+of+permeation+through+the+cation+channel+TRPV4.">Molecular determinants of permeation through the cation channel TRPV4.</a> J. Biol. Chem. 277, 33704-33710 (2002).</li><li>Watanabe, H., 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=Modulation+of+TRPV4+gating+by+intra-+and+extracellular+Ca2.">Modulation of TRPV4 gating by intra- and extracellular Ca2.</a> Cell Calcium. 33, 489-495 (2003).</li><li>Loukin, S., Zhou, X., Su, Z., Saimi, Y., Kung, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wild-type+and+brachyolmia-causing+mutant+TRPV4+channels+respond+directly+to+stretch+force.">Wild-type and brachyolmia-causing mutant TRPV4 channels respond directly to stretch force.</a> J. Biol. Chem. 285, 27176-27181 (2010).</li><li>Gao, X., Wu, L., O'Neil, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature-modulated+diversity+of+TRPV4+channel+gating:+activation+by+physical+stresses+and+phorbol+ester+derivatives+through+protein+kinase+C-dependent+and+-independent+pathways.">Temperature-modulated diversity of TRPV4 channel gating: activation by physical stresses and phorbol ester derivatives through protein kinase C-dependent and -independent pathways.</a> J. Biol. Chem. 278, 27129-27137 (2003).</li><li>Watanabe, H., 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=Anandamide+and+arachidonic+acid+use+epoxyeicosatrienoic+acids+to+activate+TRPV4+channels.">Anandamide and arachidonic acid use epoxyeicosatrienoic acids to activate TRPV4 channels.</a> Nature. 424, 434-438 (2003).</li><li>Vriens, J., 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=Cell+swelling,+heat,+and+chemical+agonists+use+distinct+pathways+for+the+activation+of+the+cation+channel+TRPV4.">Cell swelling, heat, and chemical agonists use distinct pathways for the activation of the cation channel TRPV4.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101, 396-401 (2004).</li><li>Vincent, F., 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=Identification+and+characterization+of+novel+TRPV4+modulators.">Identification and characterization of novel TRPV4 modulators.</a> Biochem. Biophys. Res. Commun. 389, 490-494 (2009).</li><li>Willette, R. N., 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=Systemic+activation+of+the+transient+receptor+potential+vanilloid+subtype+4+channel+causes+endothelial+failure+and+circulatory+collapse:+Part+2.">Systemic activation of the transient receptor potential vanilloid subtype 4 channel causes endothelial failure and circulatory collapse: Part 2.</a> J. Pharmacol. Exp. Ther. 326, 443-452 (2008).</li><li>Thorneloe, K. S., 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=An+orally+active+TRPV4+channel+blocker+prevents+and+resolves+pulmonary+edema+induced+by+heart+failure.">An orally active TRPV4 channel blocker prevents and resolves pulmonary edema induced by heart failure.</a> Sci. Transl. Med. 4, (2012).</li><li>Kang, S. S., Shin, S. H., Auh, C. K., Chun, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+skeletal+dysplasia+caused+by+a+constitutive+activated+transient+receptor+potential+vanilloid+4+(TRPV4)+cation+channel+mutation.">Human skeletal dysplasia caused by a constitutive activated transient receptor potential vanilloid 4 (TRPV4) cation channel mutation.</a> Exp. Mol. Med. 44, 707-722 (2012).</li><li>Lamande, S. 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=Mutations+in+TRPV4+cause+an+inherited+arthropathy+of+hands+and+feet.">Mutations in TRPV4 cause an inherited arthropathy of hands and feet.</a> Nat. Genet. 43, 1142-1146 (2011).</li><li>Loukin, S., Su, Z., Kung, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+Basal+Activity+Is+a+Key+Determinant+in+the+Severity+of+Human+Skeletal+Dysplasia+Caused+by+TRPV4+Mutations.">Increased Basal Activity Is a Key Determinant in the Severity of Human Skeletal Dysplasia Caused by TRPV4 Mutations.</a> PLoS One. 6, (2011).</li><li>Loukin, S. H., Su, Z., Kung, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypotonic+shocks+activate+rat+TRPV4+in+yeast+in+the+absence+of+polyunsaturated+fatty+acids.">Hypotonic shocks activate rat TRPV4 in yeast in the absence of polyunsaturated fatty acids.</a> FEBS Lett. 583, 754-758 (2009).</li><li>Loukin, S., Su, Z., Zhou, X., Kung, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Forward+genetic+analysis+reveals+multiple+gating+mechanisms+of+TRPV4.">Forward genetic analysis reveals multiple gating mechanisms of TRPV4.</a> J. Biol. Chem. 285, 19884-19890 (2010).</li><li>Batiza, A. F., Schulz, T., Masson, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Yeast+respond+to+hypotonic+shock+with+a+calcium+pulse.">Yeast respond to hypotonic shock with a calcium pulse.</a> J. Biol. Chem. 271, 23357-23362 (1996).</li><li>Amberg, D. C., Burke, D., Strathern, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Methods in Yeast Genetics: a Cold Spring Harbor Laboratory Course Manual. , (2005).</li><li>Loukin, S., Zhou, X., Kung, C., Saimi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+genome-wide+survey+suggests+an+osmoprotective+role+for+vacuolar+Ca2++release+in+cell+wall-compromised+yeast.">A genome-wide survey suggests an osmoprotective role for vacuolar Ca2+ release in cell wall-compromised yeast.</a> FASEB J. 22, 2405-2415 (2008).</li><li>Denis, V., Cyert, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Internal+Ca(2+)+release+in+yeast+is+triggered+by+hypertonic+shock+and+mediated+by+a+TRP+channel+homologue.">Internal Ca(2+) release in yeast is triggered by hypertonic shock and mediated by a TRP channel homologue.</a> J. Cell. Biol. 156, 29-34 (2002).</li><li>Loukin, S. H., Kung, C., Saimi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipid+perturbations+sensitize+osmotic+down-shock+activated+Ca2++influx,+a+yeast+&amp;#34;deletome&amp;#34;+analysis.">Lipid perturbations sensitize osmotic down-shock activated Ca2+ influx, a yeast &amp;#34;deletome&amp;#34; analysis.</a> FASEB J. 21, 1813-1820 (2007).</li><li>Loukin, S. H., Zhou, X. -. L., Kung, C., Saimi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+genome-wide+survey+suggests+an+osmo-protective+role+for+vacuolar+Ca2++release+in+cell-wall-compromized+yeast.">A genome-wide survey suggests an osmo-protective role for vacuolar Ca2+ release in cell-wall-compromized yeast.</a> FASEB J. 22, 2405-2415 (2008).</li><li>Conn, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Methods in Enzymology. 294, (1999).</li><li>Goldin, A. L., Sumikawa, K., Iverson Rudy, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Methods in Enzymology. 207, 279-298 (1992).</li><li>Loukin, S. H., 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=Random+mutagenesis+reveals+a+region+important+for+gating+of+the+yeast+K++channel+Ykc1.">Random mutagenesis reveals a region important for gating of the yeast K+ channel Ykc1.</a> EMBO J. 16, 4817-4825 (1997).</li><li>Brown, A. L., Johnson, B. E., Goodman, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patch+clamp+recording+of+ion+channels+expressed+in+Xenopus+oocytes.">Patch clamp recording of ion channels expressed in Xenopus oocytes.</a> J. Vis. Exp. , (2008).</li><li>Hamill, O. P., Marty, A., Neher, E., Sakmann, B., Sigworth, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+patch-clamp+techniques+for+high-resolution+current+recording+from+cells+and+cell-free+membrane+patches.">Improved patch-clamp techniques for high-resolution current recording from cells and cell-free membrane patches.</a> Pflugers Arch. 391, 85-100 (1981).</li><li>Maroto, 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=TRPC1+forms+the+stretch-activated+cation+channel+in+vertebrate+cells.">TRPC1 forms the stretch-activated cation channel in vertebrate cells.</a> Nat. Cell Biol. 7, 179-185 (2005).</li></ol>

Zoals vermeld in de inleiding, de methoden vaak gebruikt om TRPV4 functies studeren soms tot inconsistenties en controverses. De twee sets van de hier beschreven methoden bieden een aantal voordelen en kan de bestaande methoden aan te vullen. Hoewel we alleen studies TRPV4 beschrijven, kan de methode worden uitgebreid tot andere ionkanalen bestuderen ook. 1. Gist Luminometrie Methoden Gist heeft een native Ca 2 +-influx reactie op hypo-osmotische schok d...

TRP (transient receptor potentials) omvat zeven subfamilies van kation kanalen die zintuiglijke functies dienen 1,2. In zoogdieren, TRPV, de vanilloid onderfamilie van TRP, heeft zes varianten. TRPV4 (type 4) 3,4 reageert op warmte, bepaalde chemicaliën, osmotische zwelling of schuifspanning. De TRPV4 gen werd herhaaldelijk geïsoleerd door kandidaat-gen en / of expressieklonering 5-8. De laatste werkwijze gevolgd reactie het genproduct om hypo-osmolariteit. TRPV4 wordt uitgedrukt in bijna alle organen en functies in de ontwikkeling, fysiologie en pathologie van vele uiteenlopende celtypen 3,4. Opvallend zijn de&gt; 50 menselijke autosomaal dominante TRPV4 mutaties, waardoor perifere zenuwaandoeningen en / of skelet dysplasie (afwijkingen in de ontwikkeling van het skelet) 9-11. Het skelet dysplasieën variëren van mild soort brachyomia 3 (type 3 dwerggroei), spondylometaphyseal dysplasie Kozlowski type, Severe dysplasieën, wat veroorzaakt bij pasgeborenen of embryonale sterfte. Hoewel alle manieren van mechanismen mogelijk lijkt, niemand verklaart de diversiteit, complexiteit, variabiliteit, en af en toe overlappingen van deze ziekten 4. Net als andere TRP-kanalen 1, TRPV4 is een tetrameer. In ratten of mensen TRPV4, wordt elke subeenheid bestaat uit 871 residuen. De centrale element zes transmembraan a-helices (S1-S6), die waarschijnlijk zijn aangebracht op een wijze vergelijkbaar met spanningsafhankelijke K + kanalen. Daar, S1 tot S4 vormen een perifere domein en de S5 en S6 vormen de permeatie porie domein. Tussen S5 en S6 van TRPV4 is een korte poriën helix gevolgd door de sequentie LDLFKLTIGMGDL, waarvan vier vermoedelijk samen met het kation filter vormen. De 470-residu N-eindstandige cytoplasmatische segment bevat 6 ankyrine herhalingen, bekende eiwitten of kleine liganden binden. De C-terminale 152 residuen cytoplasmatische segment omvat een calmoduline bindende sequentie onder andere mogelijke plaatsen die ot bindenhaar elementen 3. TRPV4 een kation kanaal dat in wezen uitsluit anionen 1. Hoewel de fysiologische functie op stimuli transduceren naar Ca2 + influx is ook doorlaatbaar voor andere kationen met een Eisenman IV permeabiliteit sequentie, de voorkeur tweewaardige een P Ca: P Na ~ 7 12. Single-channel geleiding rectificeert bij ~ 90 pk naar buiten en ~ 40 pS naar binnen 6,13,14. Heteroloog tot expressie stroom (onder) kan worden geactiveerd door hypo-osmotische zwelling, afschuifspanning of warmte 15. Het wordt ook geactiveerd door meervoudig onverzadigde vetzuren 16,17 en de synthetische ester phorbal 4αPDD 18. Momenteel is de meest potente agonist GSK1016790A 19 en antagonist GSK2193874, effectief 10 -9 tot 10 -8 M 20, beide ontdekt door high-throughput, kleine moleculaire scherm. Twee belangrijke gebieden van TRPV4 onderzoek blijft verwarrend: (1) Zelfs als TRPV4 grotendeels bestudeerd om zijn mechanische gevoeligheid, de moleculaire basis is controversieel. Een model beschrijft hypo-osmolariteit ergens activeert fosfolipase A2 (PLA2) aan meervoudig onverzadigde vetzuren (PUFA) arachidonzuur (AA), dat wordt omgezet in zuur (EET) epoxyeicosatrienoic door een epoxygenase produceren, en de binding van EET activeert TRPV4 16, 17. Toch is TRPV4 zich aangetoond dat direct reageren membraan rek 14 (hieronder), die een eenvoudiger verklaring. (2) De TRPV4 mutant pathologieën zijn verbijsterend. Aan de basis, moet men weten of de ziekten zijn te wijten aan het verlies, de vermindering of de verhoging van het kanaal activiteiten. Zelfs hier, de literatuur is verre van duidelijk. Terwijl meerdere skelet-dysplasie allelen werden gemeld aan hogere activiteiten, (gain-of-function, GOF) 4,21, meerdere werden gemeld te hebben verminderd activiteiten (verlies-van-functie, LOF) 10,22. Een systematische studie van 14 allelen vond zeallemaal worden GOF mutaties (onder) 23. De bewering dat sommige LOF lijkt het fenotype van TRPV4-/ tegenspreken - knockout muis, die levensvatbaar of vruchtbaar zijn, met slechts kleine gebreken, ondanks een volledig verlies van TRPV4 functie. Een deel van deze controverses heeft methodologische oorsprong. Laboratoria maken gebruik van verschillende methoden, of varianten van een methode, en maken gebruik van verschillende oordelen normen. Meestal wordt TRPV4 tijdelijk tot expressie in gekweekte zoogdiercellen (HEK, CHO, HeLa) en de opkomst van de interne [Ca 2 +] op agonist of hypotone stimulatie is geregistreerd bij de Ca 2 +-gevoelige fluorescente kleurstof, Fura-2. De over-afhankelijkheid van deze fluorometrische assay is bekritiseerd 1. Het expressieniveau in verschillende populaties, de verdeling daarin, evenals de effectieve concentratie kleurstof, moeten worden gecontroleerd en gedocumenteerd. Meer betrouwbaar is de directe elektrofysiologische onderzoeken. Zelfs dit, zoals commonly uitgeoefend, is niet zonder problemen. Omdat de expressieniveaus in individuele gekweekte cellen zijn moeilijk te beheersen, whole-cell stromingen hebben grote variaties. Verder, want de stromingen zijn klein, zal betrouwbare statistieken moeten vertrouwen op grote steekproeven vaak niet praktisch. Patch-clamp onderzoeken zijn zelden uitgevoerd. Sommige van deze opnames tonen clusters van activiteiten uitbarstingen die statistische evaluatie uitdagend 16,17 te maken. Beter inzicht in de moleculaire mechanische gevoeligheid, hebben we twee extra systemen ontwikkeld om TRPV4 onderzoeken. (1) Om TRPV4 isoleren afstand van zijn gebruikelijke zoogdier-partners, hebben we rat TRPV4 uitgedrukt in gist 24. Functionele expressie van TRPV4 in dit evolutionair verre context bleek dat het nog zou kunnen reageren op osmotische kracht, zonder de gebruikelijke partners. Omdat gist geeft geen PUFA&#39;s zoals AA of EET, en zijn genoom heeft geen PLA2 of epoxygenase genen, dit expression blijkt ook dat ze niet nodig zijn voor TRPV4 te voelen kracht. Na TRPV4 in de moleculaire biologisch meest vatbaar eukaryoten maakt ook efficiënt vooruit-of achteruit-genetische manipulaties 25. (2) Voor uitgebreide biofysische analyses van TRPV4, we uitgedrukt TRPV4 in Xenopus oöcyten. In tegenstelling tot de gekweekte cellen, die sub-nA wijken voor nA (10 -10 tot 10 -9 A) stromen, een eicel uitdrukt stromen in uA&#39;s (10 -6 tot 10 -4 A). Veel groter signaal over ruis zorgt voor een betere kwantificering en meer vertrouwen vergelijking. TRPV4, dus uitgedrukt, kan ook worden onderzocht als individuele moleculen met behulp van een patch clamp. Een enkele eicel laat herhaalde patch sampling &#39;waarbij kwantificering betrouwbaarder. Deze studies toonden aan dat TRPV4 kanaal zelf direct worden geactiveerd door membraan stretch kracht 14. Analyse toonde dat 14 representatief skelet-dysplasie allelen zijn gain-of-function mutaties. Verder, de gree van deze constitutieve Ca2 + lekkage loopt parallel met de ernst van het skelet ziekten 23. Door hun nieuwheid en het nut, worden de gedetailleerde procedures van deze twee methoden die hier bijeen om replicaties zodat in toekomstig onderzoek op TRPV4 of soortgelijke kanalen.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="595">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vapor Pressure Osmometer</td>
			<td style="width:93px;">Wescor</td>
			<td style="width:119px;">Wescor 5500</td>
			<td style="width:167px;">Logan, UT, USA</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Sirius Single Tube Luminometer </td>
			<td style="width:93px;">Titertek-Berhold</td>
			<td style="width:119px;">Sirius </td>
			<td>Huntsville, LA, USA</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Microplate luminometer</td>
			<td style="width:93px;">Titertek-Berthold </td>
			<td style="width:119px;">Mithras LB940</td>
			<td>Huntsville, LA, USA</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Luminometry software</td>
			<td style="width:93px;">Titertek-Berthold</td>
			<td style="width:119px;">MikroWin2000</td>
			<td>Huntsville, LA, USA</td>
		</tr>
		<tr height="210">
			<td height="210" style="height:210px;width:216px;">Patch clamp and software</td>
			<td style="width:93px;">Axon Instrument</td>
			<td style="width:119px;">HS2A headstage, VG-2Ax100 virtual grounded bath clamp, GeneClamp 500 amplifier, digidata 1440 digitizer, pClamp10 software </td>
			<td>Union City, CA, USA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">manometer</td>
			<td style="width:93px;">Bio-Tec</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td>Winooski, VT, USA</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Pipet puller</td>
			<td style="width:93px;">Sutter Instrument Co</td>
			<td style="width:119px;">Model P-97</td>
			<td>Novata, CA, USA</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Microinjector</td>
			<td style="width:93px;">Drummond Scientific</td>
			<td style="width:119px;">Nanoinject II</td>
			<td>Broomall, PA, USA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Material:</td>
			<td style="width:93px;"> </td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">luciferin coelenterazine</td>
			<td style="width:93px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td>Carlsbad, CA, USA</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">T7 RNA polymerase reaction</td>
			<td style="width:93px;">Ambion</td>
			<td style="width:119px;">mMessage mMachine</td>
			<td>Austin, TX, USA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">gentamicin</td>
			<td style="width:93px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">ruthenium red </td>
			<td style="width:93px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">micropipets </td>
			<td style="width:93px;">Drummond</td>
			<td style="width:119px;">100 microliter micropipets</td>
			<td>Broomall, PA, USA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">high-fidelity PfuUtra polymerase </td>
			<td style="width:93px;">Stratagene</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td>La Jolla, CA, USA</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

yeast luminometric and xenopus oocyte electrophysiological examinations of the molecular mechanosensitivity of trpv4

TRPV4 (Transient Receptor Potentials, vanilloid familie, type 4) wordt algemeen uitgedrukt in gewervelde weefsels en wordt geactiveerd door verschillende stimuli, onder meer door mechanische krachten. Bepaalde TRPV4 mutaties veroorzaken complexe erfelijke bot of neuronale pathologieën bij de mens. Wild-type of mutant TRPV4 transgenen gewoonlijk uitgedrukt in gekweekte zoogdiercellen en Fura-2 fluorometrie en elektroden onderzocht. Wat betreft het mechanisme van mechanische gevoeligheid en de moleculaire basis van de ziekte, de huidige literatuur is verwarrend en controversieel. Ter aanvulling op bestaande methoden, beschrijven we twee extra methoden om de moleculaire eigenschappen van TRPV4 onderzoeken. (1) Ratten TRPV4 en een aequorine transgen worden omgezet in gist. Een hypo-osmtic schok van de transformant bevolking levert een luminometrische signaal door de combinatie van aequorine met Ca2 +, vrijgegeven door de TRPV4 kanaal. Hier TRPV4 wordt geïsoleerd van zijn gebruikelijke zoogdieren partner eiwittenen onthult zijn eigen mechanische gevoeligheid. (2) cRNA van TRPV4 wordt geïnjecteerd in Xenopus oocyten. Na een geschikte incubatietijd wordt de macroscopische TRPV4 huidige onderzocht met een twee-elektrodespanning klem. De huidige stijging bij verwijdering van inerte osmoticum uit de eicel bad is een indicatie van mechanische gevoeligheid. De Microampere (10 -6 tot 10 -4 A) stromen van oöcyten zijn veel groter dan de subnano-naar nano-ampère (10 -10 tot 10 -9 A) stromen van gekweekte cellen, waardoor duidelijker kwantificeringen en meer vertrouwen assessments. Microscopische stromingen als gevolg van de activiteiten van individuele kanaal eiwitten kunnen ook direct worden geregistreerd onder een patch clamp, in on-cel of uitgeschakelde modus. Dezelfde eicel biedt meerdere patch monsters analyseren, zodat betere data replicatie. Suctions toegepast op de patches kunnen TRPV4 activeren om direct mechanische gevoeligheid te beoordelen. Deze werkwijzen zouden ook nuttig in de studie van andere soorten TRP kanalen.

In een typisch luminometrie experiment wordt een scala aan 400-1,200 mOsM hypotone neer schokken bereikt door het toevoegen van 200 pi van shock oplossingen van verschillende lage osmolariteit tot 20 ul van cultuur in 1400 mOsM. De TRPV4 activiteit is duidelijk wanneer de RLU van de experimentele wordt vergeleken met die van twee negatieve controles: gistcellen getransformeerd met lege p416GPDV4 plasmide of een die de TRPV4 gen met een mutatie op de ion filter (figuur 1) 24 bevat. </...

Watch this Scientific Journal Video about Yeast Luminometric and Xenopus Oocyte Electrophysiological Examinations of the Molecular Mechanosensitivity of TRPV4 at JoVE.com

Yeast Luminometric and Xenopus Oocyte Electrophysiological Examinations of the Molecular Mechanosensitivity of TRPV4

Ter aanvulling gebruikte methoden bestuderen TRPV4&#39;s worden twee methoden beschreven: De mechanische gevoeligheid kan worden bestudeerd door Ca 2 +-aequorine luminometrie in transgene gist bij hypo-osmotische uitdaging. Het kan ook in TRPV4-RNA worden onderzocht geïnjecteerd Xenopus oöcyten door whole-cell twee-elektrode voltage clamp of patch klem in op cel-of uitgeschakelde modus.

Gist luminometrische en<em&gt; Xenopus</em&gt; Eicel Elektrofysiologische Examens van de Moleculaire mechanische gevoeligheid van TRPV4

TRPV4 (Transient Receptor Potentials, vanilloid family, type 4) is widely expressed in vertebrate tissues and is activated by several stimuli, including ...

Research

JoVE Journal

Biology

Yeast Luminometric and Xenopus Oocyte Electrophysiological Examinations of the Molecular Mechanosensitivity of TRPV4

A Rapid Technique for the Visualization of Live Immobilized Yeast Cells

Een snelle techniek voor de visualisatie van Live Geïmmobiliseerd gistcellen

We present here a simple, rapid, and extremely flexible technique for the immobilization and visualization of growing yeast cells by epifluorescence ...

Patch Clamp Recording of Ion Channels Expressed in  Xenopus Oocytes

Patch Clamp Opname van ionenkanalen Uitgedrukt in Xenopus Eicellen

Since its development by Sakmann and Neher 1, 2, the patch clamp has become established as an extremely useful technique for electrophysiological ...

Visualizing RNA Localization in Xenopus Oocytes

Visualizing RNA Localization in Xenopus Oocytes

Het visualiseren van RNA Lokalisatie in Xenopus Eicellen

RNA localization is a conserved mechanism of establishing cell polarity.  Vg1 mRNA localizes to the vegetal pole of Xenopus laevis oocytes and acts to ...

A Fluorescence Microscopy Assay for Monitoring Mitophagy in the Yeast Saccharomyces cerevisiae

A Fluorescence Microscopy Assay for Monitoring Mitophagy in the Yeast Saccharomyces cerevisiae

Een fluorescentie microscopie Assay voor de bewaking Mitophagy in de Gist Saccharomyces cerevisiae

Autophagy is important for turnover of cellular components under a range of different conditions. It serves an essential homeostatic function as well as a ...

Mouse Oocyte Microinjection, Maturation and Ploidy Assessment

Eicel muis micro-injectie, rijping en ploïdie Assessment

Mistakes in chromosome segregation lead to aneuploid cells.  In somatic cells, aneuploidy is associated with cancer but in gametes, aneuploidy leads to ...

Competitive Genomic Screens of Barcoded Yeast Libraries

Concurrerende Genomische Schermen van streepjescode Gist Bibliotheken

By virtue of advances in next generation sequencing technologies, we have access to new genome sequences almost daily.  The tempo of these advances is ...

Chromatographic Purification of Highly Active Yeast Ribosomes

Chromatografische zuivering van sterk actieve gist Ribosomen

Eukaryotic ribosomes are much more labile as compared to their eubacterial and archael counterparts, thus posing a significant challenge to researchers.  ...

The Green Monster Process for the Generation of Yeast Strains Carrying Multiple Gene Deletions

The Green Monster Werkwijze voor de generatie van giststammen dragen Meerdere gendeleties

Phenotypes  for a gene deletion are often revealed only when the mutation is tested in a  particular genetic background or environmental condition1,2. ...

The Xenopus Oocyte Cut-open Vaseline Gap Voltage-clamp Technique With Fluorometry

The Xenopus Oocyte Cut-open Vaseline Gap Voltage-clamp Technique With Fluorometry

De<em&gt; Xenopus</em&gt; Eicel opengesneden Vaseline Gap voltage-clamp techniek Met fluorometrie

The cut-open oocyte Vaseline gap (COVG) voltage clamp technique allows for analysis of electrophysiological and kinetic properties of heterologous ion ...

Surface Spreading and Immunostaining of Yeast Chromosomes

Surface Het verspreiden en Immunokleuring van Gist Chromosomen

The small size of nuclei of the budding yeast Saccharomyces cerevisiae limits the utility of light microscopy for analysis of the subnuclear distribution ...