Name: measuring protein stability in living zebrafish embryos using fluorescence decay after photoconversion (fdap)
Uploaded: 2015-01-28T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Measuring Protein Stability in Living Zebrafish Embryos Using Fluorescence Decay After Photoconversion FDAP at JoVE.com

فإن الكتاب أود أن أشكر جيفري فاريل، جيمس غانيون، وجنيفر بيرجمان للتعليق على المخطوطة. وأيد KWR من قبل البرنامج الوطني مؤسسة عليا العلوم بحوث زمالة خلال تطوير فحص FDAP. وأيد هذا العمل من المنح المقدمة من المعاهد الوطنية للصحة لAFS ومن المنح المقدمة من المؤسسة الألمانية للبحوث (برنامج نويثر إيمي)، وجمعية ماكس بلانك، وبرنامج الإنسان الحدودي العلوم (جائزة التطوير الوظيفي) لPM.

1. توليد وPhotoconvertible فيوجن بناء والحقن Dechorionated اسماك الزرد الأجنة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> توليد بناء وظيفية تحتوي على البروتين من الفائدة تنصهر لبروتين photoconvertible الأخضر إلى الأحمر (انظر مناقشة)، ثم استخدام النسخ في المختبر لتوليد...

نجاح تجربة FDAP يعتمد على توليد وظيفية photoconvertible البروتين الانصهار. يمكن وضع علامات البروتين يؤثر على نشاطها البيولوجي و / أو الخصائص الفيزيائية الحيوية، بما في ذلك تمركز لها، والذوبان، والاستقرار 36-41. تكون على استعداد لاختبار النشاط من عدة ثوابت الانصهار مختلفة ...

ويتم تحديد مستويات البروتينات في الخلايا والكائنات الحية بنسب إنتاجها والتخليص. يمكن أن البروتين نصف العمر تتراوح بين دقائق إلى أيام 1-4. في كثير من النظم البيولوجية، والاستقرار أو التخليص من البروتينات الرئيسية له آثار مهمة على النشاط الخلوي. مطلوب تعديل للاستقرار البروتين داخل الخلايا لتقدم دورة الخلية 5،6، مما يشير التنموية 7-9، موت الخلايا المبرمج 10، وظيفة عادية وصيانة الخلايا العصبية 11،12. يؤثر الاستقرار البروتين خارج الخلية توزيع وتوافر البروتينات يفرز مثل morphogens 13،14، داخل الأنسجة. على مدى العقود القليلة الماضية، أساسا تم تقييم استقرار البروتين في زراعة الخلايا باستخدام المشع نبض وضع العلامات أو التجارب مطاردة سيكلوهيكسيميد 15. في مثل هذه التجارب نبض مطاردة، وإما عابر تتعرض الخلايا إلى &quot;نبض&quot; للالأمينية المشعالسلائف حمض التي يتم إدراجها في البروتينات تصنيعه حديثا، أو يتعرضون لسيكلوهيكسيميد، الذي يثبط تخليق البروتين. ثم يتم جمع الخلايا المستزرعة في نقاط زمنية مختلفة، ويستخدم إما مناعي تليها تصوير الإشعاع الذاتي (في المشعة التجارب نبض مطاردة) أو ويسترن النشاف (في التجارب سيكلوهيكسيميد) لقياس التخليص من البروتين مع مرور الوقت. التقليدية المقايسات الاستقرار البروتين لديهم العديد من أوجه القصور. أولا، وغالبا ما تكون غير أعرب البروتينات في هذه المقايسات في بيئاتهم المحلية، وإنما في زراعة الأنسجة وأحيانا في الخلايا من الأنواع المختلفة. للبروتينات التي الاستقرار هو تعتمد على السياق، وهذا النهج هو إشكالية. ثانيا، ليس من الممكن لمتابعة إزالة البروتين في الخلايا الفردية أو الكائنات الحية على مر الزمن، والبيانات من هذه المقايسات يعكس ما معدله مجموعات مختلفة من الخلايا في نقاط زمنية مختلفة. منذ الخلايا الفردية قد بدأتمع كميات مختلفة من البروتين، قد اتخذوا التسمية المشعة أو سيكلوهيكسيميد في أوقات مختلفة، أو قد يكون حركية التخليص مختلفة، مثل هذه البيانات الإجمالية يمكن أن تكون مضللة. وأخيرا، في حالة من التجارب مطاردة سيكلوهيكسيميد، إضافة تخليق البروتين المانع قد يكون لها آثار فسيولوجية غير مقصودة يمكن أن يغير بشكل مصطنع الاستقرار بروتين 16-18. ويمكن تجنب هذه العيوب باستخدام الإسفار تسوس بعد Photoconversion (FDAP)، وهي تقنية تستخدم البروتينات photoconvertible لقياس إزالة بروتين حيوي في الكائنات الحية 19-25 (انظر مناقشة لقيود تقنية FDAP). البروتينات Photoconvertible هي البروتينات الفلورية التي الإثارة وخصائص الانبعاثات تغيير بعد التعرض للموجات محددة من الضوء 26. واحدة البديل شيوعا هو Dendra2، وهو بروتين photoconvertible &quot;الأخضر إلى الأحمر&quot; الذي لديه في البداية السابقالاقتباس والانبعاثات خصائص مشابهة لالبروتينات الفلورية الخضراء، ولكن بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية ضوئية &quot;photoconversion&quot; -its الإثارة / خصائص الانبعاثات تصبح مماثلة لتلك التي من البروتينات الفلورية الحمراء 23،27. الأهم من ذلك، سوف تنتج البروتين الجديد بعد photoconversion ليس لديه نفس الخصائص الإثارة / الانبعاثات مثل البروتين photoconverted، مما يسمح للفصل الإنتاج والتخليص على photoconversion ومراقبة سوى مجموعة من البروتين photoconverted. علامات البروتينات في المصالح مع البروتينات photoconvertible بالتالي يوفر وسيلة مريحة لنبض التسمية البروتينات في الكائنات الحية سليمة، ويمكن الوصول إليها بصريا. في المقايسات FDAP (الشكل 1A)، والموسومة بروتين في المصالح مع بروتين photoconvertible وأعرب في كائن حي (الشكل 1B). وphotoconverted البروتين الانصهار، ويتم رصد انخفاض في إشارة photoconverted مع مرور الوقت من قبل fluorescenم المجهري (الشكل 1C). ثم تم تجهيز البيانات مع نموذج مناسب لتحديد عمر النصف من البروتين الانصهار (الشكل 1D). وقد تم تصميم مقايسة FDAP الموضحة هنا لتحديد الخلية أعمار النصف من يفرز البروتينات مما يشير في الأجنة الزرد خلال مرحلة التطور الجنيني المبكر 19. ومع ذلك، يمكن تكييف هذا النهج إلى أي كائن نموذج شفاف تتسامح التصوير الحي، ويمكن استخدامها لمراقبة إزالة أي البروتين داخل الخلايا أو الخلية taggable. وقد أجريت الاختلافات في تقنية الموضحة هنا في الخلايا المستزرعة 20،23 وذبابة الفاكهة 22 و الماوس 21 الأجنة.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>PyFDAP (download from the following website: http://people.tuebingen.mpg.de/mueller-lab)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Install and operate using the instructions provided on the PyFDAP website; PyFDAP is compatible with Linux, Mac, and Windows operating systems.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mMessage mMachine Sp6 Transcription Kit (Life Technologies, AM1340)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>To generate capped mRNA for injection into embryos</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa488-dextran conjugate, 3 kDa (Life Technologies, D34682)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Co-inject with mRNA to create intracellular and extracellular masks</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-well plastic dish (BD Falcon)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Incubate embryos in agarose-coated wells until ready for mounting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Embryo medium</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>250 mg/l Instant Ocean salt, 1 mg/l methylene blue in reverse osmosis water adjusted to pH 7 with NaHCO3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protease from Streptomyces griseus (Sigma, P5147)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Make a 5 mg/ml stock and use at 1 mg/ml to dechorionate embryos at the one-cell stage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 cm diameter glass petri dish</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For embryo dechorionation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>200 ml glass beaker</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For embryo dechorionation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microinjection apparatus</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For injection of mRNA and dye into embryos at the one-cell stage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereomicroscope</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For injecting and mounting embryos</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1x Danieau&#39;s medium</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Dilute low melting point agarose and perform imaging in this medium; recipe: 0.2 mm filtered solution of 58 mM NaCl, 0.7 mM KCl, 0.4 mM MgSO4, 0.3 mM CaCl2, 5 mM HEPES pH 7.2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UltraPure low melting point agarose (Invitrogen, 16520-100)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For mounting embryos; use at a concentration of 1% in Danieau&#39;s medium: add 200 mg to 20 ml Danieau&#39;s medium, microwave until dissolved, then aliquot 1 ml into microcentrifuge tubes; aliquots can be stored at 4 &#176;C, re-melted at 70 &#176;C, and cooled to 40 - 42 &#176;C when ready to use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Pasteur pipette (Kimble Chase (via Fisher), 63A53WT)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For mounting embryos; flame the tip to prevent jagged edges from injuring embryos</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metal probe</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For positioning embryos during mounting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass bottom dishes (MatTek, P35G-1.5-14-C)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Use the appropriate cover glass thickness for your objective; part number listed here is for cover glass No. 1.5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 ml tube (BD Falcon) filled with ~5 ml embryo medium&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For rinsing residual agarose from the Pasteur pipette</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted laser scanning confocal microscope</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>A mercury arc lamp, 488 nm laser, 543 nm laser, and the appropriate filter sets are required</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heated stage</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>To maintain embryos at the optimal temperature of 28 &#176;C during the experiment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Confocal software capable of time-lapse imaging</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Must be able to define multiple positions and automatically image them at defined intervals&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25x or 40x water objective</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Objective for imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10x air objective</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Objective for photoconversion</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Immersion oil</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Immersion oil with the same refractive index as water</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measuring protein stability in living zebrafish embryos using fluorescence decay after photoconversion (fdap)

استقرار البروتين يؤثر جوانب كثيرة من الأحياء، ويمكن قياس حركية إزالة البروتينات توفر معلومات هامة في النظم البيولوجية. في التجارب FDAP، يمكن قياس إزالة البروتينات داخل الكائنات الحية. والموسومة بروتين في المصالح مع بروتين فلوري photoconvertible، أعرب في الجسم الحي وphotoconverted، ويتم رصد انخفاض في إشارة photoconverted مع مرور الوقت. ثم تم تجهيز البيانات مع نموذج التخليص المناسب لتحديد بروتين نصف الحياة. الأهم من ذلك، يمكن فحص حركية تخليص السكان من البروتين في مقصورات مختلفة من الكائنات الحية بشكل منفصل من خلال تطبيق أقنعة المجزئ. وقد استخدم هذا الأسلوب لتحديد نصف العمر البينية وخارج الخلية من البروتينات مما يشير يفرز خلال تطوير الزرد. هنا، نحن تصف بروتوكول للتجارب FDAP في الأجنة الزرد. ينبغي أن يكون من الممكن استخدام FDAP لتحديد حركية تطهيرأي بروتين taggable في أي كائن الوصول بصريا.

وقد استخدم FDAP لتحديد أعمار النصف من البروتينات مما يشير إلى خارج الخلية في الأجنة الزرد 19. واحدة من هذه البروتينات، الحول، يدفع التعبير عن الجينات mesendodermal خلال مرحلة التطور الجنيني 34. الحول-Dendra2 ينشط التعبير عن الجينات mesendodermal عند مستويات مماثلة لغير محدد ...

Watch this Scientific Journal Video about Measuring Protein Stability in Living Zebrafish Embryos Using Fluorescence Decay After Photoconversion FDAP at JoVE.com

Measuring Protein Stability in Living Zebrafish Embryos Using Fluorescence Decay After Photoconversion FDAP

وغالبا ما ينظم مستويات البروتين في الخلايا والأنسجة بإحكام بواسطة ميزان إنتاج البروتين والتخليص. باستخدام الإسفار تسوس بعد Photoconversion (FDAP)، حركية إزالة البروتينات يمكن قياسها تجريبيا في الجسم الحي.

قياس الاستقرار البروتين المتواجد في الحي اسماك الزرد الأجنة عن طريق الإسفار تسوس بعد Photoconversion (FDAP)

Protein stability influences many aspects of biology, and measuring the clearance kinetics of proteins can provide important insights into biological ...

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Measuring Protein Stability in Living Zebrafish Embryos Using Fluorescence Decay After Photoconversion (FDAP)

Mechanical Vessel Injury in Zebrafish Embryos

إصابة سفينة الميكانيكية في الزرد الأجنة

Zebrafish (Danio rerio) embryos have proven to be a powerful model for studying a variety of developmental and disease processes.  External development ...

Imaging Subcellular Structures in the Living Zebrafish Embryo

التصوير الهياكل التحت خلوية في الأجنة الحية اسماك الزرد

In vivo imaging provides unprecedented access to the dynamic behavior of cellular and subcellular structures in their natural context. Performing such ...

Analyzing In Vivo Cell Migration using Cell Transplantations and Time-lapse Imaging in Zebrafish Embryos

Analyzing In Vivo Cell Migration using Cell Transplantations and Time-lapse Imaging in Zebrafish Embryos

تحليل<em&gt; في فيفو</em&gt; الهجرة الخلية باستخدام الزرع خلية والتصوير الوقت الفاصل في الزرد الأجنة

Cell migration is key to many physiological and pathological conditions, including cancer metastasis. The cellular and molecular bases of cell migration ...

Using Light Sheet Fluorescence Microscopy to Image Zebrafish Eye Development

باستخدام ورقة ضوء مضان المجهري لصورة التنمية الزرد العين

Light sheet fluorescence microscopy (LSFM) is gaining more and more popularity as a method to image embryonic development. The main advantages of LSFM ...

Biosensing Motor Neuron Membrane Potential in Live Zebrafish Embryos

بيوسنسينغ موتور الخلايا العصبية الغشاء المحتملة في الأجنة الزرد الحية

The protocols described here are designed to allow researchers to study cell communication without altering the integrity of the environment in which the ...

Light Sheet-based Fluorescence Microscopy of Living or Fixed and Stained Tribolium castaneum Embryos

Light Sheet-based Fluorescence Microscopy of Living or Fixed and Stained Tribolium castaneum Embryos

مضان المجهر المعيشة أو الثابتة والملون على أساس ورقة الخفيفة<em&gt; خنفساء الدقيق الحمراء</em&gt; الأجنة

The red flour beetle Tribolium castaneum has become an important insect model organism in developmental genetics and evolutionary developmental biology. ...

Induction of Hypoxia in Living Frog and Zebrafish Embryos

تحريض نقص الأكسجة في الضفدع الحي والأجنة الزرد

Here, we introduce a novel system for hypoxia induction, which we developed to study the effects of hypoxia in aquatic organisms such as frog and ...

Single-cell Photoconversion in Living Intact Zebrafish

فوتوكونفيرسيون خلية واحدة في معيشة سليمة الزرد

Animal and plant tissue is composed of distinct populations of cells. These cells interact over time to build and maintain the tissue and can cause ...

Following Endocardial Tissue Movements via Cell Photoconversion in the Zebrafish Embryo

حركات للوفلر الأنسجة التالية عن طريق فوتوكونفيرسيون خلية في الجنين الزرد

During embryogenesis, cells undergo dynamic changes in cell behavior, and deciphering the cellular logic behind these changes is a fundamental goal in the ...

Whole Mount Immunohistochemistry in Zebrafish Embryos and Larvae

كامل جبل المناعة الكيمياء في الأجنة حمار وحشي واليرقات

Immunohistochemistry is a widely used technique to explore protein expression and localization during both normal developmental and disease states. ...