Name: cell-cell fusion of genome edited cell lines for perturbation of cellular structure and function
Uploaded: 2019-12-07T17:00:00
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Este trabalho foi financiado por um Wellcome Trust Henry Wellcome Fellowship para R.M. (https://wellcome.ac.uk/grant número 100090/12/Z). O financiador não teve nenhum papel no projeto do estudo, coleta e análise de dados, decisão de publicar ou preparação do manuscrito. Agradecemos a Ashok Venkitaraman e Paul French por conselhos críticos e orientações sobre o projeto. Agradecemos a Chiara Cossetti e Gabriela Grondys-Kotarba no Instituto de Pesquisa Médica de Cambridge Flow Citometria facilidade para um excelente apoio. Agradecemos a Liam Cassiday, Thomas Miller e Gianmarco Contino pela revisão do manuscrito.

1. Rotulagem de células fluorescentes diferenciais
<ol><li>Marcação de genes com CRISPR Cas9<ol>
<li>Use crispr cas9 genoma edição para tag rootletin (ou outros genes de interesse) com as proteínas fluorescentes meGFP ou mScarlet-I em linhas de células cancerosas humanas. Nota: Protocolos detalhados para edição do genoma são cobertos em outros lugares24,25,26.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Rotulagem de c...

<ol>
	<li>Lane, 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> Power, Sex, Suicide: Mitochondria and the meaning of life. , (2006).</li><li>Brukman, N. G., Uygur, B., Podbilewicz, B., Chernomordik, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+cells+fuse.">How cells fuse.</a> The Journal of Cell Biology. 218 (5), 1436-1451 (2019).</li><li>K&#246;hler, G., Milstein, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+cultures+of+fused+cells+secreting+antibody+of+predefined+specificity.">Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity.</a> Nature. 256 (5517), 495-497 (1975).</li><li>Rao, P. N., Johnson, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mammalian+Cell+Fusion:+Studies+on+the+Regulation+of+DNA+Synthesis+and+Mitosis.">Mammalian Cell Fusion: Studies on the Regulation of DNA Synthesis and Mitosis.</a> Nature. 225 (5228), 159-164 (1970).</li><li>Lengauer, C., Kinzler, K. W., Vogelstein, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+instability+in+colorectal+cancers.">Genetic instability in colorectal cancers.</a> Nature. 386 (6625), 623-627 (1997).</li><li>Fournier, R. E., Ruddle, F. 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M., Kirak, O., Suh, H., Jaenisch, R., Voldman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+control+of+cell+pairing+and+fusion.">Microfluidic control of cell pairing and fusion.</a> Nature Methods. 6 (2), 147-152 (2009).</li><li>Donaldson, J., Shi, R., Borgens, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polyethylene+glycol+rapidly+restores+physiological+functions+in+damaged+sciatic+nerves+of+guinea+pigs.">Polyethylene glycol rapidly restores physiological functions in damaged sciatic nerves of guinea pigs.</a> Neurosurgery. 50 (1), 147-157 (2002).</li><li>Duelli, D. M., Hearn, S., Myers, M. P., Lazebnik, 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+primate+virus+generates+transformed+human+cells+by+fusion.">A primate virus generates transformed human cells by fusion.</a> The Journal of Cell Biology. 171 (3), 493-503 (2005).</li><li>Duelli, D. M., Lazebnik, Y. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Primary+cells+suppress+oncogene-dependent+apoptosis.">Primary cells suppress oncogene-dependent apoptosis.</a> Nature Cell Biology. 2 (11), 859-862 (2000).</li><li>Duelli, D. M., 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=A+virus+causes+cancer+by+inducing+massive+chromosomal+instability+through+cell+fusion.">A virus causes cancer by inducing massive chromosomal instability through cell fusion.</a> Current Biology. 17 (5), 431-437 (2007).</li><li>Paramio, J. M., Casanova, M. L., Alonso, A., Jorcano, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Keratin+intermediate+filament+dynamics+in+cell+heterokaryons+reveals+diverse+behaviour+of+different+keratins.">Keratin intermediate filament dynamics in cell heterokaryons reveals diverse behaviour of different keratins.</a> Journal of Cell Science. 110, 1099-1111 (1997).</li><li>Lentz, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PEG+as+a+tool+to+gain+insight+into+membrane+fusion.">PEG as a tool to gain insight into membrane fusion.</a> European Biophysics Journal. 36 (4-5), 315-326 (2007).</li><li>Lentz, B. R., Lee, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poly(ethylene+glycol)+(PEG)-mediated+fusion+between+pure+lipid+bilayers:+a+mechanism+in+common+with+viral+fusion+and+secretory+vesicle+release?.">Poly(ethylene glycol) (PEG)-mediated fusion between pure lipid bilayers: a mechanism in common with viral fusion and secretory vesicle release?.</a> Molecular Membrane Biology. 16 (4), 279-296 (1999).</li><li>Pontecorvo, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+of+mammalian+somatic+cell+hybrids+by+means+of+polyethylene+glycol+treatment.">Production of mammalian somatic cell hybrids by means of polyethylene glycol treatment.</a> Somatic Cell Genetics. 1 (4), 397-400 (1975).</li><li>Okada, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+giant+polynuclear+cell+formation+caused+by+HVJ+virus+from+Ehrlich's+ascites+tumor+cells.+I.+Microscopic+observation+of+giant+polynuclear+cell+formation.">Analysis of giant polynuclear cell formation caused by HVJ virus from Ehrlich's ascites tumor cells. I. Microscopic observation of giant polynuclear cell formation.</a> Experimental Cell Research. 26, 98-107 (1962).</li><li>Zimmermann, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electric+field-mediated+fusion+and+related+electrical+phenomena.">Electric field-mediated fusion and related electrical phenomena.</a> Biochimica et Biophysica Acta. 694 (3), 227-277 (1982).</li><li>Hu, C., 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=Fusion+of+cells+by+flipped+SNAREs.">Fusion of cells by flipped SNAREs.</a> Science. 300 (5626), 1745-1749 (2003).</li><li>Bahadori, A., Lund, A. R., Semsey, S., Oddershede, L. B., Bendix, 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=Controlled+cellular+fusion+using+optically+trapped+plasmonic+nano-heaters.">Controlled cellular fusion using optically trapped plasmonic nano-heaters.</a> Optical Trapping and Optical Micromanipulation XIII. 9922, 992211 (2016).</li><li>Kao, K. N., Michayluk, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+method+for+high-frequency+intergeneric+fusion+of+plant+protoplasts.">A method for high-frequency intergeneric fusion of plant protoplasts.</a> Planta. 115 (4), 355-367 (1974).</li><li>Ahkong, Q. F., Fisher, D., Tampion, W., Lucy, J. A. <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+cell+fusion.">Mechanisms of cell fusion.</a> Nature. 253 (5488), 194-195 (1975).</li><li>Mahen, R., Venkitaraman, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pattern+formation+in+centrosome+assembly.">Pattern formation in centrosome assembly.</a> Current Opinion in Cell Biology. 24 (1), 14-23 (2012).</li><li>Mahen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stable+centrosomal+roots+disentangle+to+allow+interphase+centriole+independence.">Stable centrosomal roots disentangle to allow interphase centriole independence.</a> PLoS Biology. 16 (4), e2003998 (2018).</li><li>Mahen, 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=Comparative+assessment+of+fluorescent+transgene+methods+for+quantitative+imaging+in+human+cells.">Comparative assessment of fluorescent transgene methods for quantitative imaging in human cells.</a> Molecular Biology of the Cell. 25 (22), 3610-3618 (2014).</li><li>Ran, F. 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=Genome+engineering+using+the+CRISPR-Cas9+system.">Genome engineering using the CRISPR-Cas9 system.</a> Nature Protocols. 8 (11), 2281-2308 (2013).</li><li>Yang, J., Shen, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polyethylene+glycol-mediated+cell+fusion.">Polyethylene glycol-mediated cell fusion.</a> Methods in Molecular Biology. 325, 59-66 (2006).</li><li>Huang, L., Chen, Y., Huang, W., Wu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+pairing+and+polyethylene+glycol+(PEG)-mediated+cell+fusion+using+two-step+centrifugation-assisted+single-cell+trapping+(CAScT).">Cell pairing and polyethylene glycol (PEG)-mediated cell fusion using two-step centrifugation-assisted single-cell trapping (CAScT).</a> Lab on a Chip. 18 (7), 1113-1120 (2018).</li><li>Feliciano, D., Nixon-Abell, J., Lippincott-Schwartz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Triggered+Cell-Cell+Fusion+Assay+for+Cytoplasmic+and+Organelle+Intermixing+Studies.">Triggered Cell-Cell Fusion Assay for Cytoplasmic and Organelle Intermixing Studies.</a> Current Protocols in Cell Biology. 81 (1), e61 (2018).</li><li>Vaughan, V. L., Hansen, D., Stadler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parameters+of+polyethylene+glycol-induced+cell+fusion+and+hybridization+in+lymphoid+cell+lines.">Parameters of polyethylene glycol-induced cell fusion and hybridization in lymphoid cell lines.</a> Somatic Cell Genetics. 2 (6), 537-544 (1976).</li><li>Frye, L. D., Edidin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+rapid+intermixing+of+cell+surface+antigens+after+formation+of+mouse-human+heterokaryons.">The rapid intermixing of cell surface antigens after formation of mouse-human heterokaryons.</a> Journal of Cell Science. 7 (2), 319-335 (1970).</li><li>Mattenberger, Y., James, D. I., Martinou, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fusion+of+mitochondria+in+mammalian+cells+is+dependent+on+the+mitochondrial+inner+membrane+potential+and+independent+of+microtubules+or+actin.">Fusion of mitochondria in mammalian cells is dependent on the mitochondrial inner membrane potential and independent of microtubules or actin.</a> FEBS Letters. 538 (1-3), 53-59 (2003).</li><li>Kerbel, R. S., Lagarde, A. E., Dennis, J. W., Donaghue, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneous+fusion+in+vivo+between+normal+host+and+tumor+cells:+possible+contribution+to+tumor+progression+and+metastasis+studied+with+a+lectin-resistant+mutant+tumor.">Spontaneous fusion in vivo between normal host and tumor cells: possible contribution to tumor progression and metastasis studied with a lectin-resistant mutant tumor.</a> Molecular and Cellular Biology. 3 (4), 523-538 (1983).</li></ol>

Demonstramos um protocolo fácil e econômico para a fusão de células e a visualização da arquitetura subsequente de híbridos celulares com microscopia, levando aproximadamente dois dias do início ao fim. Partes críticas deste protocolo são o enriquecimento de células fundidas por classificação celular (seção 3 protocolar), e validação cuidadosa de células fundidas por microscopia (seção de protocolo 4). Estas seções garantem que as células fundidas são facilmente obtidas e são heterokaryons de boa...

A manutenção homeostática da estrutura celular é fundamental para a vida. As células têm morfologias características, números de organelasubcelulares e composição bioquímica interna. Compreender como essas propriedades fundamentais são geradas e como elas dão errado durante a doença requer ferramentas de laboratório para perturbá-las.
A fusão celular é a fusão de duas ou mais células separadas. A fusão celular pode ter sido fundamental para o surgimento da vida eucariótica1. No corpo humano, a fusão celular é relativamente rara, ocorrendo durante circunstâncias de desenvolvimento restritas e tipos de tecido, como durante a fertilização ou a formação de músculo, osso e a placenta2. Este protocolo descreve a indução da fusão celular-célula em linhas celulares da cultura do tecido com organelas diferencialmente rotuladas fluorescentemente, como uma ferramenta para entender os mecanismos que controlam a estrutura e a função celular.
A fusão celular induzida in vitro é central para a produção de anticorpos monoclonais3,uma ferramenta importante para pesquisa biológica e tratamento de doenças. A fusão celular também tem sido usada para fazer muitas perguntas biológicas de células fundamentais diferentes sobre a dominância do ciclo celular4,aneuploide5,6,reprogramação celular7,8,o reparo dos neurônios danificados9,proliferação viral10, apoptose11, tumorigênese12,dinâmica citosquelética13,e fusão de membrana14,15. Métodos baseados em laboratório para induzir a fusão celular-célula16,17,18,19 induzir a coalescência da membrana lipídica através da fusão física de dois bilayers em um. A fusão celular pode ser induzida pela eletricidade18,métodos baseados em virais17,aquecimento termoplósma20,expressão transgênica19,e produtos químicos, incluindo polietileno glicol (PEG)16,21,22.
Os centros são centros organizadores de microtúbulos que controlam a forma celular, a motilidade, a polarização e a divisão23. Raízes centrosomal são estruturas fibrosas que se estendem de centrossomes contendo a raiz de proteína24 (codificada pelo gene CROCC). Recentemente usamos a fusão celular-célula para entender como a posição e o número centrosome variam dentro dos heterokaryons em relação às células parentais24. A lógica por trás do uso deste método é rastrear a célula de origem das raízes dentro de um heterokaryon após a fusão de células parentais diferencialmente fluorescentes marcadas e, portanto, a fusão e fissão de organela de imagem. As proteínas fluorescentemente marcadas rootletin-meGFP ou rootletin-mScarlet-I são criados pela edição do genoma em linhas celulares separadas que são então fundidos pela fusão celular peg-mediada. Descrevemos o uso de corantes celulares(Tabela de Materiais)para identificar células fundidas por citometria de fluxo e subsequente identificação de microscopia de fluorescência da célula de origem e morfologia centrosome (Figura 1). Esta abordagem é um método robusto e único para estudar como as principais mudanças no estado celular, incluindo o número organela impinge sobre a homeostase celular.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>15 ml tube</td>
			<td>Sarstedt</td>
			<td>62554502</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>37% formaldehyde solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F8875</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>880 Laser Scanning Confocal Airyscan Microscope</td>
			<td>Carl Zeiss</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8-well imaging dishes</td>
			<td>Ibidi</td>
			<td>80826</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-GFP alpaca GFP booster nanobody</td>
			<td>Chromotek</td>
			<td>gba-488</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD Influx Cell Sorter</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum albumin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A7906</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Filters (70um)</td>
			<td>Biofil</td>
			<td>CSS010070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CellTrace Far Red</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>C34572</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CellTrace Violet</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>C34571</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Modified Eagle Medium (DMEM), high glucose, GlutaMAX, pyruvate</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>31966021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>10270-106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FluoTag-X2 anti-mScarlet-I alpaca nanobody</td>
			<td>NanoTag Biotechnologies</td>
			<td>N1302-At565</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L15 CO2 independent imaging medium</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>21083027</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin/streptomycin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>15140122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phenol red free DMEM, high glucose</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>21063029</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffered saline (1 x PBS)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>8 g NaCl, 0.2 g KCl, 1.44 g Na2HPO4, 0.24 g KH2HPO4, dH2O up to 1L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene Glycol Hybri-Max 1450</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P7181</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polypropylene tubes</td>
			<td>BD Falcon</td>
			<td>352063</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Fisher BioReagents</td>
			<td>BP151</td>
			<td>nonionic surfactant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T4049</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tween 20</td>
			<td>Fisher BioReagents</td>
			<td>BP337</td>
			<td>nonionic detergent</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

cell-cell fusion of genome edited cell lines for perturbation of cellular structure and function

A vida é espacialmente divisória dentro das membranas lipídicas para permitir a formação isolada de estados moleculares distintos dentro de células e organelas. A fusão celular é a fusão de duas ou mais células para formar uma única célula. Aqui nós fornecemos um protocolo para a fusão celular de dois tipos de células diferentes. As células híbridas fundidas são enriquecidas pela classificação baseada em citometria de fluxo, seguida supérpia de fluorescência da estrutura e função das células híbridas. As proteínas fluorescentemente marcadas geradas pela edição do genoma são imagemdas dentro de células fundidas, permitindo que estruturas celulares sejam identificadas com base na emissão de fluorescência e referenciadas de volta ao tipo de origem celular. Este método robusto e geral pode ser aplicado a diferentes tipos de células ou organelas de interesse, para compreender a estrutura celular e função em uma série de questões biológicas fundamentais.

Células devidamente rotuladas são visíveis durante a citometria de fluxo por sinal de fluorescência maior do que as células de controle não rotuladas (Figura 2A). As portas são ajustadas para a classificação de pilhas positivas dobro, enriquecendo esta população diretamente em pratos da imagem latente para umas análises microscópicas mais adicionais. As células fundidas são detectáveis como células distintas duplamente positi...

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Cell-cell Fusion of Genome Edited Cell Lines for Perturbation of Cellular Structure and Function

O objetivo deste protocolo é fundir dois tipos de células diferentes para criar células híbridas. A análise da microscopia da fluorescência de pilhas fundidas é usada para seguir a pilha da origem de organelas celulares. Este ensaio pode ser usado para explorar como a estrutura celular e função responder à perturbação por fusão celular.

Fusão célula-célula de linhas celulares editados do genoma para perturbação da estrutura celular e função

Life is spatially partitioned within lipid membranes to allow the isolated formation of distinct molecular states inside cells and organelles. Cell fusion ...

Este método permite que a estrutura e a função celular sejam perturbadas através da fusão de dois tipos diferentes de células para abordar questões como como as células respondem às mudanças no número de organela. Por meio de proteínas fluorescentes marcadas fluorescentes dentro de células fundidas, as estruturas celulares podem ser referenciadas de volta ao seu tipo de origem celular para estudar os mecanismos da organela homeostase e função. Para rotular corantes fluorescentes, veja as populações de células cancerígenas humanas de interesse de tal forma que cada cultura terá se expandido para pelo menos seis vezes 10 para a sexta células em uma confluência de 70 a 90% até a manhã seguinte.No dia da rotulagem, lave as células rootletin eGFP e rootletin-mScarlet duas vezes com 10 mililitros de PBS por lavagem. Diluir corante de células violetas a 500 nanomolares em PBS e corante de células vermelhas para 200 nanomolar em PBS. Rotule as células rootletin eGFP com o corante de células violeta diluída e as células rootletin-mScarlet com o corante diluído de células Far Red por um minuto à temperatura ambiente.No final das incubações, pare as reações com 10 mililitros de DMEM por cinco minutos. Lave as culturas celulares rotuladas e uma cultura celular parental sem rótulos com 10 mililitros de PBS fresco antes de incubar todas as culturas com um mililitro de trippsina pré-armada. Ao final da incubação, transfira as soluções celulares separadas para tubos cônicos individuais de 15 mililitros para centrifugação e resuspenque suavemente as pelotas rotuladas de corante em um mililitro de PBS e as células sem rótulo em um mililitro de DMEM.Em seguida, devolva todas as amostras de células para a incubadora de cultura celular. Para o experimento de fusão celular, misture 500 microliters de células rotuladas de corante violeta com 500 microliters de células rotuladas de corante Far Red em um novo tubo de 15 mililitros e sedimentar as células rotuladas não misturadas restantes por centrifugação. Resuspenda as pelotas em um mililitro de DMEM fresco e coloque as células de volta na incubadora.Colete as células mistas por centrifugação e adicione 700 microliters de 50%1450 PEG de forma em gota à pelota durante um período de 30 segundos. Após 3,5 minutos em temperatura ambiente, adicione 10 mililitros de DMEM sem soro em forma de gota durante um período de 30 segundos e coloque os tubos na incubadora por 10 minutos. No final da incubação, sedimente as células mistas por centrifugação e resuspenque suavemente a pelota em um mililitro de meio completo.Para enriquecer para a população celular fundida pela FACS, filtre suavemente todas as células em tubos FACS individuais através de um filtro de 70 micrômetros e crie dispersão dianteira versus dispersão lateral e parcelas de discriminação duplas no software do cítmetro. Execute as células não rotuladas para registrar sua intensidade de fluorescência e criar portões para identificar as células fundidas. Em seguida, execute as células rotuladas de corante Violeta positiva para confirmar que não há derramamento de sinal violeta no canal Far Red e as células rotuladas de corante far vermelho positivo para confirmar que não há sinal far vermelho no canal Violet.Em seguida, execute brevemente a amostra de fusão para confirmar que as células fundidas são visíveis com esses portões. Quando os parâmetros de classificação tiverem sido definidos, alinhe o fluxo de classificação centralmente em um prato de imagem de oito poços contendo 100 microliters de meio de crescimento e classifique as células fundidas duplamente positivas diretamente no prato. Quando todas as células tiverem sido classificadas, coloque imediatamente o prato na incubadora de cultura celular por duas a 16 horas.Para coloração imunofluorescente, substitua primeiro a cultura celular supernadante por 200 microlitres de 4% paraformaldeído para uma incubação de 15 minutos à temperatura ambiente. Ao final da fixação, lave as células três vezes com 200 microliters de PBS por lavagem antes de permeabilizar as células em 200 microliters de 0,1% surfactante noniônico por 10 minutos à temperatura ambiente. Em seguida, bloqueie a ligação inespecífica com 200 microliters de 3% de albumina de soro bovino na PBS por 30 minutos à temperatura ambiente, seguida pela rotulagem com os anticorpos de interesse em 150 microliters de tampão de coloração.Após uma hora em temperatura ambiente, lave as células duas vezes em 300 microliters de PBS por cinco minutos por lavagem. Após a última lavagem, substitua a lavagem por 200 microliters de PBS fresco. Para adquirir imagens das células fundidas, use um microscópio de fluorescência apropriado capaz de imagens de quatro cores e colete imagens tridimensionais.Células adequadamente rotuladas são visíveis durante a citometria de fluxo por sinal fluorescente em um nível mais alto do que células de controle não rotuladas. Os portões podem ser definidos para triagem para enriquecer para a população celular dupla positiva diretamente em pratos de imagem para análise microscópica. A fusão induz um grande rearranjo da arquitetura celular através da mistura de duas células em uma.Heterocayons são identificados como células contendo ambos os sinais de corante fluorescente misturados dentro de uma única célula sem intervir membranas plasmáticas. Além disso, dois núcleos também podem ser visíveis em células fundidas por imagens de Brightfield. A estrutura e função celular podem ser mais investigadas através da fusão de células contendo proteínas etiquetadas meGFP e mScarlet.A fusão resulta em uma duplicação do número centralo dentro de heterocayons visíveis como pelo menos quatro focos de material pericentriolar quando o componente pericentriolar centrosome NEDD1 é marcado fluorescentemente. A fusão de células com rootletina marcada endogenosamente fluorescente permite que a célula de origem de cada centrosome seja identificada em um heterocaion. Este protocolo demonstra como fundir linhas celulares rotuladas diferencialmente e como imaginar suas organelas para entender sua estrutura e função.Este protocolo robusto é relativamente fácil e relativamente barato de executar em comparação com métodos semelhantes. Esta técnica pode ser usada para fazer uma série de perguntas, como como a fusão de organela é regulada e como as células respondem a mudanças no número de organela subcelular.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Method of Studying Palatal Fusion using Static Organ Culture

Método de Estudar Palatal Fusão usando estático Órgão Cultura

Cleft lip and palate are among the most common of all birth defects. The secondary palate forms from mesenchymal shelves covered with epithelium that ...

Biologia do Desenvolvimento

Establishment of Genome-edited Human Pluripotent Stem Cell Lines: From Targeting to Isolation

Estabelecimento de Genoma-editados pluripotentes humanas Lines Stem Cell: A partir de Segmentação de Isolamento

Genome-editing of human pluripotent stem cells (hPSCs) provides a genetically controlled and clinically relevant platform from which to understand human ...

Microinjection for Transgenesis and Genome Editing in Threespine Sticklebacks

Microinjeção para Transgénese e Genoma Edição na Threespine Sticklebacks

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