Name: density gradient ultracentrifugation for investigating endocytic recycling in mammalian cells
Uploaded: 2021-06-30T13:15:00
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Questo lavoro è stato sostenuto da fondi del Research Grants Council di Hong Kong, del programma di sovvenzioni dirette CUHK, del fondo di dotazione United College e del TUYF Charitable Trust. Le cifre di questo lavoro sono state adattate dalla nostra precedente pubblicazione, "ARF6-Rac1 signaling-mediated neurite outgrowth is potentiated by the neuronal adaptor FE65 through orchestrating ARF6 and ELMO1" pubblicata sul FASEB Journal nell'ottobre 2020.

1. Coltura e trasfezione cellulare di mammiferi
<ol><li>Piastra 2 x 106 celle in una pala di coltura da 100 mm. Utilizzare quattro piatti per ogni trasfezione. NOTA: il numero di celle necessarie può variare a seconda delle diverse linee di cella. L'ottimizzazione può essere necessaria prima di procedere alla fase di isolamento.</li>
	<li>Il giorno successivo, trasfettare le cellule con Lipofectamine secondo le istruzioni del produttore.</li>
</ol>2. Raccolta delle cellule
<ol>...

<ol>
	<li>Elkin, S. R., Lakoduk, A. M., Schmid, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endocytic+pathways+and+endosomal+trafficking:+a+primer.">Endocytic pathways and endosomal trafficking: a primer.</a> Wiener Medizinische Wochenschrift. 166 (7-8), 196-204 (2016).</li><li>Kumari, S., Mg, S., Mayor, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endocytosis+unplugged:+multiple+ways+to+enter+the+cell.">Endocytosis unplugged: multiple ways to enter the cell.</a> Cell Research. 20 (3), 256-275 (2010).</li><li>Naslavsky, N., Caplan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+enigmatic+endosome+-+sorting+the+ins+and+outs+of+endocytic+trafficking.">The enigmatic endosome - sorting the ins and outs of endocytic trafficking.</a> Journal of Cell Science. 131 (13), (2018).</li><li>Cullen, P. J., Steinberg, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=To+degrade+or+not+to+degrade:+mechanisms+and+significance+of+endocytic+recycling.">To degrade or not to degrade: mechanisms and significance of endocytic recycling.</a> Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 19, 679-696 (2018).</li><li>Weeratunga, S., Paul, B., Collins, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recognising+the+signals+for+endosomal+trafficking.">Recognising the signals for endosomal trafficking.</a> Current Opinion in Cell Biology. 65, 17-27 (2020).</li><li>Khan, I., Steeg, 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=Endocytosis:+a+pivotal+pathway+for+regulating+metastasis.">Endocytosis: a pivotal pathway for regulating metastasis.</a> British Journal of Cancer. 124 (1), 66-75 (2021).</li><li>Grant, B. D., Donaldson, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathways+and+mechanisms+of+endocytic+recycling.">Pathways and mechanisms of endocytic recycling.</a> Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 10 (9), 597-608 (2009).</li><li>Maxfield, F. R., McGraw, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endocytic+recycling.">Endocytic recycling.</a> Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 5 (2), 121-132 (2004).</li><li>McDonald, 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=Explosion+in+the+complexity+of+membrane+protein+recycling.">Explosion in the complexity of membrane protein recycling.</a> American Journal of Physiology. Cell Physiology. 320 (4), 483-494 (2021).</li><li>O'Sullivan, M. J., Lindsay, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Endosomal+Recycling+pathway-at+the+crossroads+of+the+cell.">The Endosomal Recycling pathway-at the crossroads of the cell.</a> International Journal of Molecular Sciences. 21 (17), 6074 (2020).</li><li>D'Souza-Schorey, C., Li, G., Colombo, M. I., Stahl, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+regulatory+role+for+ARF6+in+receptor-mediated+endocytosis.">A regulatory role for ARF6 in receptor-mediated endocytosis.</a> Science. 267 (5201), 1175-1178 (1995).</li><li>Schweitzer, J. K., Sedgwick, A. E., D'Souza-Schorey, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ARF6-mediated+endocytic+recycling+impacts+cell+movement,+cell+division+and+lipid+homeostasis.">ARF6-mediated endocytic recycling impacts cell movement, cell division and lipid homeostasis.</a> Seminars in Cell and Developmental Biology. 22 (1), 39-47 (2011).</li><li>Finicle, B. 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=Sphingolipids+inhibit+endosomal+recycling+of+nutrient+transporters+by+inactivating+ARF6.">Sphingolipids inhibit endosomal recycling of nutrient transporters by inactivating ARF6.</a> Journal of Cell Science. 131 (12), (2018).</li><li>Lu, 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=APE1+upregulates+MMP-14+via+redox-sensitive+ARF6-mediated+recycling+to+promote+cell+invasion+of+esophageal+adenocarcinoma.">APE1 upregulates MMP-14 via redox-sensitive ARF6-mediated recycling to promote cell invasion of esophageal adenocarcinoma.</a> Cancer Research. 79 (17), 4426-4438 (2019).</li><li>Qi, 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=Arf6-driven+endocytic+recycling+of+CD147+determines+HCC+malignant+phenotypes.">Arf6-driven endocytic recycling of CD147 determines HCC malignant phenotypes.</a> Journal of Experimental and Clinical Cancer Research. 38 (1), 471 (2019).</li><li>Crupi, M. J. 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=GGA3-mediated+recycling+of+the+RET+receptor+tyrosine+kinase+contributes+to+cell+migration+and+invasion.">GGA3-mediated recycling of the RET receptor tyrosine kinase contributes to cell migration and invasion.</a> Oncogene. 39 (6), 1361-1377 (2020).</li><li>Gamara, 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=Assessment+of+Arf6+deletion+in+PLB-985+differentiated+in+neutrophil-like+cells+and+in+mouse+neutrophils:+impact+on+adhesion+and+migration.">Assessment of Arf6 deletion in PLB-985 differentiated in neutrophil-like cells and in mouse neutrophils: impact on adhesion and migration.</a> Mediators of Inflammation. 2020, 2713074 (2020).</li><li>Santy, L. C., Ravichandran, K. S., Casanova, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+DOCK180/Elmo+complex+couples+ARNO-mediated+Arf6+activation+to+the+downstream+activation+of+Rac1.">The DOCK180/Elmo complex couples ARNO-mediated Arf6 activation to the downstream activation of Rac1.</a> Current Biology. 15 (19), 1749-1754 (2005).</li><li>Wibo, M., Dumont, J. E., Brown, B. L., Marshall, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+fractionation+by+centrifugation+methods.">Cell fractionation by centrifugation methods.</a> Eukaryotic Cell Function and Growth: Regulation by Intracellular Cyclic Nucleotides. , 1-17 (1976).</li><li>Kelly, E. E., Horgan, C. P., McCaffrey, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rab11+proteins+in+health+and+disease.">Rab11 proteins in health and disease.</a> Biochemical Society Transactions. 40 (6), 1360-1367 (2012).</li><li>Li, 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=Neuronal+adaptor+FE65+stimulates+Rac1-mediated+neurite+outgrowth+by+recruiting+and+activating+ELMO1.">Neuronal adaptor FE65 stimulates Rac1-mediated neurite outgrowth by recruiting and activating ELMO1.</a> The Journal of Biological Chemistry. 293 (20), 7674-7688 (2018).</li><li>Chan, W. W. R., Li, W., Chang, R. C. C., Lau, K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ARF6-Rac1+signaling-mediated+neurite+outgrowth+is+potentiated+by+the+neuronal+adaptor+FE65+through+orchestrating+ARF6+and+ELMO1.">ARF6-Rac1 signaling-mediated neurite outgrowth is potentiated by the neuronal adaptor FE65 through orchestrating ARF6 and ELMO1.</a> FASEB Journal: Official Publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology. 34 (12), 16397-16413 (2020).</li><li>Huber, L. A., Pfaller, K., Vietor, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organelle+proteomics:+implications+for+subcellular+fractionation+in+proteomics.">Organelle proteomics: implications for subcellular fractionation in proteomics.</a> Circulation Research. 92 (9), 962-968 (2003).</li><li>Fleischer, S., Kervina, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subcellular+fractionation+of+rat+liver.">Subcellular fractionation of rat liver.</a> Methods in Enzymology. 31, 6-41 (1974).</li><li>Marsh, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endosome+and+lysosome+purification+by+free-flow+electrophoresis.">Endosome and lysosome purification by free-flow electrophoresis.</a> Methods in Cell Biology. 31, 319-334 (1989).</li><li>Stasyk, T., Huber, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zooming+in:+fractionation+strategies+in+proteomics.">Zooming in: fractionation strategies in proteomics.</a> Proteomics. 4 (12), 3704-3716 (2004).</li><li>Iordachescu, A., Hulley, P., Grover, L. 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+novel+method+for+the+collection+of+nanoscopic+vesicles+from+an+organotypic+culture+model.">A novel method for the collection of nanoscopic vesicles from an organotypic culture model.</a> RSC Advances. 8 (14), 7622-7632 (2018).</li><li>Chavrier, P., vander Sluijs, P., Mishal, Z., Nagelkerken, B., Gorvel, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+endosome+membrane+dynamics+characterized+by+flow+cytometry.">Early endosome membrane dynamics characterized by flow cytometry.</a> Cytometry. 29 (1), 41-49 (1997).</li><li>Chasan, A. I., Beyer, M., Kurts, C., Burgdorf, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+a+specialized,+antigen-loaded+early+endosomal+subpopulation+by+flow+cytometry.">Isolation of a specialized, antigen-loaded early endosomal subpopulation by flow cytometry.</a> Methods in Molecular Biology. 960, 379-388 (2013).</li><li>Thapa, 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=Phosphatidylinositol-3-OH+kinase+signaling+is+spatially+organized+at+endosomal+compartments+by+microtubule-associated+protein+4.">Phosphatidylinositol-3-OH kinase signaling is spatially organized at endosomal compartments by microtubule-associated protein 4.</a> Nature Cell Biology. 22 (11), 1357-1370 (2020).</li><li>Guimaraes de Araujo, M. E., Fialka, I., Huber, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Endocytic Organelles: Methods For Preparation And Analysis. In eLS. , (2001).</li><li>Rickwood, D., Graham, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Centrifugation Techniques. , (2015).</li><li>Lamberti, G., de Araujo, M. E., Huber, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+macrophage+early+and+late+endosomes+by+latex+bead+internalization+and+density+gradient+centrifugation.">Isolation of macrophage early and late endosomes by latex bead internalization and density gradient centrifugation.</a> Cold Spring Harbor Protocols. 2015 (12), (2015).</li><li>Urbanska, A., Sadowski, L., Kalaidzidis, Y., Miaczynska, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biochemical+characterization+of+APPL+endosomes:+the+role+of+annexin+A2+in+APPL+membrane+recruitment.">Biochemical characterization of APPL endosomes: the role of annexin A2 in APPL membrane recruitment.</a> Traffic. 12 (9), 1227-1241 (2011).</li></ol>

Il protocollo di cui sopra delinea le procedure per isolare gli endosomi di riciclaggio dalle cellule coltivate mediante ultracentrifugazione. L'affidabilità di questo metodo è stata dimostrata dall'ultima pubblicazione22, dimostrando che gli endosomi di riciclaggio sono isolati con successo da altri organelli (Figura 1), come l'apparato di Golgi e i mitocondri. Alcuni passaggi critici devono essere prestati attenzione per ottenere un buon risultato di separazione. ...

Il traffico endosomiale è un processo fisiologico essenziale che coinvolge vari eventi biologici1, ad esempio il trasporto di recettori di segnalazione, canali ionici e molecole di adesione. Le proteine localizzate nella membrana plasmatica sono internalizzate dall'endocitosi2. Le proteine internalizzate vengono quindi selezionate dall'endosoma precoce3. Alcune delle proteine sono mirate ai lisosomi per la degradazione4. Tuttavia, una quantità significativa di proteine viene riciclata sulla superficie cellulare mediante un rapido riciclaggio e processi di riciclaggio lenti. Nel riciclaggio veloce, le proteine lasciano gli endosomi precoci e ritornano direttamente alla membrana plasmatica. Al contrario, nel riciclaggio lento, le proteine vengono prima selezionate nel compartimento di riciclaggio endocitico e quindi trasportate di nuovo alla membrana plasmatica. Varie proteine di carico, ad esempio clatrina, complesso retromero, complesso retriever e proteina della sindrome di Wiskott-Aldrich e complesso SCAR Homologue (WASH), partecipano a tali processi di riciclaggio della membrana4,5,6,7,8,9. L'equilibrio dell'endocitosi e dell'evento di riciclaggio è cruciale per la sopravvivenza cellulare e contribuisce a vari eventi cellulari10, ad esempio, adesione cellulare, migrazione cellulare, polarità cellulare e trasduzione del segnale.
ARF6, una piccola GTPasi, è un regolatore segnalato del traffico endocitico7,11,12. Di interesse, vari gruppi di ricerca hanno illustrato l'importanza dell'ARF6 nel riciclo endocitico13,14,15,16,17. Lo studio mira a studiare la relazione tra la crescita dei neuriti mediata da ARF6 e il riciclaggio endocitico. Il rapporto precedente suggerisce che l'attivazione di ARF6 è a monte dell'attività di Rac1 attraverso l'azione su ELMO1-dedicatore del complesso di citochinesi 1 (DOCK180)18. Tuttavia, il modo in cui ARF6 attiva la segnalazione Rac1 mediata da ELMO1-DOCK180 rimane poco chiaro. L'ultracentrifugazione del gradiente di densità è stata impiegata per studiare il ruolo del riciclaggio endocitico mediato da ARF6 in tale processo. Usando questo, la frazione contenente endosoma di riciclaggio è stata ottenuta da lisati cellulari19. La frazione è stata sottoposta a Western blotting per l'analisi del contenuto proteico. I risultati dell'immunoblot hanno rivelato che sotto la presenza di FE65, una proteina adattatrice arricchita dal cervello, L'ARF6 attivo ha aumentato sostanzialmente il livello di ELMO1 nella frazione contenente endosoma riciclato. Il seguente protocollo include le procedure per (1) trasfettare le cellule di mammifero; (2) preparazione dei campioni e delle colonne del gradiente di densità; e (3) ottenere la frazione contenente endosomi di riciclaggio.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1 mL, Open-Top Thickwall Polypropylene Tube, 11 x 34 mm</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>347287</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100 mm tissue culture dish</td>
			<td>SPL</td>
			<td>20100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>13.2 mL, Certified Free Open-Top Thinwall Ultra-Clear Tube, 14 x 89 mm</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>C14277</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5x Sample Buffer</td>
			<td>GenScript</td>
			<td>MB01015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cOmplete, EDTA-free Protease Inhibitor Cocktail</td>
			<td>Roche</td>
			<td>11873580001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>COX IV (3E11) Rabbit mAb</td>
			<td>Cell Signaling Technology</td>
			<td>4850S</td>
			<td>Rabbit monoclonal antibody for detecting COX IV.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cycloheximide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C1988</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dounce Tissue Grinder, 7 mL</td>
			<td>DWK Life Sciences</td>
			<td>357542</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Modified Eagle Medium (DMEM) with low glucose</td>
			<td>HyClone</td>
			<td>SH30021.01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ELMO1 antibody (B-7)</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td>SC-271519</td>
			<td>Mouse monoclonal antibody for detecting ELMO1.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EndoFree Plasmid Maxi Kit</td>
			<td>QIAGEN</td>
			<td>12362</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FE65 antibody (E-20)</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td>SC-19751</td>
			<td>Goat polyclonal antibody for detecting FE65.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum, Research Grade</td>
			<td>HyClone</td>
			<td>SV30160.03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GAPDH Monoclonal Antibody (6C5)</td>
			<td>Ambion</td>
			<td>AM4300</td>
			<td>Mouse monoclonal antibody for detecting GAPDH.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ImageLab Software</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td></td>
			<td>Measurement of band intensity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imidazole</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>I2399</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lipofectamine 2000 Transfection Reagent</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>11668019</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monoclonal Anti-&#946;-COP antibody</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>G6160</td>
			<td>Mouse monoclonal antibody for detecting &#946;-COP.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Myc-tag (9B11) mouse mAb</td>
			<td>Cell Signaling Technology</td>
			<td>2276S</td>
			<td>Mouse monoclonal antibody for detecting myc tagged proteins.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OmniPur EDTA, Disodium Salt, Dihydrate</td>
			<td>Calbiochem</td>
			<td>4010-OP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optima L-100 XP</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>392050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optima MAX-TL</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>A95761</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Opti-MEM I Reduced Serum Media</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>31985070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS Tablets</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>18912014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PhosSTOP</td>
			<td>Roche</td>
			<td>4906845001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RAB11A-Specific Polyclonal antibody</td>
			<td>Proteintech</td>
			<td>20229-1-AP</td>
			<td>Rabbit polyclonal antibody for detecting Rab11.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Affymetrix</td>
			<td>AAJ21931A4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SW 41 Ti Swinging-Bucket Rotor</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>331362</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TLA-120.2 Fixed-Angle Rotor</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>362046</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA (0.05%), phenol red</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>25300062</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

density gradient ultracentrifugation for investigating endocytic recycling in mammalian cells

Il traffico endosomiale è un processo cellulare essenziale che regola una vasta gamma di eventi biologici. Le proteine vengono internalizzate dalla membrana plasmatica e quindi trasportate ai primi endosomi. Le proteine internalizzate potrebbero essere transitate al lisosoma per la degradazione o riciclate nella membrana plasmatica. È necessario un robusto percorso di riciclaggio endocitico per bilanciare la rimozione dei materiali di membrana dall'endocitosi. Varie proteine sono segnalate per regolare la via, tra cui ADP-ribosilazione fattore 6 (ARF6). L'ultracentrifugazione del gradiente di densità è un metodo classico per il frazionamento cellulare. Dopo la centrifugazione, gli organelli vengono sedimentati sulla loro superficie isopicnica. Le frazioni vengono raccolte e utilizzate per altre applicazioni a valle. Qui è descritto un protocollo per ottenere una frazione contenente endosomi riciclata da cellule di mammifero trasfettate utilizzando l'ultracentrifugazione del gradiente di densità. Le frazioni isolate sono state sottoposte a western blotting standard per analizzare il loro contenuto proteico. Utilizzando questo metodo, abbiamo identificato che il targeting della membrana plasmatica dell'inghiottimento e della motilità cellulare 1 (ELMO1), un substrato di scambio nucleotidico della tossina botulinica C3 correlato a Ras 1 (Rac1), avviene attraverso il riciclaggio endocitico mediato da ARF6.

Dopo aver frazionato le cellule HEK293 non trasfettate mediante ultracentrifugazione del gradiente di densità, sono state raccolte 12 frazioni a partire dalla parte superiore del gradiente. Le frazioni raccolte sono state diluite con il tampone di diluizione in rapporto 1:1 e sottoposte ad un secondo ciclo di centrifugazione. I campioni sono stati quindi sottoposti a western blotting per analizzare il loro contenuto proteico. Come mostrato nella Figura 1, il marcatore endosoma di riciclaggi...

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Density Gradient Ultracentrifugation for Investigating Endocytic Recycling in Mammalian Cells

Questo documento mira a presentare un protocollo per la preparazione del riciclaggio di endosomi da cellule di mammifero utilizzando l'ultracentrifugazione del gradiente di densità del saccarosio.

Ultracentrifugazione a gradiente di densità per lo studio del riciclaggio endocitico nelle cellule di mammifero

Endosomal trafficking is an essential cellular process that regulates a broad range of biological events. Proteins are internalized from the plasma ...

Questo protocollo aiuta a isolare gli endosomi di riciclaggio contenenti frazione da cellule di mammifero trasfettate per facilitare lo studio del traffico proteico attraverso il traffico endocitico. Questa tecnica è facile da maneggiare e applicabile sia ai campioni di tessuto che a quelli cellulari. A dimostrare la procedura sarà miss Zhai Yu Qi, dottoranda del Dr.Lao's Laboratory.Per iniziare, piastra 2 volte 10 alle 6 celle in un piatto di coltura da 100 millimetri. Il giorno successivo, trasfettare le cellule con Lipofectamine secondo le istruzioni del produttore. Per raccogliere le cellule, scartare il terreno di coltura 48 ore dopo la trasfezione e lavare le cellule due volte con PBS ghiacciato.Quindi aggiungere un millilitro di PBS ghiacciato integrato con cocktail inibitore della proteasi 0,5X in cocktail inibitore della fosfatasi 0,5X a ciascun piatto. Successivamente, utilizzando un raschietto cellulare, raccogliere le cellule e trasferire la sospensione cellulare in un tubo centrifugo da 15 millilitri. le celle mediante centrifugazione mediante rotore a benna oscillante.Scartare il surnatante e risospescere delicatamente il pellet cellulare in cinque millilitri di tampone di omogeneizzazione. Raccogliere nuovamente le cellule mediante centrifugazione e risospescere il pellet cellulare in un millilitro di tampone di omogeneizzazione. Omogeneizzare le cellule con un omogeneizzatore Dounce usando da 15 a 20 colpi.Quindi trasferire l'omogonato in un tubo di centrifugazione da due millilitri. Aggiungere 700 microlitri di buffer di omogeneizzazione all'omogonato. Quindi ruotare l'omogonato diluito e raccogliere 1,5 millilitri del surnatante.Ruotare di nuovo il surnatante raccolto, quindi raccogliere 1,4 millilitri del surnatante ed etichettarlo come surnatante post-nucleare. Per preparare la colonna del gradiente di densità, trasferire 1,2 millilitri del surnatante post-nucleare in un tubo ultracentrifuga. Quindi aggiungere un millilitro di soluzione di saccarosio al 62% al campione e mescolare bene con un pipettaggio delicato.Quindi, aggiungere con attenzione 3,3 millilitri di soluzione di saccarosio al 35% sopra il campione, seguito da 2,2 millilitri di soluzione di saccarosio al 25% sopra la soluzione di saccarosio al 35%. Infine, riempire il tubo ultracentrifuga verso l'alto con un tampone di omogeneizzazione. Centrifugare la colonna del gradiente di densità e raccogliere con cura 12 frazioni di 1 millilitro ciascuna, partendo dalla parte superiore del gradiente.Quindi, diluire tutte le frazioni con un millilitro di tampone di diluizione e centrifugare i campioni diluiti. Dopo la centrifugazione, aspirare il surnatante e aggiungere 50 microlitri di tampone campione 1X per raccogliere le frazioni. Il marcatore endosomico di riciclaggio Rab11 è stato rilevato nella frazione sette.Sono stati sondati anche altri marcatori subcellulari, tra cui beta COP, COX IV, GAPDH, EEA1, Rab 7 e Lamp1. Un segnale EEA1 positivo è stato rilevato anche nella frazione sette. Le intensità di banda misurate di GAPDH, Cox IV e Rab11 sia nella frazione sette che nel surnatante post-nucleare sono mostrate qui.Dopo aver transettato le cellule HEC293 con ELMO1, ELMO1 ARF6Q67L o ELMO1 ARF6Q67L FE65, non sono stati riscontrati cambiamenti nella distribuzione ELMO1 con sovraespressione di ARF6Q67L e FE65. Il livello di ELMO1 nella Frazione sette è stato confrontato tra diverse trasfezioni ed è risultato elevato dopo la cotrasfezione di ARF6Q67L. Un ulteriore aumento è stato osservato quando sia ARF6Q67L che FE65 sono stati co-espressi.Al contrario, l'eliminazione di FE65 ha diminuito l'arricchimento Elmo1 mediato da ARF6 nella frazione sette. La frazione ottenuta potrebbe essere utilizzata per analisi successive. Ad esempio, western blotting per visualizzare i cambiamenti del livello proteico nella frazione.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

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Ricerca

Biochimica

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