Name: density gradient ultracentrifugation for investigating endocytic recycling in mammalian cells
Uploaded: 2021-06-30T13:15:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Density Gradient Ultracentrifugation for Investigating Endocytic Recycling in Mammalian Cells at JoVE.com

Detta arbete stöddes av medel från Research Grants Council Hong Kong, CUHK direct grant scheme, United College endowment fund och TUYF Charitable Trust. Siffrorna i detta arbete anpassades från vår tidigare publikation, "ARF6-Rac1 signal-mediated neurit utväxt förstärks av neuronal adapter FE65 genom orkestrerande ARF6 och ELMO1" publicerad i FASEB Journal i oktober 2020.

1. Däggdjurscellkultur och transfektion
<ol><li>Platta 2 x 106 celler i en 100 mm odlingsskål. Använd fyra rätter för varje transfekt. OBS: Antalet celler som krävs kan variera för olika cellinjer. Optimering kan vara nödvändig innan du går vidare till isoleringssteget.</li>
	<li>Nästa dag transfekterar du cellerna med Lipofectamine enligt tillverkarens instruktioner.</li>
</ol>2. Cellskörd
<ol><li>Kassera odlingsmediet 48 h efter transfektion.</li>
	<li>Tvätta celle...

<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>

Ovanstående protokoll beskriver förfarandena för att isolera återvinning endosomer från odlade celler genom ultracentrifugation. Tillförlitligheten hos denna metod har visats av den senaste publikationen22, som bevisar att återvinning endosomer framgångsrikt isoleras från andra organeller (figur 1), såsom Golgi-apparaten och mitokondrier. Vissa kritiska steg måste uppmärksammas för att få ett bra separationsresultat. Vid beredning av sackaroslösningarna...

Endosomal trafficking är en viktig fysiologisk process som involverar olika biologiska händelser1, till exempel transport av signalreceptorer, jonkanaler och vidhäftningsmolekyler. Proteiner lokaliserade vid plasmamembranet internaliseras av endocytos2. De internaliserade proteinerna sorteras sedan efter den tidiga endosom3. Några av proteinerna är inriktade på lysosomer för nedbrytning4. En betydande mängd proteiner återvinns dock tillbaka till cellytan genom snabb återvinning och långsamma återvinningsprocesser. Vid snabb återvinning lämnar proteiner de tidiga endosomerna och återvänder direkt till plasmamembranet. Omvänt, i långsam återvinning, sorteras proteiner först till det endocytiska återvinningsutrymmet och transporteras sedan tillbaka till plasmamembranet. Olika lastproteiner, till exempel clathrin, retromerkomplex, retrieverkomplex och Wiskott-Aldrich syndromprotein och SCAR Homologue (WASH) komplex, deltar i sådana membranåtervinningsprocesser4,5,6,7,8,9. Balansen mellan endocytos och återvinningshändelse är avgörande för cellens överlevnad och bidrar till olika cellulära händelser10, till exempel cell vidhäftning, cellmigration, cellpolaritet och signaltransduktion.
ARF6, en liten GTPase, är en rapporterad regulator av endocytisk handel7,11,12. Av intresse har olika forskargrupper illustrerat vikten av ARF6 i endocytisk återvinning13,14,15,16,17. Studien syftar till att undersöka sambandet mellan ARF6-medierad neuritutväxt och endocytisk återvinning. Den tidigare rapporten tyder på att aktiveringen av ARF6 är uppströms till Rac1-aktivitet genom att agera på ELMO1-dedicator av cytokines 1 (DOCK180) komplex18. Hur ARF6 utlöser ELMO1-DOCK180 medierad Rac1-signalering är dock fortfarande oklart. Densitet gradient ultracentrifugation användes för att undersöka rollen av ARF6-medierad endocytic återvinning i en sådan process. Genom att använda det erhölls den återvinningsinnehållande fraktionen från cell lysates19. Fraktionen utsattes för western blotting för proteininnehållsanalys. Immunoblot resultaten visade att under förekomsten av FE65, en hjärnan-berikad adapter protein, aktiva ARF6 avsevärt ökade nivån av ELMO1 i återvinning endosome-innehållande fraktion. Följande protokoll omfattar förfaranden för 1) transfekterande däggdjursceller. 2. Förbereda proverna och densitetsgradientkolumnerna. och (3) erhållande av den återvinningshaltiga fraktionen.

<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

Endosomal trafficking är en viktig cellulär process som reglerar ett brett spektrum av biologiska händelser. Proteiner internaliseras från plasmamembranet och transporteras sedan till de tidiga endosomerna. De internaliserade proteinerna kan överföras till lysosomen för nedbrytning eller återvinnas tillbaka till plasmamembranet. En robust endocytisk återvinningsväg krävs för att balansera avlägsnandet av membranmaterial från endocytos. Olika proteiner rapporteras reglera vägen, inklusive ADP-ribosyleringsfaktor 6 (ARF6). Densitetsgradient ultracentrifugation är en klassisk metod för cellfraktionering. Efter centrifugeringen sedimenteras organeller vid deras isopyniska yta. Bråktalen samlas in och används för andra nedströmstillämpningar. Beskrivs här är ett protokoll för att erhålla en återvinning endosome-innehållande fraktion från transfected däggdjursceller med densitet gradient ultracentrifugation. De isolerade fraktionerna utsattes för standard västerländsk blotting för att analysera deras proteininnehåll. Genom att använda denna metod identifierade vi att plasmamembranet inriktning på uppslukande och cellmotilitet 1 (ELMO1), en Ras-relaterade C3 botulinumtoxin substrat 1 (Rac1) guanin nukleotid utbyte faktor, är genom ARF6-medierad endocytic återvinning.

Efter fraktionering av de oöversatta HEK293 cellerna genom densitet gradient ultracentrifugation, samlades 12 fraktioner från toppen av gradienten. De skördade fraktionerna späddes ut med utspädningsbufferten i förhållandet 1:1 och utsattes för en andra centrifugeringsomgång. Proverna utsattes sedan för western blotting för att analysera deras proteininnehåll. Som visas i figur 1detekteras återvinningsmarkören Rab11 i fraktion 720. Andra subcellulära ma...

Watch this Scientific Journal Video about Density Gradient Ultracentrifugation for Investigating Endocytic Recycling in Mammalian Cells at JoVE.com

Density Gradient Ultracentrifugation for Investigating Endocytic Recycling in Mammalian Cells

Detta dokument syftar till att presentera ett protokoll för att förbereda återvinning endosomer från däggdjursceller med hjälp av sackarosdensitet gradient ultracentrifugation.

Densitet gradient ultracentrifugation för att undersöka endocytisk återvinning i däggdjursceller

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

Detta protokoll hjälper till att isolera återvinning endosomer som innehåller fraktion från transfected däggdjursceller för att underlätta undersökningen av proteinhandel via endocytisk handel. Denna teknik är lätt att hantera och tillämplig på både vävnads- och cellprover. Miss Zhai Yu Qi, doktorand vid Dr.Lao's Laboratory, demonstrerar proceduren.Till att börja med, platta 2 gånger 10 till de 6 cellerna i en 100 millimeters odlingsfat. Nästa dag, transfect cellerna med Lipofectamine enligt tillverkarens instruktioner. För att skörda cellerna, kassera odlingsmediet 48 timmar efter transfektion och tvätta cellerna två gånger med iskall PBS.Tillsätt sedan en milliliter iskall PBS kompletterad med 0,5X proteashämmande cocktail i 0,5X fosfatashämmare cocktail till varje maträtt. Därefter, med hjälp av en cellskrapan, samla cellerna och överför cellupphängningen till ett 15 milliliter centrifugrör. cellerna genom centrifugering med hjälp av en svängskopa rotor.Kassera supernatanten och återanvänd cellpelleten försiktigt i fem milliliter homogeniseringsbuffert. Samla cellerna igen genom centrifugering och återanvänd cellpelleten i en milliliter homogeniseringsbuffert. Homogenisera cellerna med en Dounce Homogenizer med 15 till 20 slag.Överför sedan homogonatet till ett två milliliter centrifugeringsrör. Tillsätt 700 mikroliter homogeniseringsbuffert till homogonatet. Snurra sedan det utspädda homogonatet och samla 1,5 milliliter av supernatanten.Snurra den insamlade supernatanten igen, samla sedan 1,4 milliliter av supernatanten och märka den som post-nukleär supernatant. För att förbereda densitetsgradientkolonnen, överför 1,2 milliliter av den post-nukleära supernatanten till ett ultracentrifugerör. Tillsätt sedan en milliliter 62% sackaroslösning till provet och blanda väl genom skonsam pipettering.Tillsätt sedan försiktigt 3,3 ml 35% sackaroslösning ovanpå provet, följt av 2,2 ml 25% sackaroslösning ovanpå 35%sackaroslösningen. Fyll slutligen ultracentrifugeröret till toppen med homogeniseringsbuffert. Centrifugera densitetsgradientkolonnen och samla försiktigt 12 fraktioner av 1 milliliter vardera, med början från toppen av lutningen.Späd sedan ut alla fraktioner med en milliliter utspädningsbuffert och centrifugera de utspädda proverna. Efter centrifugering aspirerar du supernatanten och tillsätt 50 mikroliter 1X provbuffert för att skörda fraktionerna. Återvinnings endosome markören Rab11 upptäcktes i bråkdel sju.Andra subcellulära markörer, inklusive beta COP, COX IV, GAPDH, EEA1, Rab 7 och Lamp1 undersöktes också. En positiv EES1-signal upptäcktes också i bråkdel sju. De uppmätta bandintensiteterna för GAPDH, Cox IV och Rab11 i både fraktion sju och den post-nukleära supernatanten visas här.Efter transecting HEC293 celler med antingen ELMO1, ELMO1 ARF6Q67L eller ELMO1 ARF6Q67L FE65, inga ändringar hittades i ELMO1 distribution med ARF6Q67L och FE65 överuttryck. ELMO1-nivån i frakt sjunde jämfördes mellan olika transfekteringar och konstaterades vara förhöjd efter samsändning av ARF6Q67L. En ytterligare ökning observerades när både ARF6Q67L och FE65 uttrycktes tillsammans.Omvänt minskade knockingen av FE65 ARF6 medlade Elmo1-anrikningen i bråkdel sju. Den erhållna fraktionen kan användas för efterföljande analys. Till exempel, västerländsk blotting för att visualisera proteinnivåförändringar i fraktionen.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Isolation of High-density Lipoproteins for Non-coding Small RNA Quantification

Isolering av hög-density lipoprotein för icke-kodande Small RNA Kvantifiering

The diversity of small non-coding RNAs (sRNA) is rapidly expanding and their roles in biological processes, including gene regulation, are emerging. Most ...

Protein Complex Affinity Capture from Cryomilled Mammalian Cells

Proteinkomplex Affinity Capture från Cryomilled däggdjursceller

Affinity capture is an effective technique for isolating endogenous protein complexes for further study. When used in conjunction with an antibody, this ...

Toeprinting Analysis of Translation Initiation Complex Formation on Mammalian mRNAs

Toeprinting analys av översättning inledande komplexa bildande på däggdjur mRNA

Translation initiation is the rate-limiting step of protein synthesis and represents a key point at which cells regulate their protein output. Regulation ...

Dissipative Microgravimetry to Study the Binding Dynamics of the Phospholipid Binding Protein Annexin A2 to Solid-supported Lipid Bilayers Using a Quartz Resonator

Dissipativa Microgravimetry att studera bindande dynamiken i den fosfolipid bindande proteinet Annexin A2 till Solid-stödda Lipid lipidmonolager med en kvarts Resonator

The dissipative quartz crystal microbalance technique is a simple and label-free approach to measure simultaneously the mass uptake and viscoelastic ...

Analysis of Endocytic Uptake and Retrograde Transport to the Trans-Golgi Network Using Functionalized Nanobodies in Cultured Cells

Analys av Endocytic upptag och retrograd Transport till Trans-Golgi nätverket med Functionalized Nanobodies i odlade celler

Transport of proteins and membranes from the cell surface to the Golgi and beyond is essential for homeostasis, organelle identity and physiology. To ...

Atomic Absorbance Spectroscopy to Measure Intracellular Zinc Pools in Mammalian Cells

Atomabsorptionsspektroskopi för att mäta intracellulära Zinkpooler i däggdjurs celler

Transition metals are essential micronutrients for organisms but can be toxic to cells at high concentrations by competing with physiological metals in ...

Isolation and Analysis of Plasma Lipoproteins by Ultracentrifugation

Isolering och analys av plasma lipoproteiner genom ultracentrifugation

Analysis of plasma lipoproteins and apolipoproteins is an essential part for the diagnosis of dyslipidemia and studies of lipid metabolism and ...

Cell Fractionation of U937 Cells by Isopycnic Density Gradient Purification

Cellfraktionering av U937-celler genom isopycnic density gradient reification

This protocol describes a method to obtain subcellular protein fractions from mammalian cells using a combination of detergents, mechanical lysis, and ...

Polysome Profiling without Gradient Makers or Fractionation Systems

Polysomprofilering utan övertoningstillverkare eller fraktioneringssystem

Polysome fractionation by sucrose density gradient centrifugation is a powerful tool that can be used to create ribosome profiles, identify specific mRNAs ...

Efficient and Scalable Production of Full-length Human Huntingtin Variants in Mammalian Cells using a Transient Expression System

Full-length huntingtin (FL HTT) is a large (aa 1-3,144), ubiquitously expressed, polyglutamine (polyQ)-containing protein with a mass of approximately 350 ...