Name: high-throughput confocal imaging of quantum dot-conjugated sars-cov-2 spike trimers to track binding and endocytosis in hek293t cells
Uploaded: 2022-04-21T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about High-throughput Confocal Imaging of Quantum Dot-Conjugated SARS-CoV-2 Spike Trimers to Track Binding and Endocytosis in HEK293T Cells at JoVE.com

Bu araştırma kısmen Ulusal Translasyonel Bilimleri Geliştirme Merkezi, NIH'nin Intramural Araştırma Programı tarafından desteklenmiştir. Deniz Araştırma Laboratuvarı, dahili Nanobilim Enstitüsü aracılığıyla finansman sağladı. Reaktif hazırlığı NRL COVID-19 temel fonu aracılığıyla desteklenmiştir.

Bu çalışmada kullanılan HEK293T hücre hattı ölümsüzleştirilmiş bir hücre hattıdır. Bu çalışmada insan veya hayvan denek kullanılmamıştır.
1. Hücre kültürü ve tohumlama
<ol><li>Steril bir biyogüvenlik kabini içinde, kişisel koruyucu ekipman (laboratuvar eldivenleri, laboratuvar önlüğü ve güvenlik gözlükleri dahil) giyerek, Dulbecco'nun Modifiye Kartal Ortamını (DMEM)% 10 fetal sığır serumu (FBS),% 1 penisilin / streptomisin (P / S) ve 2...

<ol>
	<li>Chazotte, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Labeling+Lysosomes+in+Live+Cells+with+LysoTracker.">Labeling Lysosomes in Live Cells with LysoTracker.</a> Cold Spring Harbor Protocols. 2011 (2), 5571 (2011).</li><li>Mehta, S., Zhang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biochemical+activity+architectures+visualized-using+genetically+encoded+fluorescent+biosensors+to+map+the+spatial+boundaries+of+signaling+compartments.">Biochemical activity architectures visualized-using genetically encoded fluorescent biosensors to map the spatial boundaries of signaling compartments.</a> Accounts of Chemical Research. 54 (10), 2409-2420 (2021).</li><li>Barroso, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantum+dots+in+cell+biology.">Quantum dots in cell biology.</a> The Journal of Histochemistry and Cytochemistry: Official Journal of the Histochemistry Society. 59 (3), 237-251 (2011).</li><li>Cuervo, N. Z., Grandvaux, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ACE2:+Evidence+of+role+as+entry+receptor+for+SARS-CoV-2+and+implications+in+comorbidities.">ACE2: Evidence of role as entry receptor for SARS-CoV-2 and implications in comorbidities.</a> eLife. 9, 61390 (2020).</li><li>Shang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+entry+mechanisms+of+SARS-CoV-2.">Cell entry mechanisms of SARS-CoV-2.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 117 (21), 11727-11734 (2020).</li><li>Ghosh, 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=&#946;-Coronaviruses+use+lysosomes+for+egress+instead+of+the+biosynthetic+secretory+pathway.">&#946;-Coronaviruses use lysosomes for egress instead of the biosynthetic secretory pathway.</a> Cell. 183 (6), 1520-1535 (2020).</li><li>Buchser, W., et al., Markossian, 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=Assay+development+guidelines+for+image-based+high+content+screening,+high+content+analysis+and+high+content+imaging.">Assay development guidelines for image-based high content screening, high content analysis and high content imaging.</a> Assay Guidance Manual. , (2012).</li><li>Chandrasekaran, S. N., Ceulemans, H., Boyd, J. D., Carpenter, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image-based+profiling+for+drug+discovery:+due+for+a+machine-learning+upgrade.">Image-based profiling for drug discovery: due for a machine-learning upgrade.</a> Nature Reviews. Drug Discovery. 20 (2), 145-159 (2021).</li><li>Huang, Y., Yang, C., Xu, X. F., Xu, W., Liu, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+and+functional+properties+of+SARS-CoV-2+spike+protein:+potential+antivirus+drug+development+for+COVID-19.">Structural and functional properties of SARS-CoV-2 spike protein: potential antivirus drug development for COVID-19.</a> Acta Pharmacologica Sinica. 41 (9), 1141-1149 (2020).</li><li>Gao, 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=SARS-CoV-2+spike+protein+interacts+with+multiple+innate+immune+receptors.">SARS-CoV-2 spike protein interacts with multiple innate immune receptors.</a> bioRxiv: the preprint server for biology. , 227462 (2020).</li><li>Zhang, Q., 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=Heparan+sulfate+assists+SARS-CoV-2+in+cell+entry+and+can+be+targeted+by+approved+drugs+in+vitro.">Heparan sulfate assists SARS-CoV-2 in cell entry and can be targeted by approved drugs in vitro.</a> Cell Discovery. 6 (1), 80 (2020).</li><li>Hoffmann, 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=SARS-CoV-2+cell+entry+depends+on+ACE2+and+TMPRSS2+and+Is+blocked+by+a+clinically+proven+protease+inhibitor.">SARS-CoV-2 cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and Is blocked by a clinically proven protease inhibitor.</a> Cell. 181 (2), 271-280 (2020).</li><li>Cai, Y., 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=Distinct+conformational+states+of+SARS-CoV-2+spike+protein.">Distinct conformational states of SARS-CoV-2 spike protein.</a> Science. 369 (6511), 1586-1592 (2020).</li><li>Oh, E., 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=Meta-analysis+of+cellular+toxicity+for+cadmium-containing+quantum+dots.">Meta-analysis of cellular toxicity for cadmium-containing quantum dots.</a> Nature Nanotechnology. 11 (5), 479-486 (2016).</li><li>Gorshkov, K., 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=Quantum+dot-conjugated+SARS-CoV-2+spike+pseudo-virions+enable+tracking+of+angiotensin+Converting+enzyme+2+binding+and+endocytosis.">Quantum dot-conjugated SARS-CoV-2 spike pseudo-virions enable tracking of angiotensin Converting enzyme 2 binding and endocytosis.</a> ACS Nano. 14 (9), 12234-12247 (2020).</li><li>Narayanan, S. S., Pal, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aggregated+CdS+quantum+dots:+Host+of+biomolecular+ligands.">Aggregated CdS quantum dots: Host of biomolecular ligands.</a> The Journal of Physical Chemistry B. 110 (48), 24403-24409 (2006).</li><li>Wang, 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=Endocytosis+of+the+receptor-binding+domain+of+SARS-CoV+spike+protein+together+with+virus+receptor+ACE2.">Endocytosis of the receptor-binding domain of SARS-CoV spike protein together with virus receptor ACE2.</a> Virus Research. 136 (1), 8-15 (2008).</li><li>Hildebrandt, 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=Energy+transfer+with+semiconductor+quantum+dot+bioconjugates:+A+versatile+platform+for+biosensing,+energy+harvesting,+and+other+developing+applications.">Energy transfer with semiconductor quantum dot bioconjugates: A versatile platform for biosensing, energy harvesting, and other developing applications.</a> Chemical Reviews. 117 (2), 536 (2017).</li></ol>

Bu makalede açıklanan yöntem, yüksek verimli konfokal mikroskopi kullanarak insan hücrelerinde işlevselleştirilmiş QD'lerin görüntülenmesi için gerekli adımları sağlar. Bu yöntem, SARS-CoV-2 Spike ve hACE2 endositozunun incelenmesini mümkün kıldığı için, endositozun TMPRSS2 ve membran füzyonunun aktivitesinden ziyade viral girişin ana yolu olduğu hücreler için en uygun yöntemdir. QD modelinin ve ticari olarak temin edilebilen Spike trimerindeki C-terminal His-etiketinin doğası gereği, Spik...

Floresan mikroskobu, araştırmacıların özel boyalar1, genetik olarak kodlanmış floresan proteinleri2 ve kuantum noktaları (QD'ler)3 şeklinde floresan nanopartiküller kullanarak hücrenin iç işleyişine bakmalarını sağlar. 2019'un şiddetli akut solunum sendromu koronavirüsü (SARS-CoV-2) küresel pandemisi için araştırmacılar, virüsün hem plazma zarında hem de sitoplazmada hücre ile nasıl etkileşime girdiğini anlamak için floresan mikroskobu kullandılar. Örneğin, araştırmacılar, viryonun yüzeyindeki SARS-CoV-2 Spike proteininin, insan hücrelerinin yüzeyindeki insan anjiyotensin dönüştürücü enzim 2'ye (hACE2) bağlanması, plazma zarında füzyon yoluyla daha sonra içselleştirilmesi ve Spike: hACE2 protein kompleksinin endositozu hakkında bilgi edinebildiler4,5. SARS-CoV-2'nin hücresel floresan görüntüleme kullanılarak lizozom yoluyla hücrelerden çıkışı hakkında da büyük bilgiler edinilmiştir; bu, daha önce diğer birçok virüste olduğu gibi, Golgi'den geleneksel vezikül tomurcuklanması yoluyla meydana geldiği düşünülen koronavirüslerin benzersiz bir özelliğidir6. Biyolojik araştırmanın hemen hemen tüm yönlerinin dayanak noktası olan hücresel floresan mikroskopi tekniği, tüm hayvanların süper çözünürlüklü görüntülemesinden, ilaç taraması için otomatik yüksek içerikli multi-parametrik görüntülemeye kadar uygulamaların genişliğinde ve kapsamında mutlaka ilerlemiştir. Burada, viral spike proteinine konjuge floresan QD'ler kullanılarak SARS-CoV-2 hücre girişinin incelenmesine otomatik yüksek içerikli konfokal mikroskopi uygulanır.
Biyolojik görüntüleme platformları tarafından üretilen görüntülerin yüksek içerikli analizi, değerli biyolojik içgörülerin, çok modlu bir plaka okuyucu kullanılarak elde edilebilecek tam kuyu yoğunluğu gibi tek parametrelerden daha fazla çıkarılmasına olanak tanır7. Otomatik segmentasyon algoritmaları kullanılarak bir görüş alanındaki nesneler ayrılarak, her nesne veya nesne popülasyonu, mevcut her floresan kanalındaki yoğunluk, alan ve doku gibi parametreler için analiz edilebilir8. Birçok ölçümü çok değişkenli veri kümelerinde birleştirmek, fenotipik profil oluşturma için yararlı bir yaklaşımdır. Puntta şeklinde QD içselleştirme gibi istenen fenotip bilindiğinde, bir tedavinin etkinliğini değerlendirmek için boyut, sayı ve yoğunluk gibi puncta ile ilgili ölçümler kullanılabilir.
Bulut tabanlı yüksek içerikli görüntüleme analiz yazılımı, yüksek içerikli görüntüleme platformu da dahil olmak üzere çok çeşitli cihaz veri çıkışlarını barındırabilir. Görüntü depolama ve çevrimiçi analiz için bulut tabanlı bir sunucu kullanarak, kullanıcı verilerini görüntüleme cihazından veya verilerin depolandığı ağ sürücüsünden yükleyebilir. Protokolün analiz kısmı bulut yazılım ortamında gerçekleştirilir ve veriler, aşağı akış veri görselleştirmesi için çeşitli dosya biçimlerinde dışa aktarılabilir.
SARS-CoV-2 virüsü, montajına ve replikasyonuna yardımcı olan yapısal olmayan ve yapısal proteinlerden oluşur. SARS-CoV-2 spike, plazma zarındaki hACE2 etkileşimlerinden sorumlu reseptör bağlayıcı alanı içeren S1 ile S1 ve S2 adı verilen iki alana sahiptir9. Spike'ın ayrıca plazma zarında hACE210,11'e ek olarak ko-reseptörler olarak işlev görebilecek diğer moleküllerle etkileşime girdiği bulunmuştur. Spike protein dizisi boyunca ve özellikle S1 / S2 arayüzünde, transmembran serin proteaz 2 (TMPRSS2) 12'den sonra membranda füzyonu sağlayan proteaz bölünme bölgeleri vardır. Araştırma faaliyetlerinde kullanılmak üzere bireysel reseptör bağlanma alanlarından S1, S2, S1'e ve araştırma faaliyetlerinde kullanılmak üzere birden fazla ticari satıcıdan tüm başak düzelticilere çeşitli rekombinant SARS-CoV-2 Spike proteinleri üretilmiştir13.
Bu çalışmada, QD'lerin yüzeyi, histidin etiketi (QD-Spike) içeren rekombinant spike trimers ile işlevselleştirilmiştir. Deniz Araştırma Laboratuvarı Optik Nanomalzemeler Bölümü tarafından üretilen QD'ler bir kadmiyum selenit çekirdeği ve bir çinko sülfür kabuğu içerir14,15. QD yüzeyindeki çinko, form ve işlev olarak SARS-CoV-2 viral parçacığına benzeyen işlevselleştirilmiş bir QD oluşturmak için rekombinant protein içindeki histidin kalıntılarını koordine eder. Nanopartiküllerin ve protein konjugasyonunun oluşumu daha önce QD-konjuge reseptör bağlanma alanı kullanılarak tanımlanmıştır15. Bu yöntem, bir insan hücresinin fizyolojik bağlamında SARS-CoV-2 Spike aktivitesini incelemede bir araştırmacıya rehberlik edebilecek hücre kültürü preparatlarını, QD tedavisini, görüntü elde etmeyi ve veri analizi protokolünü açıklar.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>32% Paraformaldehyde</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>15714</td>
			<td>Used for fixing cells after quantum dot treatment, final concentration 3.2% 
			Used for stabilizing QDs in Optimem I and preventing non-specific interactions, final concentration 0.1%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7.5% Bovine Serum Albumin</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15260-037</td>
			<td>Used as a cell viability dye for fluorescence cell counting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acridine Orange / Propidium Iodide Stain</td>
			<td>Logos Biosystems</td>
			<td>F23001</td>
			<td>Microwell plates used for seeding cells and assaying QD-Spike</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Black clear bottom 96 well coated plate coated with poly-D-lysine</td>
			<td>Greiner</td>
			<td>655946</td>
			<td>Used to support cell culture, DMEM supplement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Characterized Fetal Bovine Serum</td>
			<td>Cytiva/HyClone</td>
			<td>SH30071.03</td>
			<td>Cloud-based high-content image analysis software; V2.9.1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Columbus Analyzer</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td>NA</td>
			<td>Used for labeling cell nuclei and cell bodies after fixation, deep red nuclear dye</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DRAQ5 (5 mM)</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>62252</td>
			<td>Basal media for HEK293T cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Minimal Essential Media, D-glucose (4.5g/L), L-glutamine, sodium pyruvate (110 mg/L), phenol red</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11995-065</td>
			<td>Used for arranging data after export from Columbus; V2110 Microsoft 365</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Excel</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td>NA</td>
			<td>Used to continue selection of hACE2-GFP positive cells, DMEM supplement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>G418</td>
			<td>InvivoGen</td>
			<td>ant-gn-5</td>
			<td>Human embryonic kidney cell line stably expression human angiotensin converting enzyme 2 tagged with GFP</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEK293T hACE2-GFP</td>
			<td>Codex Biosolutions</td>
			<td>CB-97100-203</td>
			<td>Automated cell counter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luna Automated Cell Counter</td>
			<td>Logos Biosystems</td>
			<td>NA</td>
			<td>Used for fluorescence cell counting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luna Cell Counting Slides</td>
			<td>Logos Biosystems</td>
			<td>L12001</td>
			<td>High-content imaging platform</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Opera Phenix</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td>NA</td>
			<td>Imaging media, used for incubating cells with quantum dots</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Opti-MEM I Reduced Serum Medium</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11058-021</td>
			<td>Phosphate-buffered saline without calcium or magnesium used for washing cells during passaging and assaying</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS -/-</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10010-023</td>
			<td>Used to prevent bacterial contamination of cell culture, DMEM supplement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin Streptomycin</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15140-122</td>
			<td>Used for graphing, data visualization, and statistical analysis;V9.1.0</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prism</td>
			<td>GraphPad</td>
			<td>NA</td>
			<td>Used for assaying SARS-Cov-2 Spike binding to hACE2 and monitoring Spike endocytosis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quantum Dot 608 nm-Spike (QD608-Spike)</td>
			<td>custom made by Naval Research Laboratory</td>
			<td></td>
			<td>Used for inhibition of SARS-Cov-2 Spike binding to hACE2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SARS-CoV-2 (2019-nCoV) Spike Neutralizing Antibody, Mouse Mab</td>
			<td>Sino Biological</td>
			<td>40592-MM57</td>
			<td>Used to dissociate cells from flask during passaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TrypLE Express</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>12605-010</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

high-throughput confocal imaging of quantum dot-conjugated sars-cov-2 spike trimers to track binding and endocytosis in hek293t cells

Hücresel floresan mikroskobu için yeni teknolojilerin geliştirilmesi, ilaç keşfi için yüksek verimli tarama yöntemlerini kolaylaştırmıştır. Kuantum noktaları, parlak ve kararlı fotolüminesansın yanı sıra dar emisyon bantları ile aşılanmış mükemmel fotofiziksel özelliklere sahip floresan nanopartiküllerdir. Kuantum noktaları şekil olarak küreseldir ve yüzey kimyasının uygun modifikasyonu ile hücresel uygulamalar için biyomolekülleri konjuge etmek için kullanılabilir. Bu optik özellikler, onları biyomoleküllerle işlevselleştirme yeteneği ile birleştiğinde, onları reseptör-ligand etkileşimlerini ve hücresel kaçakçılığı araştırmak için mükemmel bir araç haline getirir. Burada, SARS-CoV-2 spike proteininin bağlanmasını ve endositozunu izlemek için kuantum noktaları kullanan bir yöntem sunuyoruz. Bu protokol, protein-protein etkileşimlerini ve hücresel fizyoloji bağlamında kaçakçılığı incelemek için kuantum noktalarını kullanmak isteyen deneyciler için bir rehber olarak kullanılabilir.

Tedavi üzerine, nanopartikül plazma zarındaki ACE2'ye bağlanacağı ve endositozu indükleyeceği için QD'ler içselleştirilecektir. Bir ACE2-GFP eksprese eden hücre hattı kullanılarak, hem QD'lerin hem de ACE2'nin translokasyonu, floresan mikroskobu kullanılarak görselleştirilebilir. İçselleştirildikten sonra, iki QD ve ACE2 sinyali güçlü kolokalizasyon gösterir. Bu görüntülerden, spot sayısı gibi ilgili parametreleri çıkarmak için görüntü segmentasyonu ve müteakip analizler yapılabilir (...

Watch this Scientific Journal Video about High-throughput Confocal Imaging of Quantum Dot-Conjugated SARS-CoV-2 Spike Trimers to Track Binding and Endocytosis in HEK293T Cells at JoVE.com

High-throughput Confocal Imaging of Quantum Dot-Conjugated SARS-CoV-2 Spike Trimers to Track Binding and Endocytosis in HEK293T Cells

Bu protokolde, rekombinant SARS-CoV-2 spike'a konjuge edilen kuantum noktaları, hücre bazlı testlerin, plazma zarındaki hACE2'ye ve ardından bağlı proteinlerin sitoplazmaya endositozunu izlemek için hücre bazlı tahlilleri izlemesini sağlar.

HEK293T Hücrelerinde Bağlanma ve Endositozu İzlemek için Kuantum Nokta Konjuge SARS-CoV-2 Spike Trimerlerinin Yüksek Verimli Konfokal Görüntülemesi

The development of new technologies for cellular fluorescence microscopy has facilitated high-throughput screening methods for drug discovery. Quantum ...

SARS COVID 2 için, Spike aracılı hücre tanıma ve hücresel viral enfeksiyonda ilk adım olarak giriş ile diğer virüslere uygulanabilecek bir platform teknolojisi oluşturduk. Kuantum noktaları parlak, kararlıdır ve yüzeyleri çeşitli hücresel uygulamalar için işlevselleştirilebilir. Bu yöntemi kullanarak, Spike'ın hücrelere içselleştirilmesini görselleştirebilir ve ölçebiliriz.%0.1 BSA hazırlamak için. Karışım halinde 10 mililitre görüntüleme ortamına 130 mikrolitre %7,5 BSA ekleyin. 6.1 ila üç seri seyreltme ve üçlü için, en yüksek 20 nanomol konsantrasyonunu yapmak için% 0.1 BSA'nın 285.74 mikrolitresine 14.26 mikrolitre QD Spike ekleyin.Ardından, 6.67 nanomol QD Spike'ın ikinci sanrısını yapmak için 200 mikrolitre% 0.1 BSA'ya 100 mikrolitre 20 nanomol veya QD Spike ekleyin. Harcanan tüm ortamları çok kanallı bir aspiratörle her bir kuyucuktan çıkarın, kuyucuk başına 100 mikrolitre görüntüleme ortamı içeren çok kanallı bir pipetle bir kez yıkayın, ardından görüntüleme ortamının 100 mikrolitresini aspire edin. Kuyu başına 50 mikrolitre QD Spike çözeltisi ekleyin ve plakayı% 5 karbondioksit ile 37 santigrat derecede nemlendirilmiş bir inkübatörde üç saat boyunca inkübe edin.Koruyucu ekipman giyerek, steril bir biyo güvenlik kabini içinde %4 PFA ve %0,1 PSA görüntüleme ortamı hazırlayın, her bir kuyudan 50 mikrolitre QD Spike aspire edin ve kuyucukların kurumasını önlemek için otomatik çok kanallı pipetle kuyu başına 100 mikrolitre %4 PFA ekleyin. Oda sıcaklığında 15 dakika inkübe edin, ardından PBS ile üç kez yıkayın, beş milimetrelik stok çözeltisini PBS'de bir ila 1000 arasında seyrelterek koyu kırmızı nükleer boyayı hazırlayın, PBS'yi aspire edin ve kuyucuk başına 50 mikrolitre seyreltilmiş nükleer boya ekleyin. Oda sıcaklığında 30 dakika boyunca inkübe edin, ardından PBS ile üç kez yıkayın, plakayı görüntüleyin veya daha sonra görüntülemek için bir plaka kapatıcı kullanarak kapatın.Tabağı dört santigrat derecede saklayın. Görüntüleme platformu için yazılımı başlatın. Görüntüleme platformuna giriş yaptıktan sonra, 96 duvar şeffaf alt görüntüleme plakası olarak plaka tipini seçerek yeni bir edinme protokolü oluşturun, optik modu seçin odak ve büyütme 40 kat suya daldırma olarak gidin, bir tane olarak bağlamayı seçin.İyi tanımlanmış hücre gövdeleri üretmek için yüksek kontrast gibi dijital yüz kontrastları modunu seçin. Bu başlığın görüntü penceresinde görüldüğü gibi uygun olduğunu onaylamak için anlık görüntü alın, hücre içindeki ACE2 trafiğini görselleştirmek için ACE2-GFP hücre satırıyla kullanmak üzere uygun C kanalını seçin. Özel bir QD kanalı yapmak için, üçgen açılır menüyü seçin ve 608 nanometre aralığında emisyondaki 405 nanometre aralığında uyarımı seçin, maruz kalma süresini, lazer gücünü ve Z yükseklik konumunu ayarlamak için sağlam bir sitoplazmik QD sinyaline sahip bir kuyu seçin.Varsayılan yüksekliğin istenen odak düzlemindeki hücrelerin görüntüsünü üretip üretmediğini kontrol edin. Endositoz punkta için Z pozisyonu, plazma zarı için Z pozisyonundan daha düşük olacaktır. Genellikle 100 ila 300 milisaniye arasında, arka plan sinyalinden en az üç kat daha büyük, gri seviyeli parlak bir görüntü üreten bir pozlama süresi seçin.20 nanomolde gri seviyeler, 200 milisaniye maruz kalma süresi ve% 80 lazer gücü ile yaklaşık 6.000 atomik birim olmalıdır. Her kanaldaki anlık görüntü özelliğiyle üretilen görüntüye sağ tıklayıp yoğunluğu göster'i seçerek gri düzeyleri kontrol edin, ardından ilgilenilen nesneye veya arka plana sol tıklayarak o pikselin gri düzeyini görüntüleyin, ilgilenilen nesnelerin yoğunluğuna ince ayar yapmak için lazer gücünü ayarlayın. Edinme protokolünü kaydedin, denemeyi çalıştırmak için geçiş yapın ve plaka adını girin, denemeyi çalıştırın.Hem QD'lerin hem de ACE2'nin translokasyonu, floresan mikroskopi ve bir ACE2-GFP eksprese eden hücre hattı kullanılarak görselleştirildi. Spot sayımı gibi ilgili parametreleri çıkarmak için görüntü segmentasyonu ve müteakip analizler yapıldı. İlk olarak, çekirdekler bir ROI popülasyonu oluşturmak için nükleer işaretleyici kanalından bölümlere ayrıldı.Ardından, hücreyi ACE2-GFP kanalı kullanılarak bölümlere ayrılmış olarak özetleyen bir ROI bölgesi. Son olarak, QD 608 Spike noktaları hücre ROI bölgesinden bölümlere ayrıldı, içselleştirilmiş QD ve ACE2 sinyalleri güçlü birlikte lokalizasyon gösterdi. HEK 293T hücrelerinde altı farklı QD Spike konsantrasyonu ile bir konsantrasyon yanıtı deneyi gerçekleştirildi.QD'nin optik konsantrasyonlarını belirleyen QDS, 2.22 nanomol kadar düşük kullanılabilir, ancak sağlam bir yanıt sağlamak için 10 nanomol veya daha yüksek konsantrasyonların kullanılması önerilir. QD protein agregasyonuna konjugasyon sırasında meydana gelebilir. Agregalar QD çözeltisinde parlak kümelenmiş çökeltiler ve HEK 293T hücreleri olarak tespit edildi, QD'ler hücrelere eklenmeden önce mikrolitre başına 30 mikrogramdan başlayan nötralize antikorlarla inkübe edildi, bu antikorlar bağlanma içselleştirmesini bloke etti ve sadece QD ile tedavi edilen hücrelere kıyasla nokta sayısında bir azalmaya neden oldu.Bu makale aynı zamanda yüksek verimli tarama, blok viral girişine pun antiviralleri tanımlamak için nötralize edici antikorların kurşun değerlendirmesi ve yeni ortaya çıkan varyantları incelemek için uyarlanabilir.

Research

JoVE Journal

Biology

Fluorescence-based Measurement of Store-operated Calcium Entry in Live Cells: from Cultured Cancer Cell to Skeletal Muscle Fiber

Canlı hücreler Mağaza çalışan Kalsiyum Giriş Floresans tabanlı Ölçümü: Kültür Kanseri Hücre gelen İskelet Kası Fiber

Store operated Ca2+ entry (SOCE), earlier termed capacitative Ca2+ entry, is a tightly regulated mechanism for influx of extracellular Ca2+ into cells to ...

A High Throughput MHC II Binding Assay for Quantitative Analysis of Peptide Epitopes

Peptid Epitopların Kantitatif Analiz için bir yüksek veri akışı MHC II Bağlanma Deneyi

Biochemical assays with recombinant human MHC II molecules can provide rapid, quantitative insights into immunogenic epitope identification, deletion, or ...

High-throughput Screening for Chemical Modulators of Post-transcriptionally Regulated Genes

Post-transkripsiyonel ayarlı genlerin kimyasal Modülatörler için yüksek verimli tarama

Both transcriptional and post-transcriptional regulation have a profound impact on genes expression. However, commonly adopted cell-based screening assays ...

Applications of pHluorin for Quantitative, Kinetic and High-throughput Analysis of Endocytosis in Budding Yeast

Budding Maya endositozun kantitatif, kinetik ve Yüksek verim Analizi pHluorin Uygulamaları

Green fluorescent protein (GFP) and its variants are widely used tools for studying protein localization and dynamics of events such as cytoskeletal ...

Exploiting Live Imaging to Track Nuclei During Myoblast Differentiation and Fusion

Parça çekirdeği canlı görüntüleme sırasında Myoblast farklılaşma ve füzyon istismar

Nuclear positioning within cells is important for multiple cellular processes in development and regeneration. The most intriguing example of nuclear ...

High-Throughput Live Imaging of Microcolonies to Measure Heterogeneity in Growth and Gene Expression

Büyüme ve Gen İfadesinde Heterojenliği Ölçmek için Mikrokolonların Yüksek Verimli Canlı Görüntülemesi

Precise measurements of between- and within-strain heterogeneity in microbial growth rates are essential for understanding genetic and environmental ...

Two-Step Reverse Transcription Droplet Digital PCR Protocols for SARS-CoV-2 Detection and Quantification

SARS-CoV-2 Tespiti ve Ölçümü için İki Adımlı Ters Transkripsiyon Damlacığı Dijital PCR Protokolleri

Diagnosis of the ongoing SARS-CoV-2 pandemic is a priority for all countries across the globe. Currently, reverse transcription quantitative PCR (RT-qPCR) ...

Swabbing the Urban Environment - A Pipeline for Sampling and Detection of SARS-CoV-2 From Environmental Reservoirs

Kentsel Çevrenin Taranması - Çevre Rezervuarlarından SARS-CoV-2'nin Örneklemesi ve Tespiti için Bir Boru Hattı

To control community transmission of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) during the 2020 global pandemic, most countries ...

A High-Throughput Platform for Culture and 3D Imaging of Organoids

Organoidlerin kültürü ve 3D görüntülenmesi için yüksek verimli bir platform

The characterization of a large number of three-dimensional (3D) organotypic cultures (organoids) at different resolution scales is currently limited by ...

Investigating Zinc Transport Mechanism in Mammalian Cells with FluoZin-3 Assay

Characterizing Mammalian Zinc Transporters Using an In Vitro Zinc Transport Assay

Exploring Cellular Zinc Regulation Through ZnT1 Functionality (Video) | JoVE

İn Vitro Çinko Taşıma Testi Kullanılarak Memeli Çinko Taşıyıcılarının Karakterize Edilmesi

Transition metals such as Zn2+ ions must be tightly regulated due to their cellular toxicity. Previously, the activity of Zn2+ transporters was measured ...