Name: cell-type specific protein purification and identification from complex tissues using a mutant methionine trna synthetase mouse line
Uploaded: 2022-04-13T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Cell-Type Specific Protein Purification and Identification from Complex Tissues Using a Mutant Methionine tRNA Synthetase Mouse Line at JoVE.com

B.A-C, İspanya Bilim ve İnovasyon Bakanlığı (Ramón y Cajal-RYC2018-024435-I), Madrid Özerk Topluluğu (Atracción de Talento-2019T1 / BMD-14057) ve MICINN (PID2020-113270RA-I00) hibeleri tarafından finanse edilmektedir. R.A-P, Madrid Özerk Topluluğu (Atracción de Talento-2019T1/BMD-14057) tarafından finanse edilmektedir. E.M.S., Avrupa Araştırma Konseyi'nden (hibe 743216) bir İleri Araştırmacı ödülü olan Max Planck Society tarafından finanse edilmektedir, DFG CRC 1080: Nöral Homeostazın Moleküler ve Hücresel Mekanizmaları ve DFG CRC 902: RNA Tabanlı Düzenlemenin Moleküler İlkeleri. D.C Dieterich ve P. Landgraf'a teknik tavsiyeleri ve DST-Alkyne'nin sentezi için teşekkür ederiz. E. Northrup, S. Zeissler, S. Gil Mast ve MPI for Brain Research'ün hayvan tesisine mükemmel destekleri için teşekkür ederiz. Nex-Cre fare serisini paylaştığı için Sandra Goebbels'e teşekkür ederiz. Antonio G. Carroggio'ya İngilizce düzenleme konusundaki yardımları için teşekkür ederiz. B.A-C. deneyler tasarladı, yürüttü ve analiz etti. B.N-A, D.O.C, R.A-P, C. E. ve S. t. D. deneyler yaptı ve analiz etti. B.A-C ve E.M.S. deneyler tasarladı ve projeyi denetledi, B.A-C makaleyi yazdı. Tüm yazarlar makaleyi düzenledi.

Hayvanlarla yapılan tüm deneyler, Almanya'daki (RP Darmstadt; protokoller: V54-19c20/15-F122/14, V54-19c20/15-F126/1012) veya İspanya'daki (UCM'deki Hayvan Deneyleri Komitesi ve Comunidad de Madrid Çevre Danışmanlığı, protokol numarası: PROEX 005.0/21) yerel yönetim ofislerinin izniyle gerçekleştirilmiştir ve Max Planck Derneği kurallarına ve İspanyol düzenlemelerine uygundur ve hayvan refahı için AB yönergelerine uygundur.
1. ANL ile in vivo metabolik etike...

<ol>
	<li>Alvarez-Castelao, B., Schuman, E. 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+regulation+of+synaptic+protein+turnover.">The regulation of synaptic protein turnover.</a> Journal of Biological Chemistry. 290 (48), 28623-28630 (2015).</li><li>Sutton, M. A., Schuman, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dendritic+protein+synthesis,+synaptic+plasticity,+and+memory.">Dendritic protein synthesis, synaptic plasticity, and memory.</a> Cell. 127 (1), 49-58 (2006).</li><li>Dorrbaum, A. R., Alvarez-Castelao, B., Nassim-Assir, B., Langer, J. D., Schuman, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteome+dynamics+during+homeostatic+scaling+in+cultured+neurons.">Proteome dynamics during homeostatic scaling in cultured neurons.</a> Elife. 9, 52939 (2020).</li><li>Flexner, J. B., Flexner, L. B., Stellar, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Memory+in+mice+as+affected+by+intracerebral+puromycin.">Memory in mice as affected by intracerebral puromycin.</a> Science. 141 (3575), 57-59 (1963).</li><li>Alvarez-Castelao, B., Schanzenbacher, C. T., Langer, J. D., Schuman, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell-type-specific+metabolic+labeling,+detection+and+identification+of+nascent+proteomes+in+vivo.">Cell-type-specific metabolic labeling, detection and identification of nascent proteomes in vivo.</a> Nature Protocols. 14 (2), 556-575 (2019).</li><li>Alvarez-Castelao, B., 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-type-specific+metabolic+labeling+of+nascent+proteomes+in+vivo.">Cell-type-specific metabolic labeling of nascent proteomes in vivo.</a> Nature Biotechnology. 35 (12), 1196-1201 (2017).</li><li>Ngo, J. 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=Cell-selective+metabolic+labeling+of+proteins.">Cell-selective metabolic labeling of proteins.</a> Nature Chemical Biology. 5 (10), 715-717 (2009).</li><li>Mahdavi, 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=Engineered+aminoacyl-tRNA+synthetase+for+cell-selective+analysis+of+mammalian+protein+synthesis.">Engineered aminoacyl-tRNA synthetase for cell-selective analysis of mammalian protein synthesis.</a> Journal of the American Chemical Society. 138 (13), 4278-4281 (2016).</li><li>Yuet, K. P., 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-specific+proteomic+analysis+in+Caenorhabditis+elegans.">Cell-specific proteomic analysis in Caenorhabditis elegans.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (9), 2705-2710 (2015).</li><li>Patel, V. 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=A+comparison+of+labeling+and+label-free+mass+spectrometry-based+proteomics+approaches.">A comparison of labeling and label-free mass spectrometry-based proteomics approaches.</a> Journal of Proteome Research. 8 (7), 3752-3759 (2009).</li><li>Link, A. J., Vink, M. K., Tirrell, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+the+functionalizable+methionine+surrogate+azidohomoalanine+via+copper-catalyzed+diazo+transfer.">Preparation of the functionalizable methionine surrogate azidohomoalanine via copper-catalyzed diazo transfer.</a> Nature Protocols. 2 (8), 1879-1883 (2007).</li><li>Landgraf, P., Antileo, E. R., Schuman, E. M., Dieterich, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BONCAT:+Metabolic+labeling,+click+chemistry,+and+affinity+purification+of+newly+synthesized+proteomes.">BONCAT: Metabolic labeling, click chemistry, and affinity purification of newly synthesized proteomes.</a> Methods in Molecular Biology. 1266, 199-215 (2015).</li><li>Kielkopf, C. L., Bauer, W., Urbatsch, I. L. <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+proteins+by+immunoblotting.">Analysis of proteins by immunoblotting.</a> Cold Spring Harbor Protocols. 2021 (12), (2021).</li><li>Mellacheruvu, D., 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=The+CRAPome:+a+contaminant+repository+for+affinity+purification-mass+spectrometry+data.">The CRAPome: a contaminant repository for affinity purification-mass spectrometry data.</a> Nature Methods. 10 (8), 730-736 (2013).</li><li>Szychowski, 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=Cleavable+biotin+probes+for+labeling+of+biomolecules+via+azide-alkyne+cycloaddition.">Cleavable biotin probes for labeling of biomolecules via azide-alkyne cycloaddition.</a> Journal of the American Chemical Society. 132 (51), 18351-18360 (2010).</li><li>Goebbels, 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=Genetic+targeting+of+principal+neurons+in+neocortex+and+hippocampus+of+NEX-Cre+mice.">Genetic targeting of principal neurons in neocortex and hippocampus of NEX-Cre mice.</a> Genesis. 44 (12), 611-621 (2006).</li><li>van Geel, R., Pruijn, G. J., van Delft, F. L., Boelens, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preventing+thiol-yne+addition+improves+the+specificity+of+strain-promoted+azide-alkyne+cycloaddition.">Preventing thiol-yne addition improves the specificity of strain-promoted azide-alkyne cycloaddition.</a> Bioconjugate Chemistry. 23 (3), 392-398 (2012).</li><li>O'Fagain, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lyophilization+of+proteins.">Lyophilization of proteins.</a> Methods in Molecular Biology. 244, 309-321 (2004).</li><li>Shevchenko, A., Tomas, H., Havlis, J., Olsen, J. V., Mann, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In-gel+digestion+for+mass+spectrometric+characterization+of+proteins+and+proteomes.">In-gel digestion for mass spectrometric characterization of proteins and proteomes.</a> Nature Protocols. 1 (6), 2856-2860 (2006).</li><li>Elinger, D., Gabashvili, A., Levin, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Suspension+trapping+(S-Trap)+is+compatible+with+typical+protein+extraction+buffers+and+detergents+for+bottom-up+proteomics.">Suspension trapping (S-Trap) is compatible with typical protein extraction buffers and detergents for bottom-up proteomics.</a> Journal of Proteome Research. 18 (3), 1441-1445 (2019).</li><li>tom Dieck, 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=Direct+visualization+of+newly+synthesized+target+proteins+in+situ.">Direct visualization of newly synthesized target proteins in situ.</a> Nature Methods. 12 (5), 411-414 (2015).</li><li>McShane, 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=Kinetic+analysis+of+protein+stability+reveals+age-dependent+degradation.">Kinetic analysis of protein stability reveals age-dependent degradation.</a> Cell. 167 (3), 803-815 (2016).</li><li>Calve, S., Witten, A. J., Ocken, A. R., Kinzer-Ursem, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Incorporation+of+non-canonical+amino+acids+into+the+developing+murine+proteome.">Incorporation of non-canonical amino acids into the developing murine proteome.</a> Scientific Reports. 6, 32377 (2016).</li><li>David, 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=Nuclear+translation+visualized+by+ribosome-bound+nascent+chain+puromycylation.">Nuclear translation visualized by ribosome-bound nascent chain puromycylation.</a> Journal of Cell Biology. 197 (1), 45-57 (2012).</li><li>Schmidt, E. K., Clavarino, G., Ceppi, M., Pierre, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SUnSET,+a+nonradioactive+method+to+monitor+protein+synthesis.">SUnSET, a nonradioactive method to monitor protein synthesis.</a> Nature Methods. 6 (4), 275-277 (2009).</li><li>Roux, K. J., Kim, D. I., Burke, B., May, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BioID:+A+screen+for+protein-protein+interactions.">BioID: A screen for protein-protein interactions.</a> Current Protocols in Protein Science. 91, 11-15 (2018).</li></ol>

Protokolün kritik yönleri şunlardır; negatif kontrollerin dahil edilmesi, yeterli biyolojik replikasyona sahip olması, ANL uygulama yolu, miktarı ve süresi, numunelerin alkilasyonu, alkin konsantrasyonu ve DST-alkinen kullanıldığında β-merkaptoetanol eliminasyonu.
Cre sürücüsü olmayan ANL etiketli hayvanlardan gelen negatif kontrol örneklerini dahil etmek önemlidir ve bu nedenle MetRS* ifadesi yoktur. Bu numuneler, ANL etiketli Cre-indüklenmiş MetRS* farelerden alınan numu...

Anormal protein homeostazı, protein sentezi ve bozunmasındaki dengesizlikten kaynaklanır. Çeşitli hastalıklar protein homeostazındaki değişikliklerle ilişkilidir. Bazı hastalıkların ayırt edici özelliği, farklı hücre altı yerlerde ve beyin bölgelerinde agregaların varlığıdır. Protein homeostazı sadece hastalıkta önemli değil, aynı zamanda normal organ ve hücresel fonksiyonda da önemli bir rol oynar1. Örneğin, protein sentezi, protein sentezini bloke eden kimyasal inhibitörlerin kullanımı ile belirlenen birçok nöronal plastisite 2,3 formu içingereklidir 4. Bununla birlikte, proteomun hangi hücre tiplerinde öğrenmeyi ve hafızayı desteklemek için değiştirildiği açık değildir, ne de her hücre tipindeki hangi spesifik proteinlerin sentezlerinde veya bozulmalarında arttığı veya azaldığı anlaşılmamıştır. Bu nedenle, protein homeostazının kapsamlı bir çalışması, spesifik hücre tiplerinden gelen proteomları ayırt etme yeteneğini gerektirir. Gerçekten de, çok hücreli bir ortamda meydana gelen hücresel süreçleri incelemek için hücre tipine özgü proteomların tanımlanması, proteomikte önemli bir engel olmuştur. Bu nedenle, hücre tipine özgü proteomları tanımlamak ve saflaştırmak için etkili bir yol olduğu kanıtlanmış biyo-ortogonal yöntemlerle birleştirilmiş MetRS* ekspresyonunu kullanarak bir teknik geliştirdik ve bu boşluğu doldurduk 5,6,7.
Mutant bir MetRS* (MetRS L274G) ekspresyonu, kanonik olmayan metiyonin analog ANL'nin karşılık gelen tRNA 8,9'a yüklenmesine ve daha sonra proteinlere dahil edilmesine izin verir. MetRS* ekspresyonu hücre tipine özgü bir promotör tarafından düzenlendiğinde, kanonik olmayan amino asit, proteinlere hücre seçici bir şekilde dahil edilecektir. ANL proteinlere dahil edildikten sonra, tıklama kimyası ile seçici olarak işlevselleştirilebilir ve daha sonra görüntüleme (FUNCAT) veya Batı İmmünoblot (BONCAT) ile görselleştirilebilir. Alternatif olarak, proteinler seçici olarak saflaştırılabilir ve kütle spektrometresi (MS) ile tanımlanabilir. Bu teknolojiyi kullanarak, Cre rekombinazının kontrolü altında MetRS* proteinini ifade eden bir fare çizgisi oluşturduk. Mevcut Cre-mouse hatlarının sayısının artması göz önüne alındığında, MetRS * sistemi, mevcut bir Cre-line'ın bulunduğu herhangi bir dokudan herhangi bir hücre tipini incelemek için herhangi bir alanda kullanılabilir. ANL ile protein etiketleme in vitro veya in vivo olarak mümkündür ve fare davranışını veya protein bütünlüğünü değiştirmez6. Etiketleme zaman aralığı, yeni sentezlenen proteinleri (daha kısa etiketleme süreleri) veya tüm proteomları (daha uzun etiketleme süreleri) etiketleyerek her araştırmacının bilimsel sorusuna uyarlanabilir. Bu tekniğin kullanımı, araştırmacının çalışmaya istekli olduğu tipteki hücrelerin sayısı ile sınırlıdır; dolayısıyla düşük sayılara veya düşük metabolik hıza sahip hücre tiplerinden protein izolasyonu bu yöntemle mümkün değildir. Sunulan yöntemin amacı, in vivo olarak etiketlenmiş hücre tipine özgü proteinleri / proteomları tanımlamaktır. Bu protokolde, canlı farelerde ANL ile hücre tipine özgü proteomların nasıl etiketleneceğini ve etiketli proteinlerin nasıl saflaştırılacağını açıklıyoruz. Saflaştırmadan sonra, proteinler rutin kütle spektrometresi protokolleri 5,10 ile tanımlanabilir. Bu yöntemde, proteinlerin belirli hücresel popülasyonlardan seçici saflaştırılmasıyla elde edilen numune karmaşıklığının azaltılması, deneycinin, örneğin çevresel değişikliklere yanıt olarak, proteomlardaki ince değişiklikleri tespit etmesini sağlar. Etiketlenmiş proteinlerin saflaştırılması, MS analizi veya etiketleme süresi dahil olmak üzere ~ 10 gün içinde elde edilebilir. Burada, fareleri ifade eden MetRS * 'ye ANL uygulaması için iki yöntem tanımladık: (1) içme suyuna amino asit eklenmesi ve (2) intraperitoneal enjeksiyonlarla ANL'nin tanıtılması. ANL uygulaması için seçilen yöntemden bağımsız olarak, izolasyon ve saflaştırma adımları aynıdır (adım 2'den itibaren).

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>12% Acrylamide gels</td>
			<td>GenScript</td>
			<td>SurePAGE, Bis-Tris, 10 x 8, 12%</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#946;-Mercaptoethanol</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>M6250</td>
			<td>Toxic; use a lab coat, gloves and a fume hood.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium bicarbonate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>9830</td>
			<td>Toxic; use a lab coat, gloves and a fume hood</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ANL</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Synthesized as described previously for AHA (see references 5 and 11)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ANL-HCl</td>
			<td>IrishBotech</td>
			<td>HAA1625.0500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Benzonase</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>E1014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biotin alkyne</td>
			<td>Thermo,</td>
			<td>B10185</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chicken antibody anti-GFP</td>
			<td>Aves</td>
			<td>1020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Complete EDTA-free protease inhibitor</td>
			<td>Roche</td>
			<td>4693132001</td>
			<td>Toxic; use a lab coat and gloves.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Copper (I) bromide</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>254185</td>
			<td>99.999% (wt/wt)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disulfide tag (DST)-alkyne</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Synthesized as reported in reference number 15, in which it is referred to as probe 20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMSO</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>276855</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filters</td>
			<td>Merk</td>
			<td>SCGP00525</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iodo acetamide (IAA)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>I1149</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IR anti chicken 800</td>
			<td>LI-COR</td>
			<td>IRDye 800CW</td>
			<td>Donkey anti-Chicken Secondary Antibody</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IR anti rabit 680</td>
			<td>LI-COR</td>
			<td>IRDye 680RD</td>
			<td>Goat anti-Rabbit IgG Secondary Antibody</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Maltose</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>M9171</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Manual Mixer</td>
			<td>BioSpec Products</td>
			<td>1083</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S9888</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-ethylmaleimide</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>4259</td>
			<td>Toxic; use a lab coat, gloves and a fume hood.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NeutrAvidin beads</td>
			<td>Pierce</td>
			<td>29200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrocellulose membrane</td>
			<td>Bio-rad</td>
			<td>1620112</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS 1X</td>
			<td>Thermo</td>
			<td>J62036.K2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS 1X pH 7.8</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Preparation described in reference number 5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PD SpinTrap G-25 columns</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td></td>
			<td>Buffer exchange</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pierce BCA Protein Assay Kit</td>
			<td>Thermo,</td>
			<td>23225</td>
			<td>Reagents in the Pierce BCA Protein Assay Kit are toxic to aquatic life.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyclonal rabbit anti-biotin antibody</td>
			<td>Cell Signaling</td>
			<td>5597</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PVDF membrane</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>IPVH00010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SDS 10%</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>71736</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SDS-PAGE&#160; Running buffer MOPS</td>
			<td>GenScript</td>
			<td>M00138</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SYPRO Ruby stain</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S4942</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Table automatic Vortexer</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>Mixmate</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triazole ligand</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>678937</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T9284</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>W4502</td>
			<td>Molecular biology grade</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

cell-type specific protein purification and identification from complex tissues using a mutant methionine trna synthetase mouse line

Protein homeostazını in vivo olarak anlamak, hücrelerin hem fizyolojik hem de hastalık koşullarında nasıl çalıştığını bilmenin anahtarıdır. Mevcut protokol, protein etiketlemesini belirli hücresel popülasyonlara yönlendirmek için tasarlanmış bir fare hattı kullanarak yeni sentezlenmiş proteinlerin in vivo etiketlemesini ve ardından saflaştırılmasını açıklamaktadır. L274G-Metiyonin tRNA sentetazın (MetRS*) Cre rekombinaz ekspresyonu ile indüklenebilir bir çizgidir ve azidonorlösin (ANL) proteinlere dahil olmasını sağlar, aksi takdirde gerçekleşmeyecektir. Burada açıklanan yöntemi kullanarak, in vivo etiketli hücre tipine özgü proteomları saflaştırmak ve numune karmaşıklığının azaltılması nedeniyle protein içeriğindeki ince değişiklikleri tespit etmek mümkündür.

Tanımlanan protokolü takiben (Şekil 1'de özetlenmiştir), ANL farelere 7 gün boyunca günlük intraperitoneal enjeksiyonlarla (400 mM ANL 10 mL / kg, Nex-Cre::MetRS*) veya 21 gün boyunca içme suyu (% 0.7 Maltoz,% 1 ANL, CamkII-Cre: : MetRS *) yoluyla uygulandı. Etiketlemeden sonra, karşılık gelen beyin bölgeleri disseke edildi, lize edildi, alkillendi ve tıklandı. Tıklama reaksiyonları SDS-PAGE ve Western Immunoblot ile analiz edildi. Deneylerin tem...

Watch this Scientific Journal Video about Cell-Type Specific Protein Purification and Identification from Complex Tissues Using a Mutant Methionine tRNA Synthetase Mouse Line at JoVE.com

Cell-Type Specific Protein Purification and Identification from Complex Tissues Using a Mutant Methionine tRNA Synthetase Mouse Line

Bu protokol, mutant L274G-Metiyonin tRNA sentetazı (MetRS*) ifade eden bir fare çizgisi kullanılarak azidonorlösin (ANL) ile hücre tipine özgü protein etiketlemesinin nasıl gerçekleştirileceğini ve etiketli hücre tipine özgü proteinlerin izolasyonu için gerekli adımları açıklar. Canlı farelerde (1) içme suyu ve (2) intraperitoneal enjeksiyonlarla iki olası ANL uygulama yolunu özetliyoruz.

Mutant Metiyonin tRNA Sentetaz Fare Hattı Kullanılarak Hücre Tipi Özgül Protein Saflaştırma ve Kompleks Dokulardan Tanımlama

Understanding protein homeostasis in vivo is key to knowing how the cells work in both physiological and disease conditions. The present protocol ...

Bu protokol, proteinleri hücre tipine özgü bir şekilde etiketlemeyi mümkün kılar. Bu, böyle bir olasılık sunan ilk tekniktir ve in vitro veya in vivo olarak yapılabilir. Tekniğin temel avantajı, etiketli hücre tipine özgü proteinlerin tanımlanamayan saflaştırılabilmesi veya immünofloresan ile in situ olarak görselleştirilebilmesidir.Dokunun ıslak ağırlığının 12 ila 15 katı hacimde lizis tamponu ekleyerek doku lizatını hazırlamaya başlamak ve homojenize olana kadar dokuyu tritürize etmek. Proteini denatüre etmek için bu homojenatı 15 dakika ila 75 santigrat derece ısıtın, ardından numuneyi santrifüj edin ve süpernatantı yeni bir tüpe aktarın. Bu örnek eksi 80 santigrat derecede saklanabilir.Daha sonra, alkilasyon için homojenize numuneyi, EDTA içermeyen bir proteaz inhibitörü içeren fosfat salin tamponunda iki ila üç kez seyreltin. Daha sonra taze hazırlanmış iyodoasetamid'i 20 milimollük bir son konsantrasyona ekleyin. Numuneyi karanlıkta 20 santigrat derecede bir ila iki saat bekletin.İyodoasetamid ekleme ve inkübasyon adımlarını iki kez tekrarlayın. Sütunu, önce sütunları vortekleyerek üreticinin talimatlarına göre hazırlayın. Ardından kapağı çıkararak alt kısmı kesin ve santrifüj yapın.Ardından, önce tıklama kimyası değişim arabelleğini kullanarak tampon değişim sütunlarını dengeleyerek ve ardından tüm alkillenmiş numuneleri değiştirerek bir arabellek değişimi gerçekleştirin. Azidonorlösin birleşmesini değerlendirmek için, ima edilen numunenin 40 mikrolitresini alın ve 120 mikrolitrelik son hacme fosfat salin tamponu ekleyin. Ardından, reaksiyonu 20 saniye boyunca vortekleyerek tıklama kimyası reaksiyonunu ayarlayın.Her bir reaktifi belirtilen sırayla mümkün olduğunca hızlı bir şekilde ekledikten sonra, numuneleri karanlıkta sürekli rotasyonla gece boyunca dört santigrat derecede inkübe edin. Ertesi gün, santrifüjlemeden sonra numuneleri 17.000 kez G'de beş dakika boyunca santrifüj edin, hafif turkuaz bir pelet görünecektir. Süpernatantı yeni bir tüpe aktarın ve numuneyi eksi 80 santigrat derecede saklayın.Etiketli protein saflaştırma için. Tüm numuneleri, denge tamponu olarak nötravidin bağlayıcı tampon kullanarak serbest alkinin artıklarını temizlemek için gösterildiği gibi bir tampon değişim prosedürüne tabi tutun. Daha sonra nötravidin yüksek kapasiteli boncukları, boncukları bağlayıcı tamponla karıştırarak üç kez yıkayın.Karışımı santrifüj edin, süpernatantı atın ve bunu üç kez tekrarlayın. Daha sonra aynı miktarda nötravidin kuru boncuk ve nötravidin bağlayıcı tampon ekleyerek bire bir bulamaç hazırlayın. Her numunenin 20 ila 40 mikrolitresini önceden saflaştırılmış lizat olarak bir kenara koyun ve eksi 20 santigrat derecede saklayın.Numunenin protein konsantrasyonunu ölçtükten sonra, 40 mikrolitre boncuk bulamacı ile bir miligram protein karıştırın. Karışımı gece boyunca dört santigrat derecede inkübe edin ve etiketli proteinlerin boncuklara bağlanmasını sağlayan sürekli rotasyonla inkübe edin. Ertesi gün süpernatantı santrifüjleme ile toplayın.Daha sonra analiz etmek için süpernatantın 20 ila 40 mikrolitrelik bir alikotunu bir kenara koyun ve geri kalanını eksi 80 santigrat derecede dondurun. Daha sonra, soğutulmuş nötravidin yıkama tamponu ekleyerek boncukları üç kez yıkayın. Boncukları tortulamak ve süpernatantı atmak.Daha sonra aynı tamponu ekleyin ve süpernatanı atmadan önce boncukları dört santigrat derecede sürekli dönüş altında 10 dakika boyunca inkübe edin. Yıkamayı iki ve üç nötravidin yıkama tamponu ile tekrarlayın ve kullanılan kuru boncukların bir hacmine karşılık gelen bir miktar nötravidin elüsyon tamponu ile boncukları 20 santigrat derecede 30 dakika inkübe ederek tıklanan proteinleri süzün. Elüsyon sırasında, boncukları bir termo blok çalkalayıcıda dakikada 1000 devirde süspansiyonda tutun ve iki kez kaçın ve her iki elutu birleştirin.Tıklama reaksiyonları SDS sayfası ve Western immün lekesi ile analiz edildi. Deneylerin temsili görüntüleri, intraperitoneal enjeksiyon ile azidonorlösin uygulaması ve içme suyu yoluyla azidonorlösin uygulaması için gösterilmiştir. Başka bir deney, optimal disülfür biyotin bölünebilir alkin konsantrasyonunun belirlenmesi için bir örnek sunmaktadır.Bu örnekte, etiketli numune ile kontrol arasındaki kıvrım değişimi 14 Mikromolar alkin konsantrasyonunda en yüksektir. Kontrole kıyasla azidonorlösin etiketli numunede net bir zenginleştirme ile kütle spektrometresi sonucunun bir örneği burada gösterilmiştir. Bu fark toplam protein lekesinde zaten görülebiliyordu.Peptit yoğunluğundaki değişikliklerin yanı sıra, her iki örnekte de bulunan benzersiz proteinler vardır. Bu teknik olarak karmaşık bir protokoldür ve uygun negatif kontroller alkilasyon, uygun (belirsiz) ve tıklama dışı arşivin yeterli temizliği kullanılarak dikkatle izlenmesi gereken bir adımdır. Bu protokoldeki temel adımlarımız, saflaştırılmış proteinler, araştırmacıların ilgisini çeken proteinleri incelemek veya batı lekesi ile ilgilenilen proteinleri incelemek için bir jele yüklemek ise, kütle spektrometresi ile tanımlanabilir.Bu yöntemin proteinleri belirli bir hücresel kökenden etiketleme yeteneği, proteinlerin gerginliği veya in vitro veya in vivo protein sentezinin incelenmesi gibi birçok uygulamaya sahiptir.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Preparation of Synaptoneurosomes from Mouse Cortex using a Discontinuous Percoll-Sucrose Density Gradient

Süreksiz Percoll Sakkaroz Yoğunluk Gradient kullanarak Fare Cortex Synaptoneurosomes hazırlanması

Synaptoneurosomes (SNs) are obtained after homogenization and fractionation of mouse brain cortex. They are resealed vesicles or isolated terminals that ...

Isolating LacZ-expressing Cells from Mouse Inner Ear Tissues using Flow Cytometry

Yalıtımlı LacZ ifade Sitometrisi kullanarak Fare İç Kulak Dokular Hücreler

Isolation of specific cell types allows one to analyze rare cell populations such as stem/progenitor cells. Such an approach to studying inner ear tissues ...

Identification of Specific Sensory Neuron Populations for Study of Expressed Ion Channels

Ifade İyon Kanallarının Çalışması için özel Duyusal Nöron Populasyonlarının Belirlenmesi

Sensory neurons transmit signals from various parts of the body to the central nervous system. The soma for these neurons are located in the dorsal root ...

Isolation and Quantification of Botulinum Neurotoxin From Complex Matrices Using the BoTest Matrix Assays

BoTest Matrix Tahliller kullanma Kompleksi Matris itibaren İzolasyon ve Botulinum nörotoksin Kantitasyonu

Accurate detection and quantification of botulinum neurotoxin (BoNT) in complex matrices is required for pharmaceutical, environmental, and food sample ...

Using Fluorescence Activated Cell Sorting to Examine Cell-Type-Specific Gene Expression in Rat Brain Tissue

Sıçan beyin dokusunda incelemek için THP kullanılarak hücre-tipi-spesifik gen ifadesi

The brain is comprised of four primary cell types including neurons, astrocytes, microglia and oligodendrocytes. Though they are not the most abundant ...

Purification of Mouse Brain Vessels

Fare Beyin Gemiler saflaştırılması

In the brain, most of the vascular system consists of a selective barrier, the blood-brain barrier (BBB) that regulates the exchange of molecules and ...

External Excitation of Neurons Using Electric and Magnetic Fields in One- and Two-dimensional Cultures

Bir ve İki Boyutlu Kültürlerde Elektrik ve Manyetik Alanlar Kullanan Nöronların Harici Uyarımı

A neuron will fire an action potential when its membrane potential exceeds a certain threshold. In typical activity of the brain, this occurs as a result ...

Rapid and Specific Immunomagnetic Isolation of Mouse Primary Oligodendrocytes

Fare birincil Oligodendrocytes hızlı ve spesifik Immunomagnetic izolasyonu

The efficient and robust isolation and culture of primary oligodendrocytes (OLs) is a valuable tool for the in vitro study of the development of ...

Quantifying the Heterogeneous Distribution of a Synaptic Protein in the Mouse Brain Using Immunofluorescence

Türdeş olmayan dağıtım ayirt kullanarak fare beynindeki bir sinaptik protein miktarının

The presence, absence, or levels of specific synaptic proteins can severely influence synaptic transmission. In addition to elucidating the function of a ...

Purification of Prominin-1+ Stem Cells from Postnatal Mouse Cerebellum

Purification of Prominin-1+ Stem Cells from Postnatal Mouse Cerebellum

Postnatal Fare Serebellum prominin-1+ Kök Hücrelerin Safifikasyon

Most cerebellar neurons arise from two embryonic stem niches: a rhombic lip niche, which generates all the cerebellar excitatory glutamatergic neurons, ...