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1Department of Biochemistry, School of Medical Sciences, University of Bristol, 2Division of Immunity and Infection, School of Medicine, University of Birmingham
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Sawasdichai, A., Chen, H., Abdul Hamid, N., Jayaraman, P., Gaston, K. In situ Subcellular Fractionation of Adherent and Non-adherent Mammalian Cells. J. Vis. Exp. (41), e1958, doi:10.3791/1958 (2010).
प्रोटीन समारोह परिचित प्रोटीन स्थानीयकरण के लिए युग्मित है. हालांकि कुछ प्रोटीन एक विशिष्ट स्थान या subcellular डिब्बे के लिए प्रतिबंधित कर रहे हैं, कई प्रोटीन एक उप जनसंख्या है कि कसकर एक विशेष subcellular डोमेन या संरचना के साथ जुड़ा हुआ है के साथ एक मुक्त विदेशी मुद्रा में स्वतंत्र रूप से diffusing जनसंख्या के रूप में मौजूद हैं. सीटू subcellular fractionation में के दृश्य की अनुमति देता है प्रोटीन compartmentalization और भी उप आबादी है कि विशिष्ट संरचनाओं के लिए स्थानीयकरण प्रोटीन प्रकट कर सकते हैं. उदाहरण के लिए, घुलनशील cytoplasmic प्रोटीन और शिथिल आयोजित परमाणु प्रोटीन को हटाने chromatin के साथ कुछ प्रतिलेखन कारकों के स्थिर सहयोग प्रकट कर सकते हैं. डीएनए के बाद पाचन कुछ मामलों में प्रोटीन और RNAs कि सामूहिक रूप से परमाणु पाड़ या परमाणु मैट्रिक्स कहा जाता है के नेटवर्क के साथ सहयोग कर सकते हैं प्रकट.
यहाँ हम खुर्दबीन coverslips पर पक्षपाती और गैर पक्षपाती स्तनधारी कोशिकाओं के स्वस्थानी fractionation के दौरान आवश्यक कदम का वर्णन करता है. प्रोटीन दृश्य विशिष्ट एंटीबॉडी या फ्लोरोसेंट संलयन प्रोटीन और प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी का प्रयोग कर प्राप्त किया जा सकता है है. एंटीबॉडी और / या फ्लोरोसेंट रंजक है कि विशिष्ट डिब्बों या संरचनाओं के लिए मार्कर के रूप में में कार्य प्रोटीन स्थानीयकरण विस्तार में मैप करने के लिए अनुमति देते हैं सीटू fractionation में भी पश्चिमी करने के लिए प्रत्येक अंश में मौजूद प्रोटीन की मात्रा की तुलना सोख्ता के साथ संयुक्त किया जा सकता है.. यह सरल जैव रासायनिक दृष्टिकोण संघों है कि अन्यथा नहीं चल पाता रहेगा प्रकट कर सकते हैं.
Fractionation के लिए मैं तैयार
यह खंड पाली एल Lysine लेपित खुर्दबीन coverslips और fractionation के लिए पहले कोशिकाओं की कुर्की की तैयारी का वर्णन करता है. यदि आवश्यक कोशिकाओं प्रोटीन अभिव्यक्ति वैक्टर के साथ transiently जा सकता है या तो ट्रांसफ़ेक्ट पहले या बाद में अनुलग्नक.
पाली एल Lysine लेपित coverslips ए तैयार
बी coverslips को संलग्न कोशिकाओं
गैर पक्षपाती कोशिकाओं (यहाँ हम K562 कोशिकाओं का उपयोग करें)
पक्षपाती कोशिकाओं (यहाँ हम क्योंकि-7 कोशिकाओं का उपयोग करें)
द्वितीय. Subcellular fractionation
सीटू अंश में योजनाबद्ध चित्र 1 में दिखाया के अनुसार किया जाता है और एक पद्धति पर आधारित है के साथ 5 पहले से वर्णित संशोधनों 7 पहले और नीचे विस्तृत प्रोटोकॉल में वर्णित है. यह एक ताजा 6 अच्छी तरह से थाली करने के लिए coverslips प्रत्येक fractionation तरल हटाने से पहले coverslip हटाने के कदम के बाद स्थानांतरण की सिफारिश की है. हालांकि केवल चार coverslips इमेजिंग के लिए आवश्यक हैं, अतिरिक्त coverslips पूरे सेल और पश्चिमी सोख्ता अगर यह समानांतर में प्रदर्शन किया है के लिए निकालने परमाणु मैट्रिक्स भिन्न उत्पादन के लिए आवश्यक हैं.

III. सेल निर्धारण और इम्युनो - प्रतिदीप्ति
चतुर्थ. प्रतिनिधि परिणाम

चित्रा 2. गैर ट्रांसफ़ेक्ट COS-7 कोशिकाओं के Subcellular fractionation खंडित कोशिकाओं क्योंकि-7. Formaldehyde के साथ तय किया गया और α-ट्यूबिलिन, α-H1 histone या α-lamin ए / सी TRITC को संयुग्मित एंटीबॉडी बढ़ते मध्यम के साथ इलाज के द्वारा पीछा किया DAPI युक्त का उपयोग immunostained . छवियाँ 10x नेत्र लेंस और 63x उद्देश्य लेंस एक Leica confocal खुर्दबीन का उपयोग कर के साथ हासिल किया गया. सेल नाभिक एक DAPI फ़िल्टर सेट का उपयोग करते हुए एक ही क्षेत्र मार्कर एंटीबॉडी के साथ दाग कोशिकाओं में visualized थे एक TRITC फ़िल्टर सेट का उपयोग कल्पना थे.

चित्रा 3. GFP-6E2 संलयन परमाणु मैट्रिक्स प्रोटीन के साथ जुड़ा हुआ है. क्योंकि सात एक संलयन हरी फ्लोरोसेंट प्रोटीन (GFP) मानव papillomavirus (एचपीवी) टाइप 6 इनकार से मिलकर प्रोटीन व्यक्त कोशिकाओं के Subcellular fractionationE2 प्रोटीन (GFP-6E2). सेल नाभिक DAPI धुंधला हो जाना के माध्यम से कल्पना थे जबकि GFP-6E2 के ट्रांसफ़ेक्ट कोशिकाओं में स्थानीयकरण सीधे GFP प्रतिदीप्ति के माध्यम से कल्पना की थी. एक सी / lamin ए / सी TRITC और एक TRITC फ़िल्टर सेट संयुग्मित एंटीबॉडी α-lamin का उपयोग कल्पना था. मर्ज छवियों से पता चलता है कि GFP-6E2 प्रोटीन के कुछ परमाणु मैट्रिक्स (निचले सही पैनल) के साथ जुड़ा हुआ है. छवियाँ चित्रा 2 में वर्णित के रूप में प्राप्त थे.
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आम समस्याओं और सुझावों:
सभी या कक्षों की सबसे धोने के दौरान खो रहे हैं. धोने चरणों के दौरान तरल पदार्थ 6 अच्छी तरह से थाली coverslip परहेज के पक्ष में धीरे जोडी चाहिए. इसी तरह तरल पदार्थ सावधानी झुकाव प्लेट द्वारा हटाया जाना चाहिए और धीरे धीरे से अधिक तरल पदार्थ pipetting. सेल आसंजन पाली एल Lysine लेपित coverslips का उपयोग बढ़ाया जा सकता है है.
जीनोमिक डीएनए पूरी तरह से नहीं पचता है. कुछ प्रकार की कोशिकाओं के लिए DNase मैं पाचन कदम बढ़ाया और / या DNase मैं एकाग्रता बढ़ क्रम में जीनोमिक डीएनए की पूरी हटाने को प्राप्त करने की आवश्यकता हो सकती है.
फिक्सेशन और fractionation कलाकृतियों. यह नोट करना महत्वपूर्ण है कि कुछ प्रोटीन निर्धारण या 6 fractionation के दौरान relocalize कर सकते हैं है. उदाहरण के लिए परमाणु झिल्ली के नाभिक निम्नलिखित व्यवधान से जारी प्रोटीन साइटों है कि अन्यथा अच्छी तरह से अलग डिब्बों में स्थित होगा करने के लिए बाध्य कर सकते हैं. इन प्रभावों को प्राप्त परिणामों की तुलना formaldehyde के स्थान paraformaldehyde का उपयोग उदाहरण के लिए विभिन्न निर्धारण के तरीकों का उपयोग कर के द्वारा कम किया जा सकता है. लाइव सेल इमेजिंग भी पूरे कक्षों में कम से कम 3 के लिए सहायक हो सकता है है.
इस तकनीक को अच्छी तरह से GFP संलयन प्रोटीन का पता लगाने के के लिए अनुकूल है. हालांकि, यह पुष्टि करने के लिए महत्वपूर्ण है कि संलयन प्रोटीन untagged प्रोटीन के लिए एक समान तरीके से बर्ताव करता है. यह भी महत्वपूर्ण है अनुमापन द्वारा पुष्टि करते हैं कि प्रोटीन तुलनीय स्तर पर व्यक्त कर रहे हैं प्रोटीन पर अभिव्यक्ति के बाद से नाटकीय रूप से उप सेलुलर स्थानीयकरण बदल सकते हैं.
तकनीक के अनुप्रयोग:
यह underutilized तकनीक प्रोटीन स्थानीयकरण अलग subcellular डोमेन या संरचनाओं की अच्छी तरह से विशेषता मार्करों के लिए संदर्भ के साथ निर्धारित करने के लिए अनुमति देता है और कोशिका जीव विज्ञान के कई क्षेत्रों में आवेदन किया है. उदाहरण के लिए, कई प्रतिलेखन कारकों cytoplasm के लिए स्थानीयकरण के साथ एक जटिल वितरण, शिथिल आयोजित nucleoplasm, chromatin और / या परमाणु 1,2,4 मैट्रिक्स प्रदर्शित करते हैं. इन डोमेन में से प्रत्येक में स्थानीयकरण प्रोटीन के रूप में अच्छी तरह के रूप में प्रोटीन कारोबार और बाद translational संशोधनों समारोह को प्रभावित कर सकते हैं.
परमाणु मैट्रिक्स के रूप में विशिष्ट डोमेन के लिए सह स्थानीयकरण प्रोटीन प्रोटीन समारोह में अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकते हैं. विशिष्ट संकेतों और / या साथी प्रोटीन की अभिव्यक्ति के जवाब में फिर स्थानीयकरण प्रोटीन प्रोटीन समारोह 1,4 पर भी प्रकाश डाला कर सकते हैं.
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ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.
Anyaporn Sawasdichai और Nazefah अब्दुल हमीद रायल थाई सरकार और मलेशिया सरकार के लिए आभारी क्रमशः पीएच.डी. के लिए छात्रवृत्ति. यह काम एक वेलकम ट्रस्ट परियोजना PSJ और केजी के लिए सम्मानित किया अनुदान द्वारा वित्त पोषित किया गया था. हम भी हैं के ब्रिस्टल वोल्फसन Bioimaging सुविधा के विश्वविद्यालय के लिए आभारी हैं.
| Name | Type | Company | Catalog Number | Comments |
| BSA | Chemical | Sigma-Aldrich | A9647-100G | |
| DNase I | Chemical | Sigma-Aldrich | DN25-1G | |
| poly-L-Lysine | Chemical | Sigma-Aldrich | P-8920 | |
| Trypsin | Chemical | |||
| EGTA | Chemical | Sigma-Aldrich | E4378-25G | |
| Fomaldehyde | Chemical | VWR | 284216N | |
| PIPES | Chemical | Sigma-Aldrich | P-6757 | |
| Sucrose | Chemical | Fisher Scientific | S/8600/53 | |
| Triton X-100 | Chemical | Sigma-Aldrich | T-6876 | |
| Mounting Medium with DAPI | Chemical | Vector Laboratories | H-1200 | |
| Fugene 6 Transfection Reagent | Chemical | Roche Group | 11814443001 | |
| Histone H1 | Antibodies | Santa Cruz Biotechnology, Inc. | SC-8030 | |
| Lamin A/C | Antibodies | Santa Cruz Biotechnology, Inc. | SC-20681 | |
| Tubulin-α | Antibodies | Santa Cruz Biotechnology, Inc. | SC-32293 |