نحن هنا وصف العملية من جهاز ميكروفلويديك الذي يسمح المستمر وعالية الدقة التصوير المجهري لخلايا الخميرة في مهدها واحد خلال تنسخي كاملة و / أو العمر الزمني.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
نحن هنا وصف العملية من جهاز ميكروفلويديك الذي يسمح المستمر وعالية الدقة التصوير المجهري لخلايا الخميرة في مهدها واحد خلال تنسخي كاملة و / أو العمر الزمني.
ونحن لشرح استخدام برنامج الإعداد ميكروفلويديك بسيطة، التي يمكن من خلالها تعقب خلايا الخميرة في مهدها واحدة طوال حياتها بأكملها. رقاقة ميكروفلويديك يستغل الفرق بين حجم الخلايا الأم وابنتها باستخدام مجموعة من micropads. عند تحميل، محاصرون الخلايا تحت هذه micropads، لأن المسافة بين micropad وغطاء زجاجي يشبه القطر من خلية الخميرة (3-4 ميكرون). بعد إجراء التحميل، يتم مسح مستنبت بشكل مستمر من خلال رقاقة، مما يخلق ليس فقط بيئة ثابتة ومحددة في كافة مراحل التجربة برمتها، ولكن أيضا الإحمرار خارج الخلايا الوليدة الناشئة، التي لا يتم الاحتفاظ تحت منصات نظرا لحجم أصغر بهم. الإعداد يحتفظ الخلايا الأم بكفاءة حتى أنه في تجربة واحدة تصل إلى 50 الخلايا الفردية يمكن رصدها بطريقة مؤتمتة بالكامل لمدة 5 أيام، إذا لزم الأمر، أو لفترة أطول. وبالإضافة إلى ذلك، الخصائص البصرية ممتازة للرقاقة تسمح عاليةالدقة التصوير من الخلايا أثناء عملية الشيخوخة بأكمله.
تبرعم الخميرة هو كائن نموذجا هاما للشيخوخة البحوث 1. حتى دراسة مؤخرا تنسخي الشيخوخة في خلايا الخميرة كانت عملية شاقة تتطلب طريقة تشريح، في كل برعم التي تم إزالتها يدويا من الخلية الأم 2،3. لحل هذه المشكلة، قدمنا مؤخرا إعداد ميكروفلويديك رواية قادرة على تتبع الخلايا الأم الفرد طوال حياتهم بأكملها عمر 4.
في رقاقة لدينا ميكروفلويديك، محاصرون خلايا الخميرة تحت لينة micropads القائمة على المطاط الصناعي (انظر الشكل 1). استمرار تدفق المتوسطة يغسل بعيدا الخلايا الوليدة التي شكلت حديثا وتوفر الخلايا مع المواد المغذية الطازجة. في تجربة واحدة، وتصل إلى 50 خلية الأم يمكن رصدها بطريقة مؤتمتة بالكامل طوال حياتهم بأكملها تنسخي العمر. ويرجع ذلك إلى الخصائص البصرية ممتازة للرقاقة ميكروفلويديك، فمن الممكن لرصد الجوانب المختلفة في وقت واحد من بيولوجيا الخلايا الخميرة (على سبيل المثال باستخدام البروتينات الفلورية).
مقارنة لطريقة تشريح الكلاسيكية، والإعداد ميكروفلويديك يوفر مزايا كبيرة. فإنه يضمن بيئة محددة وثابتة خلال التجربة الشيخوخة كله. لا يتطلب أي معدات متخصصة مكلفة ويمكن تشغيلها على أي المجهر مجهزة التركيز الآلي وقدراتهم الوقت الفاصل بين وكذلك درجة الحرارة للسيطرة على زراعة الخلية. يمكن تعلم إنتاج وتشغيل رقائق ميكروفلويديك في غضون بضعة أيام. وبالإضافة إلى ذلك، الخلايا يمكن تحميلها مباشرة من تنامي ثقافة أضعافا مضاعفة، ميزة على طريقة أخرى نشرت مؤخرا ميكروفلويديك 5، الأمر الذي يتطلب biotinylation من الخلايا الأم. مجتمعة مع عالية الدقة والتصوير، والأسلوب هو موضح هنا يمكن أن تستخدم لقياس التغيرات التدريجية في التشكل الخلوي، بروتين تعبير والتوطين خلال الخميرة الشيخوخة على نحو غير مسبوق. القدرة علىيوفر الرصد على المدى الطويل من الخلايا واحد أيضا إمكانيات فريدة من نوعها للدراسات دورة الخلية الخميرة.
وقد تم تحسين هذه الطريقة مؤخرا على لإزالة biotinylation من البروتوكول 16، والتي نشرت في حين كان هذا المخطوط في الاستعراض.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. إنتاج وإعداد قالب رقاقة السيليكون
يتم إنشاء رقائق ميكروفلويديك من قالب رقاقة السيليكون التي تنتجها الطباعة الحجرية الناعمة. هذه الرقائق يمكن إعادة استخدامها مرات عديدة لإنتاج رقائق ميكروفلويديك. فإنه من المستحسن أن يتم تنفيذ إنتاج رقاقة منها من قبل مجموعة متخصصة في على microfluidics 6.
يرصد الرقاقة في عملية ضوئيه من خطوتين باستخدام اثنين من طبقات مختلفة من مقاومة للضوء سلبي، SU-8 7. يتم استخدام الطبقة السفلية لتوليد منطقة محاصرة خلية (SU-8 2002؛ ارتفاع 3-4 ميكرون)، في حين يتم إجراء قنوات مع الطبقة العليا (SU-8 لعام 2010؛ ارتفاع 10 ميكرون). انطباع من عملية الإنتاج رقاقة يمكن العثور عليها في هوانغ وآخرون 8. ويمكن الحصول على رسومات من رقائق ميكروفلويديك من المؤلفين وكذلك المشورة بشأن كيفية الحصول على رقاقة منها.
2. إنتاج رقائق ميكروفلويديك
تأكد من أن رقاقة PDMSلا يزال الكذب رأسا على عقب على مقاعد البدلاء في حين اللكم الثقوب. هذا يمنع PDMS من الالتصاق إلى داخل القناة، والذي يمكن أن يسبب انسداد في القناة.
3. إعداد المعالج لتحميل برنامج الأذان
فشل جهاز ميكروفلويديك يمكن أن يسبب تسرب المتوسطة في المجهر. لتجنب هذا، فمن الاستشارية لاستخدام حامل معدني و / أو ختم الجانبين من رقاقة حيث يلتقي PDMS الزجاج مع طلاء الأظافر أو الغراء الايبوكسي. هذا يمنع تسرب المتوسطة في حال عدم المستعبدين رقاقة PDMS جيدا بما يكفي لغطاء زجاجي. أيضا الأنابيبويمكن تأمين الاتصالات حول نقاط الإدراج بطريقة مشابهة لتجنب تسرب من المتوسط. جهاز استشعار المياه الصنع التي تطفئ ضخ حقنة في حالة وجود تسرب يمكن استخدامها كإجراء وقائي سلامة إضافية. ويمكن الحصول على رسومات للحامل معدني مصممة خصيصا للرقاقة ميكروفلويديك من المؤلفين.
ويفضل استخدام الغمر أهداف النفط خلال تلك الأهداف الغمر بالماء لأن النفط لن تجف على مراحل الساعة من التجربة.
اعتمادا على المجهر قد يكون هناك مشاكل مع الإبقاء على جمعةocus خلال الساعات الأولى من التجربة. ولذلك فمن المستحسن ترك رقاقة ل 1-2 ساعات في المرحلة المجهر لذلك يمكن أن يستقر قبل تحميل الخلايا وبدء التجربة.
4. التحميل من خلايا الخميرة في رقاقة ميكروفلويديك
العد الخلية المفضل للتحميل بين 1-5 × 10 6 خلايا لكل مل. الثقافات مع عدد الخلايا العالي تحتاج إلى أن تضعف قبل التحميل. عندما زراعة الخلايا على YPD والكفاءة التحميل الخلية يمكن تحسين مرات عديدة إذا تم غسلها الخلايا الأولى مع ومعلق في الحد الأدنى من المتوسط يحتوي على نسبة الجلوكوز مماثلة قبل التحميل. خلال عملية للرقاقة، ويمكن مرة أخرى YPD المتوسطة استخدامها بأمان.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في هذا البروتوكول، يتم تحميل الخلايا في رقاقة ميكروفلويديك مباشرة من ثقافة منتصف الأسي. للتأكد ما إذا كان التوزيع العمري للخلايا المحاصرين في رقاقة ميكروفلويديك هي مماثلة لتلك الثقافة قبل التحميل، وكانت ملطخة الخلايا مع راصة القمح مترافق إلى FITC (WGA-FITC) لتصور ندوب برعم. كما يمكن أن يرى في الشكل (3)، لا تنحاز لانحباس الخلايا تحت micropads للرقاقة ميكروفلويديك إلى خلايا سن معينة.
يمكن ببساطة تن...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طريقة ميكروفلويديك الموصوفة هنا هو أداة هامة في رواية الشيخوخة البحوث، لأنها تتيح الجيل بسيطة ومؤتمتة من الخميرة تنسخي البيانات العمر في تركيبة مع استمرار ارتفاع القرار التصوير. هذه الصفات هي تحسينات كبيرة على مدى الإمكانات التجريبية للطريقة تشريح الكلاسيكية، ولكن هناك عدد قليل من القيود من الطريقة التي يجب أن تؤخذ بعين الاعتبار.
علما أن تحديد عمر تنسخي يمكن أن تتأثر كفاءة الإبقاء على الخلايا الأم: كل خلية أبقى ت...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن الكتاب أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة.
ونود أن نشكر Schippers لورا لكتابة النسخة الأولى من بروتوكول التحميل الخليوي وماركوس دي Goffau وجيلي Zampar لتسجيل الأشكال التضاريسية الميتوكوندريا.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| REAGENTS< / strong> | |||
|---|---|---|---|
| DC Sylgard 184 المطاط الصناعي | Mavom bv | 1060040 | تحتوي هذه الحزمة على قاعدة PDMS وعامل معالجة PDMS. |
| أطباق بتري زجاجية 120/20 مم | VWR International | 391-2850 | |
| غطاء نظارات 22x40 مم | CBN Labsuppliers BV | 190002240 | |
| Tough-Tags | Sigma-Aldrich | Z359106 | |
| رقائق | |||
| كوب | |||
| ماصة مصلية 5 مل | VWR International | 612-1245 | |
| شريط سكوتش | VWR International | 819-1460 | |
| معجون Baysilone (سيليكون GE Bayer) | Sigma-Aldrich | 85403-1EA | |
| أنابيب التجويف الصغيرة ، 0.012 "معرف × 0.030" OD | كول بارمر | EW-06417-11 | يشار إليها باسم أنابيب رقيقة |
| Tygon microbore Tubing ، 0.030 "ID x 0.090" OD | Cole Parmer | EW-06418-03 | يشار إليها باسم الأنابيب السميكة |
| مشرط | VWR International | 233-5334 | |
| 50 مل محاقن Luer-Lok | BD | 300137 | |
| 5 مل ، طرف لور | VWR International | 613-1599 | |
| ملاقط | VWR International | 232-2132 | |
| 20 بذرة مقياس لور | Instech Solomon | LS20 | |
| مرشحات الحقن (حجم المسام 0.20 & mu; م) | Sigma-Aldrich | 16534K | |
| قابس قسطرة من الفولاذ المقاوم للصدأ ، 20 ga x12 مم | Instech Solomon | SP20 / 12 | |
| أطباق بتري | VWR International | 391-0892 | |
| EQUIPMENT< / strong> | |||
| منظف الأوزون للأشعة فوق البنفسجية | NOVA Scan | PSD-UVT | |
| مضخة هارفارد 11 جهاز النخبة | هارفارد | 70-4505 | |
| SU-8 قالب السيليكون الرئيسي (رقاقة) | عصامي ؛ لمزيد من التفاصيل اتصل بالمؤلف المقابل | ||
| Balance | Sartorius corporation | ED4202S | |
| مضخة فراغ | KNF Neuberger | N022 AN.18 | |
| Desiccator | VWR International | 467-2115 | |
| لوحة ساخنة | VWR International | 460-3267 | |
| اختياري: حامل معدني لزجاج الغطاء (22x40 مم) | عصامي. للحصول على التفاصيل ، اتصل بالمؤلف المراسل | ||
| (Fluorescence) المجهر مع هدف 60x ، والتركيز التلقائي ، وقدرات الفاصل الزمني ويفضل أن تكون مرحلة نيكون Eclipse Ti-E الآلية (التحكم الآلي XY) |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.