يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
دراسة التفاعلات البروتين في سياق الخلايا الحية يمكن أن تولد المعلومات الهامة حول توطين والديناميكية وشركاء التفاعل. هذه المعلومات هي قيمة خاصة في سياق التفاعلات المضيف الممرض. العديد من البروتينات الممرض تعمل داخل الخلايا المضيفة في مجموعة متنوعة من طريقة مثل، مما يتيح التهرب من الجهاز المناعي المضيفة والبقاء على قيد الحياة في البيئة داخل الخلايا. لدراسة هذه الممرض البروتين التفاعلات الخلية المضيفة، وتستخدم عدة نهج شيوعا، بما في ذلك: في إصابة الجسم الحي مع سلالة التعبير عن بروتين الموسومة أو متحولة، أو إدخال جينات الممرض عبر ترنسفكأيشن أو تنبيغ. كل من هذه الطرق لها مزايا وعيوب. سعينا وسيلة لإدخال مباشرة البروتينات الخارجية إلى داخل الخلايا. يستخدم Electroporation للعادة لتقديم الأحماض النووية في خلايا، ولكن تم أكثر نادرا ما تطبق على البروتينات على الرغم من أن أساس فيزيائي حيوي هو نفسه تماما.تم استخدام electroporator القياسية لإدخال مؤثرات تقارب الموسومة البكتيرية إلى خلايا الثدييات. كان المثقف خلايا البلاعم الظهارية والفأر الإنسان من خلال الطرق التقليدية، فصل، ووضعها في 0.4 سم cuvettes الفجوة Electroporation للمع البروتين البكتيري الممرض خارجي من الفائدة (على سبيل المثال السالمونيلا التيفية الفأرية GtgE). بعد Electroporation لل(0.3 كيلو فولت) والقصيرة (4 ساعات) فترة نقاهة، تم التحقق من البروتين داخل الخلايا التي وصفها fluorescently البروتين عن طريق بطاقة تقارب ودراسة التوزيع المكاني والزماني بواسطة المجهر متحد البؤر. وقد تبين أن البروتين electroporated أيضا لتكون وظيفية داخل الخلية وقادرة على الاتجار التحت خلوية الصحيح والتفاعل البروتين البروتين. في حين تميل البروتينات الخارجية لتتراكم على سطح الخلايا، فان عينات electroporated زيادات كبيرة في داخل الخلايا تركيز المستجيب نسبة إلى الحضانة وحدها. بروتوكول بسيط وسريع بما فيه الكفاية مما يتعين القيام به في ا ف بالأزياء arallel، والسماح لتوصيف عالية الإنتاجية للبروتينات الممرض في الخلايا المضيفة بما في ذلك استهداف التحت خلوية وظيفة البروتينات الفوعة.
العديد من الجراثيم سلبية الغرام تستخدم أنظمة إفراز المتخصصة لحقن البروتينات المرتبطة الفوعة (ويشار إلى المستجيبات) مباشرة في الخلايا المضيفة 1-5. هذه المؤثرات لديها مجموعة واسعة من الوظائف البيولوجية بما في ذلك: قمع الحصانة المضيف، والتغيرات هيكل الخلية، وتعديل الاتجار داخل الخلايا والإشارات، والتغيرات النسخي، والتعديلات proteasome والمضيف 6-9. ومن المعروف وظائف بعض المؤثرات، ولكن الأهداف المضيفة وعمل الكيمياء الحيوية (ق) من كثيرين آخرين لا تزال يحدد لاحقا. في حين المقارنة بين النوع البري والالتهابات البكتيرية المؤتلف هو نهج صحيح لدراسة آليات المستجيب الفوعة داخل الخلايا، غالبا ما يكون من المفيد أن استحداث المستجيب الفردي في الخلية المضيفة. وهكذا، طرق بسيطة لإدخال وتميز البروتينات المستجيب البكتيرية في سياق الخلايا المضيفة أمر مرغوب فيه للغاية.
تبسيط التحليل واي تجريبيعشر على المستجيب واحد أمر بالغ الأهمية كما المستجيبات أخرى قد يكون لها وظائف معارضة أو زائدة عن الحاجة. لإنجاز هذا التبسيط، وأدخلت الباحثين سابقا الجزيئات إلى الخلايا عن طريق العديد من الطرق المختلفة، بما في ذلك تنبيغ الفيروسية 10، حقن مكروي 11، كشط تحميل 12،13، والانصهار مع خلية يسببها كيميائيا حقن مكروي 14 والبروتين الملكية "ترنسفكأيشن" الكواشف 15، رواسب فوسفات الكالسيوم 16، و electroporation 17-20. وتتراوح جزيئات عرض من الأحماض النووية بما في ذلك الأنواع DNA، RNA، ورني للبروتينات، والأصباغ خلايا كتيمة، والأجسام المضادة لأهداف داخل الخلايا 21،22. بعض الطرائق حدودها بما في ذلك نوع من جزيء التي يمكن إدخالها، ويمكن أن تكون خاصة التحليلات المصب محدودة نظرا لسمية عالية الخلوية، وآليات الضارة للعمل، فعالية منخفضة، أو الكفاءة المقدمة. ترنسفكأيشن، وهو ofteطريقة ن استخدامها للتعبير عن الجينات البكتيرية في خلايا الثدييات، كما يعاني القيد أن بعض أنواع الخلايا المضيفة ذات الصلة، مثل الضامة والخلايا الأولية، هي مقاومة وخاصة تجاه ترنسفكأيشن. أبعد من ذلك، فمن الصعب السيطرة على مستويات البروتين البكتيري تنتج على إدخال DNA الأجانب.
وقد أنشأت الكثير من العمل Electroporation للمن الأحماض النووية في خلايا الثدييات على حد سواء البكتيرية وكأسلوب مختبر مشترك؛ ومع ذلك، هناك أبحاث جارية حول أفضل الطرق لتقديم البروتينات في الخلايا تحت الظروف الفسيولوجية. هي تقارير عن البروتين ترنسفكأيشن واعدة، ولكن تتطلب الكواشف مكلفة والتحسين. الرغبة في إدخال المستجيبات البكتيرية السامة إلى مجموعة واسعة من الأهداف خلية بأقل تكلفة ممكنة أدى بنا إلى النظر في Electroporation للكطريقة لدراسة هذه البروتينات في الجسم الحي.
بروتين 23-25 Electroporation للهو الوفاءهود لإدخال البروتينات في الخلايا الحية عبر electropermeabilization، المعروف أيضا باسم الكهربائية ترنسفكأيشن أو الكهربائية حقن 26. وتستخدم هذه التقنية عالية الكثافة النبضات الكهربائية لخلق المسام في أغشية الخلايا. هذه المسام عكسها تسمح الجزيئات التي يتم استبعادها عادة من الفضاء داخل الخلايا لدخول الخلية. على إزالة الحقل الكهربائي الخارجي، لا يمكن للغشاء إعادة الختم، والسماح للخلية للاحتفاظ الجزيئات التي مرت من خلال المسام 27،28.
تم استخدام electroporator القياسية في هذه الدراسة لتقديم باستمرار المستجيبات البكتيرية في كل من الماوس خلايا تشبه البلاعم والخلايا الظهارية الإنسان. طريقة سريعة وفعالة، وغير مكلفة، مع أي انخفاض ملموس في جدوى الخلوية. يمكن تصور البروتينات أدخلت عن طريق المناعي المجهري أو استخدامها لالمقايسات الفنية. وقد تجلى ذلك باستخدام بروتين الفلورية الخضراء (GFP) كمعيار غير سامة، وكذلكاثنين من السالمونيلا البروتينات المستجيب، SspH1 وGtgE. نقترح البروتين Electroporation للكأداة إضافية في جعبته لدراسة البروتينات الفوعة البكتيرية وظائفهم في الخلايا المضيفة حقيقية النواة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. إعداد مقدما
2. إعداد الخلايا
3. إعداد ل electroporation
4. Electroporation لل
5. التصفيحات من الخلايا
6. تحليل المجهر
6.1) التثبيت / تلطيخ المناعي
6.2) متحد البؤر المجهري وتحليل الصور
7. الانجذاب تنقية
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
كما دليلا الأولي للمفهوم، وقدم النقى البروتين الفلوري الأخضر بنجاح في خلايا الثدييات باستخدام Electroporation لل. هو عرض GFP، تقريبي 27 دينار كويتي بروتين الوزن الجزيئي عادة في خلايا الثدييات (معبرا عادة من DNA البلازميد) كأداة البيولوجيا الجزيئية الخلوية دون سمية كبيرة. وحضنت خلايا هيلا (الشكل 1A) أو electroporated (الشكل 1B) مع 25 ميكروغرام / مل GFP، تليها المناعي متحد البؤر المجهري للتحقق من الفلورسنت إشارة GFP. لإثبات أن GFP كان داخل العصارة ا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وقد تطورت المستجيبات يفرز من البكتيريا المسببة للأمراض على العمل ضمن بيئة الخلية المضيفة، وبالتالي فإنه من المفيد لدراستها في الموقع الطبيعي داخل المضيف. إدخال مؤثرات محددة من الفائدة في الخلايا المضيفة تسمح للتفاعلات الممرض في استضافة ذات الصلة لدراستها في عزلة دون تدخل من البروتينات البكتيرية الأخرى. وكان الهدف هو استكشاف Electroporation للكوسيلة لإدخال البروتينات المستجيب البكتيرية في الخلايا المضيفة حقيقية النواة، وبالتالي تجنب بعض التحديات المرتبطة ترنسفكأيشن أو تنبي...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب ليس لديهم ما يكشف.
تم دعم هذا العمل من قبل NIGMS ، المعاهد الوطنية للصحة (GM094623). تم تنفيذ أجزاء كبيرة من هذا العمل في مختبر العلوم الجزيئية البيئية ، وهو مرفق علمي وطني للمستخدم التابع لوزارة الطاقة / BER يقع في مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني (PNNL). يتم تشغيل PNNL لصالح وزارة الطاقة بواسطة Battelle بموجب العقد DE-AC05-76RLO1830.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 0.25٪ محلول التربسين-EDTA | Cellgro | 25-050-Cl | |
| 0.4 سم كوفيت التثقيب الكهربائي القابل للتصرف | Bio-Rad | 165-2088 | |
| 100٪ ميثانول | أي | ألبومين | قابل للاشتعال |
| (BSA) | جهاز عد الخلايا Sigma-Aldrich | A4919 | |
| - مقياس الدم أو عداد كولتر | بيكمان كولتر | نموذج Z1 | |
| حاضنة ثقافة الخلايا | أي | N / A | مرطب 95٪ هواء / 5٪ CO2 < / sub>atmosphere عند 37 درجة ؛ ج |
| ثقافة الخلية البلاستيكية | أي | قوارير / ألواح لثقافة الخلية N / A ، ماصات ، أنابيب ، شرطي مطاطي | |
| Dulbecco تعديل النسر s متوسط (DMEM) | Cellgro | 10-013 | دافئ إلى 37 درجة ؛ ج |
| المثقور الكهربائي | Bio-Rad | E. coli Pulser | |
| مصل الأبقار الجنيني (FBS) | Cellgro | 35-016-CV | |
| مجهر متحد البؤر الفلوري | Ziess | نموذج LSM 710 ؛ | |
| أطباق القاع الزجاجي للفحص المجهري | Wilco Wells | HBSt-3522 | |
| HALT Protease Inhibitor كوكتيل | بيرس | 78430 | |
| خلية HeLa | والسام ATCC ATCC | CCL-2 | |
| LDS 4X تحميل العازلة | Invitrogen | NP0007 | |
| الحد الأدنى من الوسط الأساسي (MEM) ؛ | Cellgro | 10-010 | دافئ إلى 37 درجة ؛ ج |
| بقع الفلورسنت الأخرى (WGA ، DAPI) جنبا إلى جنب مع الكاشف المضاد للبهتان | أي | N / A | |
| البنسلين / الستربتومايسين | Cellgro | 30-002-Cl | |
| RAW 264.7 خط الخلية | ATCC | TIB-71 | |
| الجسم المضاد الأساسي ضد الهدف محل الاهتمام | أي | N / A | |
| مترافق مع الفلوروفور | أي | N / A | |
| محلول ملحي مخزن بالفوسفات | أي | برد N / A | إلى 4 درجة ؛ ج |
| فوسفات معقم مخزن محلول ملحي | أي | N / A | دافئ إلى 37 درجة ؛ ج |
| [header] | |||
| Streptavidin Agarose Resin Suspension ؛ | بيرس | 20353 | |
| جهاز طرد مركزي على سطح الطاولة قادر على قبول الأنابيب المخروطية (يفضل دلو التأرجح) | أي | N / A | |
| TCEP | SIGMA-ALDRICH | 646547 | أكالة ، |
| سامة Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8585 | مهيجة ، سامة |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.