يصف هذا البروتوكول طريقة لقياس بحساسية معدل النقل نوكلوسيتوبلاسميك داخل الخلايا العصبية الحركية مثل نسك-34 الخلايا عن طريق قياس التغير في الوقت الحقيقي في استيراد النووي للبروتين نلس-نيس-غفب.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
يصف هذا البروتوكول طريقة لقياس بحساسية معدل النقل نوكلوسيتوبلاسميك داخل الخلايا العصبية الحركية مثل نسك-34 الخلايا عن طريق قياس التغير في الوقت الحقيقي في استيراد النووي للبروتين نلس-نيس-غفب.
النقل نوكليوسيتوبلازميك يشير إلى استيراد وتصدير جزيئات كبيرة من نواة الخلية. في الآونة الأخيرة، وقد أظهرت عددا من الدراسات وجود صلة بين التصلب الجانبي الضموري (ألس) والإعاقات في مسار نوكلوسيتوبلاسميك. ألس هو مرض تنكس عصبي يؤثر على الخلايا العصبية الحركية مما يؤدي إلى الشلل، وفي نهاية المطاف في الموت، في غضون 2-5 سنوات في المتوسط. معظم حالات ألس متقطعة، تفتقر إلى أي ارتباط وراثي ظاهر، ولكن 10٪ موروثة بطريقة مهيمنة. في الآونة الأخيرة، تم تحديد التوسعات تكرار هيكسانوكليوتيد (هريس) في كروموسوم 9 إطار القراءة المفتوحة 72 (C9orf72) الجينات كسبب وراثي ألس والخرف الصدغي الصدغي (فتد). الأهم من ذلك، وقد اقترحت مجموعات مختلفة مؤخرا أن هذه المسوخ تؤثر على النقل نوكلوسيتوبلاسميك. وقد أظهرت هذه الدراسات في الغالب النتيجة النهائية والمظاهر التي تسببها هرس على النقل نوكلوسيتوبلاسميك، لكنها لا تظهر اختلال النقل النووي فيفي الوقت الحالى. ونتيجة لذلك، يمكن تحديد فقط نقص نقل نوكلوسيتوبلاسميك شديد، ويرجع ذلك أساسا إلى أوفيركسريسيون عالية أو الإدراج البروتين خارجي.
يصف هذا البروتوكول مقايسة جديدة وحساسة جدا لتقييم وتحديد الاختلال النقل نوكلوسيتوبلاسميك في الوقت الحقيقي. معدل استيراد البروتين نلس-نيس-غفب (المكوك غفب) يمكن أن يكون كميا في الوقت الحقيقي باستخدام المجهر الفلورسنت. ويتم ذلك باستخدام مثبط إكسبورتين، مما يسمح للمكوك غفب فقط لدخول النواة. للتحقق من الفحص، و C9orf72 ترجمة حقوق الإنسان ترجمة يتردد الببتيد، بولي (غر) وبولي (بيأر)، والتي تم عرضها سابقا لتعطيل النقل نوكلوسيتوبلاسميك، استخدمت. باستخدام الفحص الموصوف، لوحظ انخفاض بنسبة 50٪ في معدل الواردات النووية مقارنة مع السيطرة. وباستخدام هذا النظام، يمكن فحص التغيرات الدقيقة في النقل النوكلوسيتوبلازمي وقدرة العوامل المختلفة على إنقاذ (ولو جزئيا) تر نوكليوسيتوبلازمييمكن تحديد عيب أنسبورت.
مجمع المسام النووي (مجلس الشعب) يسيطر على استيراد وتصدير جزيئات كبيرة داخل وخارج نواة الخلية. وعلى النقيض من الجزيئات الصغيرة، التي يمكن أن تدخل النواة دون تنظيم 1 ، يتم التحكم في نقل الجزيئات الكبيرة بقوة من قبل المجلس الوطني. هذه الجزيئات الكبيرة، مثل البروتينات و الحمض النووي الريبي، المرتبطة بعوامل النقل، بما في ذلك الاستيراد والتصدير، ليتم استيرادها وتصديرها من النواة 2 . من أجل استيرادها، يجب أن تحتوي البروتينات على عزر الببتيد الصغير، وتسمى عموما إشارة توطين النووية (نلس)، التي ترتبط باستيراد 2 . هذه تسلسل من الأحماض الأمينية بمثابة علامة ومتنوعة في تكوين 3 ، 4 . يمكن تصدير البروتينات من النواة إلى السيتوبلازم بسبب ارتباطها مع إكسبورتينs، التي تربط تتابع إشارة، تسمى عموما إشارة تصدير نووية (نيس) 2 . كل من المستوردين والتصدير قادرون على نقل حمولتهم بسبب تنظيم راس الصغيرة ذات الصلة البروتين النووي غتباز (ران) 2 . وقد تبين أن ران موجودة في حالات مطابقة مختلفة اعتمادا على ما إذا كانت ملزمة إلى غتب أو الناتج المحلي الإجمالي. عندما تكون ملزمة إلى غتب، يمكن ران ربط المستوردات أو إكسبورتينس. عند ربط رانغب، إيمبورتينز الإفراج عن حمولتها، في حين أن إكسبورتينز يجب ربط رانغتب لتشكيل مجمع مع البضائع التصدير الخاصة بهم. تعتمد الدولة الملزمة النوكليوتيدات ران على موقعها في نواة (رانغب) أو السيتوبلازم (رانغبد).
في الآونة الأخيرة، وقد أظهرت عددا من الدراسات وجود صلة بين الانهيارات في مسار نوكلوسيتوبلاسميك وكل من التصلب الجانبي الضموري (ألس) والخرف الجبهي الصدغي (فتد) 5 ، 6 ، 7 ، 8 ، 9 ، 10 ، 11 ، 12 . ألس هو المرض العصبي التقدمي والقاتل التي تؤثر على كل من الخلايا العصبية الحركية العلوية والسفلية (منس) 13 مما أدى إلى الشلل، وفي نهاية المطاف في الموت، في غضون 2-5 سنوات في المتوسط. وتصنف معظم حالات ألس على أنها متفرقة (سالس)، تفتقر إلى أي ارتباط وراثي ظاهر، ولكن 10٪ موروثة بطريقة مهيمنة (ألس العائلي؛ فالس). في الآونة الأخيرة، تم تحديد التوسعات تكرار هيكسانوكليوتيد (هريس) في الكروموسوم 9 إطار القراءة المفتوحة 72 (C9orf72) الجينات 14 ، 15 كسبب وراثي ألس و فتد. هذه المسوخ تمثل 30-40٪ من الحالات فالس 16 ، ودعت دراسات مختلفةأنها تسبب السمية عن طريق التأثير على نقل نوكلوسيتوبلاسميك 5 ، 6 ، 7 ، 8 ، 9 ، 10 ، 11 ، 12 .
وقد أظهرت هذه الدراسات في الغالب النتائج والمظاهر النهائية لتعليم حقوق الإنسان على النقل نوكلوسيتوبلاسميك، لكنها لا تظهر اضطراب نوكلوسيتوبلاسميك في الوقت الحقيقي. ونتيجة لذلك، تم تقييم فقط نقص نقل نوكلوسيتوبلاسميك شديد 11 ، 17 ، 18 .
يصف هذا البروتوكول الجديد وري فحص حساسة لتقييم وتحديد العجز النقل نوكليوسيتوبلاسميك في الوقت الحقيقي. معدل استيراد البروتين نلس-نيس-غفب (المكوك غفب) يمكن أن يكون كميا في الوقت الحقيقي باستخدام المجهر الفلورسنت. ويتم ذلك باستخدام مثبط إكسبورتين، كما هو موضح سابقا 18 ، مما يسمح للمكوك غفب فقط لدخول النواة. باستخدام المجهري الفلورسنت والبرمجيات قادرة على قياس التغيرات الفلورية في الوقت الحقيقي، فمن الممكن لقياس التغيرات التدريجية في كثافة مضان المكوك غفب، وتقع في النواة. ونتيجة لذلك، يمكن إجراء منحنى التشبع مثل ميكايليس-منتن مثل محور مضان لوقت، وهو ما يمثل كمية من المكوك النووي غفب في أي وقت من الأوقات. باستخدام المعدل الخطي الأولي للمنحنيات، فمن الممكن لتوليد المنحدر، الذي يمثل معدل الدخول إلى النواة قبل التشبع مضان.
للتحقق من صحة الفحص، ترجمةد C9orf72 يكرر ثنائي الببتيد، بولي (غر) وبولي (بيأر)، والتي تم الإبلاغ عنها سابقا لتعطيل النقل نوكلوسيتوبلاسميك، استخدمت 5 ، 7 ، 8 ، 10 ، 12 . باستخدام هذا الفحص، لوحظ انخفاض بنسبة 50٪ في معدل الواردات النووية مقارنة مع السيطرة. باستخدام هذا النظام، يمكن فحص التغييرات الدقيقة في النقل نوكلوسيتوبلاسميك. وعلاوة على ذلك، يمكن تحديد قدرة عوامل مختلفة لإنقاذ عيب النقل نوكلوسيتوبلاسميك.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. إعداد خط الخلية
2. خلية ترنسفكأيشن
ملاحظة: بعد حوالي 24 ساعة، فإن الخلايا نسك-34 تصل إلى 40٪ التقاء (ما يقرب من 800،000 الخلايا)، وسوف تكون على استعداد لترنسفكأيشن.
3. المجهري
4 - التحليل
ملاحظة: منذ خلايا مختلفة تعبر مستويات مختلفة من المكوك الفلورسنت غفب، فمن المهم لتطبيع كثافة الفلورسنت النووية من كل خلية إلى كثافة الفلورسنت الأولية الخاصة بها.
5. البروتين التحقق من صحة التعبير
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
باستخدام الإجراء المعروض هنا، ترانزفكتد الخلايا العصبية مثل الخلايا نسك-34 الخلايا العصبية مع نلس-نيس-غفب (المكوك غفب) البروتين. هذا البروتين، الذي يحتوي على نلس وتسلسل إشارة نيس ( الشكل 1 )، ويمكن نقل مكوكية بين النواة والسيتوبلازم. عام غفب يمكن إدخال أو الخروج من النواة في غياب أي علامة إشارة توطين فقط عن طريق نشر وبالتالي يتم توزيعها بالتساوي بين النواة والسيتوبلازم ( الشكل 2A ). في المقابل، يتم العثور على البرو...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
هذا البروتوكول يدل على مقايسة جديدة حساسة وكمية للغاية لتقييم التغيرات الدقيقة في النقل نوكلوسيتوبلاسميك. باستخدام هذا النظام، فمن الممكن لمراقبة وقياس النقل نوكلوسيتوبلاسميك واختلال وظيفي في الوقت الحقيقي، وليس فقط العيوب الكبيرة التي تؤدي إلى تغييرات جذرية في توزيع البروتين. هذا الفحص ليس فقط لديه ميزة حساسية، ولكنه يتطلب أيضا إعداد القليل، وغير مكلفة، وهو فحص سهلة جدا ومنخفضة المشاركة.
لاختبار كفاءة هذا النظام...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المؤلفين ليس لديهم ما يكشف عنه.
ونشكر جميع أعضاء مختبر الذكاء الاصطناعي على تعليقاتهم واقتراحاتهم المفيدة. نود أن نشكر الأستاذ مارك هيب (ماكس معهد بلانك للكيمياء الحيوية) لتزويدنا ناقلات المكوك غفب. وقد تم دعم هذا العمل بمنح مقدمة من مؤسسة العلوم اإلسرائيلية) إيسف رقم 124/14 (، ومؤسسة العلوم الوطنية) بسف # 2013325 (، ومنحة ماري كوري للتكامل الوظيفي) سيغ # 333794 (، والمعهد الوطني لعلم النفس النفسي في إسرائيل) نيبي # b133-14 / 15).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| خط الخلايا الهجينة الشبيهة بالخلايا العصبية بمحرك الفأر (NSC-34) | tebu-bio | CLU140-A | |
| DMEM 4.5 جم / لتر L-glucose | الصناعات البيولوجية | 01-055-1A | |
| FBS الصناعات البيولوجية الأوروبية | الصف 04-007-1A | ||
| SL 16R أجهزة الطرد المركزي | الحرارية العلمية | 75004030 | |
| Thermo Forma Series II مغلفة بالماء CO2< / sub> حاضنة | Thermo Scientific | 3111 | |
| غطاء زجاجي بقطر 12 مم ، 0.13-0.17 مم | بسمك Bar Naor LTD | ||
| TurboFect كاشف الإرسال | الحراري العلمي | R0531< / a> | |
| Axiovert 100 مجهر مقلوب | Zeiss | ||
| Imaging Workbench 2 | Axon Instruments | ||
| Leptomycin B | Sigma | L2913 | |
| PBS | الصناعات البيولوجية | 02-023-1A | |
| محرك الخالط / التحكم / تشاك / المشبك 90 درجة | Glas-Col | 099C K5424CE | |
| MicroCL 17R ، | 75002455 | علمي حراري |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.