نقدم هنا البروتوكولات لتجانس خلايا الثدييات مثقف استناداً إلى التجويف النيتروجين وفصل اللاحقة للبروتينات سيتوسوليك والغشاء زمنياً تنبيذ فائق خالية من المنظفات. هذا الأسلوب مثالي لرصد تقسيم البروتينات الغشاء المحيطي بين الذوبان والغشاء الكسور.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
نقدم هنا البروتوكولات لتجانس خلايا الثدييات مثقف استناداً إلى التجويف النيتروجين وفصل اللاحقة للبروتينات سيتوسوليك والغشاء زمنياً تنبيذ فائق خالية من المنظفات. هذا الأسلوب مثالي لرصد تقسيم البروتينات الغشاء المحيطي بين الذوبان والغشاء الكسور.
الخلايا المستزرعة مفيدة لدراسة توزيع سوبسيلولار من البروتينات، بما في ذلك البروتينات الغشاء المحيطية. وراثيا ترميز فلوريسسينتلي البروتينات المعلمة قد أحدثت ثورة في دراسة توزيع البروتين سوبسيلولار. ومع ذلك، من الصعب قياس التوزيع مع مجهر فلوري، خاصة عندما تكون البروتينات جزئيا سيتوسوليك. وعلاوة على ذلك، من المهم كثيرا ما لدراسة البروتينات الذاتية. فحوصات الكيمياء مثل إيمونوبلوتس يظل المعيار الذهبي للتحديد الكمي لتوزيع البروتين بعد تجزئة سوبسيلولار. على الرغم من أن هناك مجموعات تجارية تهدف إلى عزل سيتوسوليك أو بعض الكسور غشاء، أن معظم هذه مجموعات تستند إلى استخراج مع المنظفات والتي قد تكون غير ملائمة لدراسة البروتينات الغشاء الطرفية التي يتم استخراجها بسهولة من الأغشية. هنا نقدم بروتوكول خالية من المنظفات لتجانس الخلوية التجويف النيتروجين وفصل اللاحقة للبروتينات سيتوسوليك والغشاء زمنياً حسب تنبيذ فائق. علينا تأكيد الفصل بين العضيات سوبسيلولار في الذوبان والكسور بيليه عبر أنواع مختلفة من الخلايا، ومقارنة استخراج البروتين بين عدة أساليب غير المستندة إلى المنظفات الميكانيكية التجانس المشترك. من بين العديد من المزايا للنيتروجين هو التجويف كفاءة متفوقة من انقطاع الهاتف الخلوي مع الحد الأدنى من الأضرار المادية والكيميائية إلى العضيات الدقيقة. جنبا إلى جنب مع تنبيذ فائق، التجويف النيتروجين وسيلة ممتازة لدراسة تحول البروتينات الغشاء المحيطي بين سيتوسوليك والغشاء الكسور.
البروتينات الخلوية يمكن أن تقسم إلى فئتين: تلك التي ترتبط بالأغشية وتلك التي لا. تم العثور على عدم غشاء البروتينات المرتبطة بها في سيتوسول ونوكليوبلاسم ولومينا من العضيات مثل هيولى (ER). وهناك فئتان من البروتينات المرتبطة بالغشاء، لا يتجزأ، والأجهزة الطرفية. بروتينات الغشاء لا يتجزأ من المعروف أيضا البروتينات transmembrane لأن الأجزاء واحد أو أكثر في سلسلة ببتيد يمتد الغشاء، عادة α-الحلزون تتألف من الأحماض الأمينية مسعور. يتم إدراج كوترانسلاتيونالي في الأغشية أثناء التركيب الحيوي البروتينات transmembrane وتبقى حتى تم تكوينه حتى أنها هي كاتابوليزيد. بروتينات الغشاء المحيطي ثانوياً مدفوعة للأغشية، وعادة ما تكون نتيجة للتعديل بوستترانسلاشونال مع جزيئات مسعور مثل الدهون. وعلى النقيض من البروتينات الغشاء لا يتجزأ، ورابطة بروتينات الغشاء المحيطي مع الأغشية الخلوية يتم عكسها ويمكن أن تنظم. العديد من وظيفة البروتينات الغشاء المحيطي في مسارات الإشارات، وتنظم رابطة مع الأغشية إليه واحدة لتنشيط أو تثبيط طريقا. مثال واحد من جزيء مما يشير إلى أنه بروتين غشاء المحيطي هو GTPase الصغيرة، RAS. بعد سلسلة من التعديلات بوستترانسلاشونال التي تشمل التعديل مع دهن farnesyl، إدراج تعديل ج-المحطة من البروتين RAS ناضجة في النشرة هيولى من الغشاء الخلوي. على وجه التحديد، غشاء البلازما حيث يشرك RAS به المستجيب المتلقين للمعلومات RAF1. لمنع التنشيط التأسيسي لمسار mitogen تنشيط بروتين كيناز (MAPK)، توجد عدة مستويات للسيطرة على رأس. إلى جانب تقديم رأس نشط بالترشيح أنشئ في الناتج المحلي الإجمالي، RAS نشطة أيضا يمكن أن يفرج عن من غشاء البلازما بالتعديلات أو التفاعلات مع سولوبيليزينج عوامل تحول دون إشارة. على الرغم من أن يتيح تصوير لايف الفلورسنت علماء الأحياء الخلية فرصة مراقبة التعريب سوبسيلولار من البروتينات الفلورية غشاء الطرفية معلم البروتين1، لا تزال هناك حاجة ماسة إلى تقييم رابطة الغشاء البروتينات الذاتية شبه كمي مع النهج البيوكيميائية بسيطة.
التقييم البيوكيميائية السليم للبروتين التقسيم بين الغشاء والكسور القابلة للذوبان يتوقف بصورة حاسمة على عاملين اثنين هما: التجانس الخلوية وكفاءة فصل الغشاء وكسور قابلة للذوبان. على الرغم من أن بعض البروتوكولات، بما في ذلك مجموعات الأكثر استخداماً تجارياً، يعتمد على تجانس الخلية المستندة المنظفات، يمكن أن تعتم هذه الأساليب التحليل باستخراج البروتينات الغشاء في المرحلة القابلة للذوبان2. وبناء على ذلك، غير المنظفات الميكانيكية، واستنادا إلى أساليب تعطيل الخلية توفر نتائج أنظف. هناك عدة طرق لتعطل الخلايا نمت في الثقافة أو حصادها من الدم أو الأجهزة الميكانيكية. هذه تشمل دونس التجانس وتعطل غرامة إبرة وتجانس الحاملة للكرة، sonication والتجويف النيتروجين. هنا نقوم بتقييم التجويف النيتروجين وذلك مقارنة بالأساليب الأخرى. التجويف النيتروجين تعتمد على النيتروجين الذي يذوب في السيتوبلازم للخلايا تحت ضغط عال. تعليق خلية بعد الموازنة، فجأة تتعرض للضغط الجوي أن تتشكل فقاعات النيتروجين في السيتوبلازم التي تمزق فتح الخلية نتيجة على مقوماته. إذا كان الضغط مرتفع بما فيه الكفاية، مقوماته النيتروجين يمكن أن تعطل نواة3 والغشاء ملزمة العضيات مثل ليسوسوميس4. ومع ذلك، إذا كان يتم الاحتفاظ الضغوط منخفضة بما يكفي، سوف تعطيل تخفيف الضغط غشاء البلازما و ER ولكن لا العضيات الأخرى، وبالتالي إراقة سيتوسول والعضيات هيولى سليمة في هوموجيناتي الذي تم تعيينه كافيتاتي5. ولهذا السبب، التجويف النيتروجين هو الأسلوب المفضل لعزل العضيات مثل lysosomes والميتوكوندريا.
ومع ذلك، كما أنها وسيلة ممتازة لإعداد هوموجيناتي التي يمكن فصلها بسهولة في الغشاء وكسور قابلة للذوبان. وعاء الضغط (من الآن فصاعدا باسم "قنبلة") المستخدمة خلال التجويف تتكون من غلاف سميك من الفولاذ المقاوم للصدأ الذي يقاوم الضغط العالي، مع مدخل لتسليم غاز النيتروجين من دبابة ومنفذ مخرج مع صمام تفريغ قابل لتعديل.
وقد استخدمت التجويف النيتروجين لتجانس الخلية منذ الستينات6. في عام 1961، أنشأ صياد وكوميرفولد7 التجويف النيتروجين كبديل ناجع لاضطراب أنسجة الثدييات. ومنذ ذلك الحين، الباحثين قد تكيفت هذه التقنية لمختلف الخلايا والأنسجة بنجاح، والتجويف النيتروجين قد أصبح عنصرا أساسيا في العديد من التطبيقات، بما في ذلك الغشاء إعداد8،9ونوي وعضيه إعداد10،11، واستخراج البيوكيميائية مجا. حاليا، علماء الأحياء الخلية أكثر في كثير من الأحيان يستخدمون أساليب أخرى لتجانس خلية لفوائد النيتروجين التجانس لا يعلن عنها على نطاق واسع، والقنابل النيتروجين غالية الثمن وهناك الاعتقاد خاطئ بأن عدد كبير نسبيا من الخلايا مطلوب. لم يتم نشر بروتوكولات التجويف النيتروجين لتحقيق هوموجيناتيس الخلية خالية مع نويات سليمة، وفي التقييمات الأكثر المنشورة كانت تستخدم وحدات تخزين 20 مل من تعليق خلية. للتكيف مع هذا الأسلوب الكلاسيكي لتتناسب مع الاحتياجات الحالية للعمل مع عينات صغيرة الحجم، نقدم على بروتوكول تعديل التجويف النيتروجين مصممة خصيصا للخلايا المستزرعة. بعد التجويف النيتروجين، هوموجيناتي تنقسم القابلة للذوبان (S) والكسور غشاء (P) بالطرد المركزي التفاضلي، أولاً مع تدور السرعة المنخفضة لإزالة الأنوية والخلايا غير منقطعة، ثم مع تدور عالية السرعة (> 100,000 x ز) لفصل أغشية من الكسر القابلة للذوبان. نقوم بتحليل كفاءة الفصل مع إيمونوبلوتس وقارن التجويف النيتروجين مع تقنيات التعطيل الميكانيكية الأخرى. ونحن أيضا التحقيق ناضح تأثير تجانس المخزن المؤقت خلال التجويف النيتروجين.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1-المخزن المؤقت ومعدات الأعمال التحضيرية
2. خلية حصاد
3. التجويف النتروجين
لوحة4. الفصل بين سيتوسوليك والكسور غشاء
زالوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويبين الشكل 2 تقسيم البروتينات الخلوية من السندات الإذنية في كسر سيتوسوليك القابلة للذوبان (S) أو غشاء بيليه الكسر (P). قمنا بفحص ثلاثة خطوط الخلايا الممثل من أنواع مختلفة من الخلايا: HEK-293 (طلائي)، والمعاهد الوطنية للصحة-3T3 (تنتجها الخلايا الليفية) وجوركات (اللمفاويات). رو جوانين تفارق المانع (رهوجدي)، ومستقلة عن الأيونات الموجبة يطلق – 6-فوسفات مستقبلات (سيمبر) استخدمت كعناصر إيجابية سيتوسوليك والغشاء الكسور، على التوالي. نحن أكدت فصل كفاءة سيتوسول والغش...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وتتعدد مزايا التجويف النيتروجين عبر طرق أخرى لتعطيل الميكانيكية. ربما الفائدة الأكثر أهمية هو قدرته على تجانسه بلطف ولكن كفاءة العينات. المبادئ الفيزيائية للعينات يبرد الضغط بدلاً من توليد التدفئة المحلية الأضرار مثل الموجات فوق الصوتية والقص/الاحتكاك على أساس تقنيات. التجويف أيضا فعالة للغاية في تعطيل غشاء البلازما. لأن النيتروجين فقاعات تتولد داخل كل خلية فردية عند الضغط، عملية التجويف محدودة أقل من حجم الخلية، حجم العينة أو عينة تركيز. ولذلك يقدم مزايا إضافية أكثر من دونس المستندة إلى إزالة أو التجانس مرور الإبرة. ويق...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب يعلن أن لديهم لا تضارب المصالح المالية.
تم تمويل هذا العمل من GM055279 و CA116034 و CA163489.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| وعاء تعطيل الخلية (45 مل) | Parr Instrument | 4639 | قنبلة التجويف النيتروجين |
| Dounce homogenizer (2 مل) | Kontes | 885300-0002 | مدقة وأنبوب |
| Dounce U-100 حقنة الأنسولين 28G & frac12 ؛ | Becton Dickinson | 329461 | |
| Needle Atg12 الجسم المضاد | سانتا كروز | 271688 | الفأر المضاد ، استخدم عند 1: 1000 تخفيف |
| بيتا - الجسم المضاد للأكتين | سانتا كروز | 47778 | الجسم المضاد للفأر ، استخدم عند 1: 1000 تخفيف |
| بيتا ؛ الجسم المضاد للتوبولين | DSHB | E7-s | الجسم المضاد للفأر ، استخدم عند 1: 5000 تخفيف |
| الجسم المضاد Calnexin | سانتا كروز | 23954 | الجسم المضاد للفأر ، استخدم عند 1: 1000 تخفيف |
| الجسم المضاد Calregulin | سانتا كروز | 373863 | الفأر المضاد ، استخدم عند 1: 1000 تخفيف |
| الجسم المضاد كاتالاز | سانتا | كروز 271803 | الفأر المضاد ، استخدم عند 1: 1000 تخفيف |
| CIMPR الجسم المضاد | Abcam | 124767 | الأرانب ، استخدم عند 1: 1000 تخفيف |
| EEA1 الجسم المضاد | سانتا | كروز 137130 | الجسم المضاد للفأر ، استخدم عند 1: 1000 |
| الجسم المضاد EGFR | سانتا كروز | 373746 | الفأر المضاد ، استخدم عند 1: 1000 تخفيف |
| F0< / sub>-ATPase الجسم المضاد | سانتا كروز | 514419 | الفأر ، استخدم عند 1: 1000 تخفيف |
| F1< / sub>-ATPase الجسم المضاد | سانتا كروز | 55597 | الفأر ، استخدم عند 1: 1000 |
| الجسم | المضاد الفيبريلارينسانتا | كروز 374022 | جسم مضاد للفأر ، استخدم عند 1: 200 تخفيف |
| Golgin 97 الجسم المضاد | سانتا كروز | 59820 | الفأر المضاد ، استخدم عند 1: 1000 تخفيف |
| HDAC1 الجسم المضاد | سانتا كروز | 81598 | الفأر المضاد ، استخدم عند 1: 1000 تخفيف |
| Hexokinase 1 الجسم المضاد | لتقنية إشارات الخلية | 2024S | Rabbit ، استخدم عند 1: 1000 |
| Lamin A / C الجسم | المضادسانتا | كروز 376248 | الجسم المضاد للفأر ، استخدم عند 1: 1000 تخفيف |
| LAMP1 الجسم المضاد | DSHB | H4A3-c | الفأر المضاد ، استخدم عند 1: 1000 تخفيف |
| Na + < / sup> / K + < / sup> الجسم المضاد ATPase | سانتا كروز | 48345 | الجسم المضاد للفأر ، استخدم عند 1: 1000 تخفيف |
| Rab7 الجسم المضاد | Abcam | 137029 | الأرانب ، استخدم عند 1: 1000 تخفيف |
| Rab9 الجسم المضاد | Thermo | MA3-067 | الجسم المضاد للفأر ، استخدم عند 1: 1000 تخفيف |
| RCAS1 الجسم المضاد | سانتا كروز | 398052 | الفأر المضاد ، استخدم عند 1: 1000 تخفيف |
| الجسم المضاد RhoGDI | سانتا كروز | 360 | الأرنب المضاد ، استخدم عند 1: 3000 تخفيف |
| البروتين الريبوسومي S6 الجسم المضاد | سانتا كروز | 74459 | المضاد للفأر ، استخدم عند 1: 1000 تخفيف |
| الجسم المضاد Sec61a | سانتا كروز | 12322 | جسم مضاد للماعز ، استخدم عند 1: 1000 التخفيف |
| أنبوب الطرد المركزي الفائق من البولي كربونات السميكجدار | بيكمان كولتر | 349622 | أنبوب عينة للطرد المركزي الفائق |
| TLK-100.3 الدوار | بيكمان كولتر | 349481 | الدوار للطرد المركزي الفائق |
| Optima MAX جهاز الطرد المركزي الشخصي عالي السعة | Beckman Coulter | 364300 | جهاز الطرد المركزي الفائق |
| cأقراص كوكتيل مثبطات البروتياز | Roche | 11697498001 | البروتياز |
| كاشطات الخلايا بمقبض 25 سم و 3.0 سم شفرة | Corning | 353089 | مكشطة خلية كبيرة |
| شريط التحريك المغناطيسي | فيشر العلمي | 14-513-57SIX | شريط تحريك صغير |
| سيراميك أعلى النمام المغناطيسي | فيشر النمام المغناطيسي العلمي | S504501AS |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.