2013年6月14日
本协议描述的实验过程进行荧光杂交(FISH)技术在单细胞单分子分辨率计数的mRNA。
以下实验的总体目标是检测单个酵母细胞中是否存在具有单分子特异性的 mRNA 分子。首先,使用含有裂解酶的缓冲液固定酵母细胞和甲醛。可渗透细胞,直到大多数细胞没有相位变亮。
接下来,用荧光标记的单链 DNA 分子孵育通透细胞,然后将细胞安装在等离子清洁的盖玻片上。最终,通过荧光显微镜获得的结果可以详细说明 mRNA 分子在单细胞中的存在和定位。与现有方法(如基因表达、微阵列和 Northern 印迹)相比,该技术的主要优势在于可以在单个细胞中可视化单个 mRNA。
此方法可以帮助回答转录字段中的关键问题。这包括量化群体中每个细胞的手臂 RNA 数量,这可以为启动子水平的模型提供调控信息。它还可用于确定细胞周期中转录本的定位和半衰期。
在等离子体 preen 真空室中,盖板滑到载玻片上。然后将真空室放入微波炉中,确保其密封。泵启动后打开泵。
立即打开真空吸尘器,打开微波炉电源,并在等离子体可见后 5 秒停止。然后关闭真空,然后关闭泵。拉出真空室。
然后将清洁后的盖玻片向上转移到 12 中。孔板将酵母生长至约 0.1 至 0.2 的 A 600。在极简培养基中,10 密耳的细胞产量足以进行约 10 次杂交。
将 10 倍体积的 37% 甲醛直接添加到生长培养基中,并在室温下孵育 45 分钟。将细胞以 3000 Gs 离心 5 分钟。将沉淀重悬于 1 mL 缓冲液 B 中,并转移到微量离心管中。
在微量离心管中用 1 毫升冰冷缓冲液 B 洗涤两次。以 13, 000 RPM 离心 1 分钟。接下来,加入 1 毫升球形板、缓冲液并在 37 摄氏度下孵育 15 分钟。
每隔几分钟在显微镜下监测细胞,直到大多数细胞变黑。然后用冰冷的缓冲液洗涤两次。B.以 3, 500 RPM 的低速旋转。
添加 1 毫升 70% 乙醇复苏剂。轻轻悬浮沉淀,在 4 摄氏度下放置过夜或在零下 20 摄氏度下无限期储存。要制备杂交溶液,请将 1 至 3 μL 探针添加到 100 μL 杂交缓冲液中。
然后涡旋并离心。我们使用三种不同的探针集同时对三种不同的基因进行成像。现在离心,固定的酵母样品并吸出洗涤缓冲液。
加入杂交溶液,第二天在 37 摄氏度下在黑暗中轻轻摇动孵育过夜。用 150 微升 0.01% 聚赖氨酸处理干净的遮盖嘴唇 5 分钟。然后 aspir 并风干。
玻片用蒸馏水洗涤 3 次,用 1 次 XSSC Resus 洗涤 1 次后风干,将细胞悬浮在 150 微升 0.1 微克/毫升中。新鲜制备的 dappy 染色剂,将细胞悬液等分到经聚赖氨酸处理的盖玻片上,孵育 30 分钟。接下来,将延长的镀金封片剂解冻至室温。
将 3 微升样品放在载玻片上。然后将约 0.5 毫升乙醇加入盖玻片中。在 12 孔板中,取下盖玻片并用镊子固定时风干。
将盖玻片槽的一面朝下放在封固剂上,让它硬化数小时或在黑暗中过夜。用指甲油密封边缘并继续成像。在总距离为 5 微米、尺寸为 0.2 微米的参考点周围拍摄 Zack 图像。
对对应于每个探针组的每个染料通道重复成像。然后按照随附文本中的详细说明进行作。要通过分水岭分割来识别像元,请使用径向梯度识别点,并使用高斯拟合测量点。
通常,直方图是根据鱼类图像计算的,用于确定单个细胞中存在的 mRNA 数量。基于显微镜的 RNA 定量的一个重要优点是可以获取有关转录本定位的信息。例如,这条鱼使用单个探针来识别具有可诱导型 CCB CBF 一个等位基因的单个细胞中的 mRNA。
由于许多 mRNA 分子存在于转录位点,因此很容易识别细胞核内转录位点的存在和位置。利用不同的染料标记不同基因的 mRNA,有助于定量同一细胞中的多种 mRNA。在该实验中,酵母细胞在 α 因子和山梨醇存在下孵育 使用带有 Stelara 探针的鱼,数据显示一个细胞仅对红色 FUS 单起始位点指示的信息素做出反应。
同时,另一个细胞主要对山梨醇有反应,其中 S TL 一个起始位点被标记为绿色。看完这个视频后,你应该对如何标记和可视化酵母中的单个 mRNA 分子有一个很好的了解一旦掌握了。这项技术可以在两天内正确执行。
请记住要有足够密集的细胞浓度。稀释的样品需要更多的字段进行成像和存储。
本方案描述了一种用于在单分子分辨率下对单个细胞中mRNA进行计数的荧光原位杂交(FISH)实验操作流程。该方法可实现对酵母细胞中单个mRNA分子的可视化,有助于研究转录调控及转录本的定位。
单分子mRNA可视化技术能够对转录动态进行精确定量和空间定位,克服了传统群体检测方法在靶点验证中的局限性。该方法通过揭示基因表达的异质性,为早期发现阶段的预测可靠性提供依据,从而支持作用机制层面的风险评估。在酵母模型中的应用可提供一个可扩展且遗传操作便捷的系统,用于检测方法开发和通路研究,为后续向哺乳动物体系的转化奠定基础。
该方法在早期发现阶段具有重要地位,可在确定先导化合物之前支持假设验证和通路阐明,利用酵母作为与疾病相关的系统以获得机制性见解。