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Benötigte Ausrüstung: Die unten beschriebenen Experimente erfordern einen Lichtmikroskop für DIC und Fluoreszenz-Bildgebung (Tabelle 1) ausgestattet. Hellfeld LED-Beleuchtung kann verwendet werden, um den Nachweis der Deckglas-Attached Mikrotubuli 37 Samen, die nur schwer mit einer normalen Halogenlampe zu beobachten sind deutlich zu verbessern. Um den Flüssigkeitsstrom in der Mikroskopie Kammern zu steuern, sollten die Lösungen mit einer Schlauchpumpe in der Lage, Strömungsgeschwindigkeiten 10-100 ul / min ausgetauscht. Eine Spritzenpumpe kann auch verwendet werden, jedoch sollte darauf geachtet werden, um Luftblasen, die sich bilden können, wenn die Strömungsgeschwindigkeit schlagartig verändert vermeiden. Für den Umgang mit Perlen-Protein-beschichtet, zum Beispiel, um sie in der Nähe des segmentierten Mikrotubuli Wand zu bringen, kann ein 1064 nm Dauerstrich-Laserstrahls in das Mikroskop optischen Achse eingeführt werden und konzentriert sich mit hoher numerischer Apertur Objektiv (1.3 oder höher) zur Herstellung einer Falle. Für die quantitative Analyse der FluoreszenzIntensität einzelner Moleküle das Anregungslicht von einem Laser sollte Basis Quelle, da die Intensität dieser Lichtquelle vorgesehen sein, ist stabiler als das von einer Quecksilberlampe erzeugt. Mechanische Schwingungen zu minimieren, sollte das Mikroskop auf einem optischen Tisch gestellt werden. Weitere anspruchsvolle Ausrüstung erforderlich ist, um die Bewegung der Kugeln mit der Depolymerisation von Mikrotubuli-Enden unter einer konstanten Kraft zu studieren, und die Single-Shot-Kraftsignale 11,38,39 messen, werden diese Methoden an anderer Stelle beschrieben werden.
1. Wiederverwendbare Fertigungsflusskammern
Glasobjektträger für wiederverwendbare Strömungskammern können von einer lokalen Glasproduktionsanlage mit Schaltplänen in 1B bestellt werden (siehe Tabelle 2 für Details zu unseren Lieferanten). Mit Ultraschall-Fräsen ändern regelmäßigen Objektträger (75 mm x 25 mm, 1,0 mm dick) zwei Nuten 15 ± 1 mm lange zu machen, 1,0 ± 0,1 mm breit und 0,8 ± 0,05 mm tief.Abstand zwischen den nächstliegenden Enden sollte 14 ± 1 mm, dieser Abstand ist optimal für eine Kammer mit 22 mm x 22 mm Deckglas montiert. Siehe Tabelle 2 für eine Liste von anderen Materialien.
- Platzieren einer 100 mm langen Polyethylenschlauch (OD 0,61 mm, Tabelle 2) in jeder Nut in dem Schieber, so ~ 5 mm Überhänge an den inneren Enden der Nuten. Befestigen Sie die Rohre innerhalb der Nuten mit Sekundenkleber, die Rohre vollständig innerhalb der Rillen Einbettung.
- Füllen Sie die Rillen mit Epoxy-Kleber, unter Vermeidung von Verschütten der Leim in den Rohren. Lassen Sie den Kleber trocknen für ca. 1 Tag.
- Mit einer scharfen Rasierklinge schneiden die erstarrte Masse Kleber 3-4 mm vom distalen Ende jeder Befestigungsstelle, das Entfernen der Teile proximal der Mitte der Folie. Die Rohre sollten in ihren Nuten bleiben. Das Entfernen der proximalen Teile werden auch geschnitten und entfernen Sie die inneren Überhänge, wodurch eine ebene Fläche mit zwei Rohröffnungen.
- Füllen Sie eine Spritze mit Wasser und Testob die Rohre richtig arbeiten. Wenn die Flüssigkeit frei, einen Tropfen Epoxid-Kleber (~ 5 mm im Durchmesser) an den äußeren Enden der Hainen, trocken für 1 Tag (1D). Dies wird Kammern mehr haltbar, so dass sie immer wieder für viele Monate verwendet werden.
Note 1: eine Kammer für ein inverses Mikroskop zu machen, sollten die Folien zusätzlich modifiziert werden, um zwei kleine Löcher an den entgegengesetzten Enden der Nuten (1C) bilden. Stecken Sie die Rohre durch die Löcher in der Folie, biegen Sie die Rohre und passen Sie sie fest in den Nuten (1E). Befolgen Sie die Schritte 1.2-1.4, aber entfernen Sie die Epoxid-Kleber von der gesamten Oberfläche, die verwendet werden, um eine Strömungskammer machen wird.
Hinweis 2: Um Kammervolumen zu reduzieren, verwenden Fräsen, zwei Vertiefungen 0,050 ± 0,005 mm tief zu machen, so dass der zentrale Teil des Schlittens 5,0 ± 0,5 mm breit und leicht erhöht (siehe "geätzten Bereiche" auf 1B und 1C). Wenn ter Flusskammer montiert ist (wie unten beschrieben), legen Sie das doppelseitige Klebeband in diesen Vertiefungen.
Hinweis 3: Um diese modifizierten Folien wiederverwenden, nach Beendigung der Experimente entfernen Sie das Deckglas und doppelseitiges Klebeband mit einer Rasierklinge. Entfernen des Dichtungsmittels durch Abziehen und durch Abwischen der Objektträger mit 70% Ethanol. Legen Sie die Folie in einem Behälter mit 1-2% der Laborgeschirrspülmittel, befestigen Schlauch mit einer Schlauchpumpe und perfuse 50-70 ml, folgen mit dem gleichen Volumen VE-Wasser, trocknen und lagern in einem staubfreien Fach.
2. Vorbereitung der Deckgläser
Dieses Protokoll dauert 6-8 Stunden und wird dazu beitragen, 12 Deckgläser vorbereiten. Sie werden eine keramische Deckhalter und drei Deckfärbung Gläser mit Deckel müssen; jar Volumen sollte 15 ml, so wird jeder 4 Deckgläser gestapelt zusammen zu halten. Ein Glas mit einem Deckel (250 ml) zu verwenden, um Deckgläser mit Silan inkubiert werden. Verwenden Sie reguläre No.1 Deckgläser (22 mm x 22 mm oder 22 mm x 30 mm, siehe Tabelle 2 und 3 für eine Liste der Materialien). Alle Schritte sollten in einem Abzug durchgeführt werden, auch mit Handschuhen.
- Setzen Sie die Deckgläser in die Glasdeckfärbung Gläser und füllen die Gläser mit Aceton. Inkubation für 1 h, waschen 10x mit VE-Wasser.
- Inkubieren Sie die Deckgläser 10 min mit Ethanol und waschen wieder 10x mit VE-Wasser.
- Vorbereiten "Piranha"-Lösung. Setz 60 ml Wasserstoffperoxidlösung (30% in Wasser) in einem wärmebeständigen Glasbehälter und langsam mit 100 ml Schwefelsäure (endgültige Verhältnis von Säure zu Wasserstoffperoxid-Lösung ist 5,3). Lösung erwärmt sich, das ist normal, aber seien Sie vorsichtig. Piranha-Lösung ist stark ätzend! Verwenden Sie dicke Laborkittel, Schutzhandschuhe und Schutzbrille!
- Füllen Sie die Deckfärbung Gläser mit "Piranha"-Lösung, schließen Sie den Deckel und legen Sie die Gläser in einem Wasserbad auf 90 ° C für 1 Stunde vorgeheizt.
- Gießen Sie die "Piranhas" Löauf und entsorgen wie von den Sicherheitsbestimmungen am Arbeitsplatz angewiesen. Wash Deckgläser 10x mit VE-Wasser.
- Füllen Sie die Deck Küvetten mit 0,1 M KOH, Inkubation 10 min, 10x und waschen mit entsalztem Wasser. Dadurch werden alle Säurereste nach "Piranha"-Behandlung nach links auf den Deckgläsern zu neutralisieren.
- Trockendeckgläser eine zu einem Zeitpunkt, indem jedes Deckglas mit Teflon beschichtet flachen Kanten Pinzette (um Schäden an einer Glasoberfläche zu minimieren) und beim Einblasen von Druck trockenem Stickstoff. Stellen Sie sicher, dass Deck vollständig getrocknet, da Silan-Lösung wird mit Wasser hochreaktiv.
- Stapeln Sie die getrockneten Deckgläser in Keramikhalter (12 Deckgläser pro Halter), die gründlich mit Stickstoff vorgetrocknet werden soll. Halten Sie die Keramikhalter abgedeckt, um Staub von Festhalten an der Deckfläche zu vermeiden.
- Bedecken Sie den Boden von 250 ml Glas (6 cm Durchmesser) mit Molekularsiebe, Grad 564, für die Wasseraufnahme.
- Füllen Sie das Glas mit 200 mlPlusOne Wehre Silan-Lösung und langsam tauchen ein Keramikträger mit Deckgläsern in einem Glas, den Deckel schließen und Inkubation für 5 min bei Raumtemperatur. Dies wird hydrophobe Beschichtung auf dem Deckglas Oberfläche.
- Entfernen Sie langsam den Halter mit Deckgläsern aus dem Glas-und Transferdeckgläser eine zu einem Zeitpunkt in die Deck Küvetten mit Methanol gefüllt.
- Platzieren eines Metall-oder Glassockel in das Wasserreservoir eines Ultraschallbad, so dass die Deck Küvette wird 2/3 seiner Höhe eintaucht. Ultraschallbehandlung bei 70 W für 20 min, Umkleide Methanol-Lösung alle 5 Minuten, dann spülen 10x mit VE-Wasser. Wenn die Silanisierung richtig funktioniert, werden die Deckgläser trocken erscheinen, wenn aus dem Wasser entfernt.
- Restwasser mit Stickstoff gründlich entfernen, wie oben.
- Zwischenlage die Deckgläser mit den Kimwipes Oberfläche-Oberfläche-Kontakt zwischen den Deck vermeiden. Deckgläser in einem abgedichteten Behälter für mehrere Wochen bei Raumtemperatur gelagert werden.
NAnmerkung 1: Die Schritte 2.1-2.6 kann durch die Reinigung der Deckgläser mit Plasma-Reiniger für 15 min bei 30 W, die gesamte Vorbereitungszeit stark reduziert ersetzt werden. Druck in der Reinigungskammer wird bei 100-200 Torr eingestellt. Sowohl atmosphärische und komprimierten Sauerstoff verwendet werden. Stapeln Sie die Plasma gereinigte Deckgläser in Keramikhalter und gehen Sie zu Schritt 2.7.
3. Vorbereitung der GMPCPP-stabilisierten Mikrotubuli Seeds
Dieser Vorgang dauert ca. 1 Stunde und die daraus resultierenden Mikrotubuli-Samen sind für 1-2 Tage bei Raumtemperatur stabil. Siehe Tabelle 4 für eine Liste von Reagenzien.
- Mix auf Eis:
- 10 ul unmarkiert Tubulin (100 uM, Tabelle 4) in BRB-80-Puffer (80 mM Pipes, 1 mM EGTA, 4 mM MgCl 2, pH 6,9 mit KOH; Ergänzung mit 1-2 mM DTT mit frischen Aliquot für jedes Experiment).
- 2,6 &mgr; l Digoxigenin-markierten Tubulin (Tabelle 4). Stellen Sie die Lautstärke je nach Vorbereitung,so daß das endgültige Verhältnis von unmarkierten zu markierten Tubulin ist ~ 1:10 liegt. Gut mischen durch Pipettieren.
- 1,4 &mgr; l 10 mM GMPCPP (Endkonzentration 1 mM)
- Inkubieren 15 min bei 35 ° C werden die Keime wachsen 2-3 um lang. Stellen Sie Zeit, wenn verschiedene Mikrotubuli Länge gewünscht ist.
- In 35 ul BRB-80 (bis 35 ° C vorgewärmt), mischen durch Pipettieren und Zentrifuge für 15 min bei 25.000 xg, um die Samen bei Raumtemperatur pelletieren.
- Überstand verwerfen, waschen Sie die Pellet durch leichtes Hinzufügen und Entfernen von 50 ul warmen BRB-80.
- Resuspendieren und Pellet in 25 ul BRB-80.
4. Die Befestigung der Mikrotubuli Seeds zu den Deckgläser
Protokolle 4 und 5 benötigen 2-3 Stunden, so dass zwei Strömungskammern pro Tag eingesetzt.
- Montieren Flusskammer gemäß den Anweisungen des Herstellers mit silanisierten Deckgläser und gehen Sie zu Schritt 4.2. Wenn Sie maßgeschneiderte Deckgläser (Protokoll 1), folgen Sie den Schritten below.
- Bringen Sie zwei Stücke von doppelseitigen Klebeband (5 mm x 30 mm) auf der Mittel ~ 5 mm an, legte silanisierten Deckglas oben auf der Kassette drücken fest.
- Füllen Sie die Kammer mit BRB-80 durch eine der Röhren und stecken beide Röhrchen mit Rund Zahnstocher.
- Drücken Sie einen kleinen Tropfen zweifarbige Kwik Gussdichtstoff auf einem kleinen Kunststoffpetrischale, und schnell, aber gründlich mischen mit einem Zahnstocher. Das Dichtmittel wird grün, gelten sofort, sorgfältig Abdichten aller Kanten des Deckglases. Wenn das Dichtmittel dringt zu tief unter dem Deckglas, öffnen Sie eine der Röhren durch Entfernen der Zahnstocher-Stecker und sanften Druck auf Dichtmittel aus undichten im Inneren der Rohre zu verhindern.
- Lassen Sie die Trockenkammer für 10 min und bestätigen, dass die Strömung nicht, bevor Sie fortfahren beschränkt.
- Zeigen die Kammer auf einem Mikroskoptisch 32 ° C vorgewärmt und bringen eines der Rohre mit einer Pumpe, welche die Flüssigkeit zu pumpen heraus. Die Länge der Einlassröhresollte minimiert werden, um den unnötigen Verlust von Reagenzien zu vermeiden: Die empfohlene Länge beträgt 5-7 cm. Tauchen dieses Ende in einer 0,5 ml mit BRB-80-Puffer Fläschchen. Diese und alle folgenden Lösungen sollte auf 32-35 ° C vorgewärmt werden
- Tragen Sie einen sanften Druck mit einer Pumpe oder heben Sie einfach das Ende des Auslaufrohrs den Squeeze-out die Luftblasen, die gelegentlich bilden können, wenn das Einlassrohr abgezogenem Stecker.
- Stellen Sie die Pumprate bei 100 ml / min. Mit 2 Kammervolumina von Anti-Digoxigenin-Antikörper verdünnt 1:30 BRB-80 Waschen, Inkubation 15 min auf Antikörper-Adsorption zu ermöglichen.
- Mit 5-10 Kammervolumina von warmem BRB-80 Waschen, Inkubation 10 min mit 1% Pluronic F-127 in BRB-80, um die hydrophobe Oberfläche des silanisierten Deck blockieren.
- Mit 5-10 Kammervolumen der Motilität Puffer (BRB-80 mit 0,4 mg / ml Casein ergänzt) waschen.
- Reduzieren Sie die Drehzahl der Pumpe bis 10 ml / min und perfuse Mikrotubuli Samen verdünnt 1:200-1:600 in 30-40 ul Motilität Puffer. Inkubation 15 kmn die Förderung der Bindung der Samen auf die Deckglas-Antikörper adsorbiert.
- Waschen Sie die Kammer bei 100 ml / min mit 400 ul der Motilität Puffer um ungebundenes Material zu entfernen.
Hinweis 1: Die resultierende Dichte von 10-30 Samen sollten je Mikroskopfeld (2A) sein. Zu beheben, verwenden Sie fluoreszierend markierten Tubulin während der Polymerisation (Schritt 3.1) zur leichteren Erkennung der Deckglas-Attached-Samen.
Anmerkung 2: Axonemes von Chlamydomonas 40 oder anderen biologischen Quellen, sowie die Häutchen von lysierten und deciliated Tetrahymena-Zellen 41 hergestellt werden, können auch als Mikrotubuli Keimbildner verwendet werden. Diese sind nützlich für die Erstellung Nucleatoren kleine Mikrotubuli-Arrays und werden bevorzugt, wenn die Mikrotubuli mit bestimmten Anzahl von Protofilamenten sind erwünscht (GMPCPP Samen Keime ein Mikrotubuli, die ≥ 14 Protofilamenten 42 enthält). Diese Strukturen können auf die gereinigten Deckgläser durch unspezifische Absorption angebracht werden, aber der Atta-chment gewöhnlich weniger stabil, verglichen mit Antikörper-basierte Befestigung, insbesondere bei der Verwendung von silanisierten Deck.
5. Vorbereitung der segmentierte Mikrotubuli
Alle Lösungsvolumina beziehen sich auf Kammervolumen 15-20 ul; proportional zu erhöhen, wenn größere Kammer verwendet.
- Vorwärmen unmarkierten Tubulin-Mischung für 30 Sekunden (45 &mgr; l Motilität Puffer mit 1 mM Mg-GTP und mit 10-15 &mgr; M unmarkiertem Tubulin ergänzt) bei 35 ° C. Perfundieren bei 30 ml / min.
- Überwachen Mikrotubuli Wachstum mit DIC Optik (2B, Video 1). Während 5-7 min Inkubation die Mikrotubuli wachsen normalerweise ~ 10 um lang.
- Vorbereitung Rhodamin-Tubulin-Mischung (65 ul Puffer Motilität mit 0,5 mM GMPCPP und 2-5 &mgr; M Rhodamin-markierten Tubulin mit 0,5-1 Mol-Verhältnis von Rhodamin an Tubulin ergänzt) und erwärmen die Lösung bei 35 ° C für 30 sek.
- Perfundieren sofort bei 30 μl / min. Inkubation für 8-10 min, um die Bildung von stabilen Leuchtstoffkappen an den Mikrotubuli-Tipps zu fördern. Stabile Mikrotubuli-Segmente werden auch spontan Keime und wird mit DIC-Optik sichtbar.
- Die Kammer gut waschen mit 100 ul Motilität Puffer bei 20 ml / min auf Tubuline und Nukleotide, sowie lösliche Mikrotubuli-Fragmente zu entfernen.
- Mit DIC, bestätigen, dass die Mikrotubuli sichtbar (Abbildung 2D) sind, deren Zahl jedoch abnehmen sollte, weil viele Mikrotubuli während der Abdeckung demontieren (Video 2 zeigt ein typisches Feld mit segmentierten Mikrotubuli).
Anmerkung 1: Segmentierte Mikrotubuli sind sehr stabil und für mindestens 2 Stunden verwendet werden. Die Lebensdauer dieser Mikrotubuli nimmt jedoch mit übermäßigen Lösungsaustausch oder wenn 2-Mercaptoethanol wird in der Bildpuffer verwendet.
6. Experimentelle Beobachtung der Protein-Tracking mit Depolymerisation von Mikrotubuli Ends
- IntrodUCE 30-50 ul fluoreszierendes Protein (0,1-20 nM) in die Kammer mit 10 &mgr; l / min. Wenn Protein Festhalten an dem Deckglas ist offensichtlich, ergänzen die Motilität Puffer mit 8.4 mg / ml BSA. Alexa488-Dam1 tip-Tracking erfordert zusätzlich 10 mM DTT oder 0,5-1% &bgr; ME 10.
- Begrenzen Sie die Beleuchtungsfeld mit Hilfe eines Mikroskops Feldblende, die unnötige Bleich-und Demontage der Mikrotubuli zu vermeiden.
- Video starten Erfassung mit GFP-Filterwürfel, dann auf Rhodamin-Filterwürfel wechseln, ohne Unterbrechung der Bildaufnahme. Die roten Segmente an den Mikrotubuli-Enden sollte klar ersichtlich sein, sie beginnen zu verblassen und zerfallen schnell (Video 3).
- Weiter zu beleuchten, bis die Kappen fast verschwinden (in der Regel für 10 bis 20 Sekunden, aber dieses Mal wird mehr für die mit einem niedrigeren Rhodamin Markierungsverhältnis gewachsen Kappen), und wechseln Sie zurück zu dem GFP-Protein Kanal aufzeichnen Tracking mit Mikrotubuli-Demontage.
- Analysieren Sie dieresultierenden Sequenzen durch den Bau Kymographen, dh zweidimensionale Bilder, die Fluoreszenzintensität entlang der Mikrotubuli-Achse zeigen, zu verschiedenen Zeiten während Beobachtung) mit MetaMorph, frei verfügbare ImageJ oder andere Bildbearbeitungssoftware (2E).
Anmerkung 1: Erfassungsrate sollte in Abhängigkeit von der Zeitsteuerung der beobachteten Ereignisse angepasst werden. Die empfohlene Rate beträgt 2-3 Frames pro Sekunde (fps) für den langsamen, Ring-Größe 27, aber Dam1 Komplexe Aufnahmezeit für einzelne Moleküle sollte> 20 fps 19 sein.
Hinweis 2: Ein hochempfindliches EMCCD, z. B. ANDOR iXon3 wird für die schnelle Aufnahme von tip-Tracking-Veranstaltungen mit Depolymerisation von Mikrotubuli benötigt. Die empfohlenen Einstellungen für Andor iXon3 Kamera sind: Gewinn 5x, EM, erhalten 200, 1 MHz Auslesegeschwindigkeit, 16-Bit-Sensor-Modus, 80 ms Belichtungszeit.
Hinweis 3: Verwenden TIRF Mikroskopie Signal-zu-Rausch-Verhältnis zu verbessern, jedoch kürzer Mikrotubuli sollte verwendet werden, wie that die fluoreszierenden stabilisierende Kappen bleiben innerhalb der Reichweite des evaneszenten Feld.
7. Quantitative Analyse der Molekülgröße von Mikrotubuli Tip-Tracking-Komplexe
Der Grund für diesen Ansatz besteht darin, die Anzahl der Moleküle in einer Spitze-Tracking-Komplex durch Finden des Verhältnisses der Gesamtfluoreszenzintensität des Spitzenverfolgungskomplex mit der Intensität eines einzelnen Fluorophors zu bestimmen. Dieser Ansatz kann auf GFP-Fusionsproteine und Proteine mit Fluoreszenzfarbstoffen markiert angewandt werden, sondern es kann die Anzahl der Moleküle in der Spitze-Tracking-Komplexen unterschätzen, wenn einige Proteinmoleküle in den Zubereitungen sind nicht fluoreszierend.
- Rekordphotobleaching Kinetik für die fluoreszenzmarkierten Proteinmoleküle.
- Zubauen regelmäßigen Mikroskopie Kammer unter Verwendung einer nicht-modifizierten Glas-Objektträger, zwei Streifen von doppelseitigem Klebeband und ein sauberes Deckglas, das unter Verwendung des gesamten Protokolls 2 hergestellt werden kann, oder nur die Schritte 2,1-2,6 dieserProtokoll.
- Etwa 50 nM Protein in Puffer Motilität, kurz waschen mit Puffer Motilität und Abdichtung der Kammer mit VALAP (Tabelle 4). Optimieren Proteinkonzentration auf das Feld mit gleichmäßig verteilt Spots (3A), was einzelne Moleküle und ihre kleine Aggregate (Trimere und Tetramere, die sich spontan in der Lösung bilden oder kann erscheinen, wenn mehrere Einzelmoleküle sind eng zusammen und kann nicht aufgelöst werden kann) erhalten . Dieser Schritt ist für den Erhalt einer Mehrspitzenverteilung des Photobleichschritte und genaue Bestimmung einer Schrittweite (siehe unten) sehr wichtig.
- Minimieren Sie die Beleuchtung Laserintensität, bei der die einzelnen fluoreszierenden Flecken sind noch sichtbar, mit geringerer Beleuchtung die Photobleaching Zeit verlängert, kann so länger Photobleaching Spuren erhalten werden. Auch die Belichtungszeit zu minimieren, um die Wahrscheinlichkeit von mehr als einem Fluorophor Bleich während eines Rahmens zu verringern. Die empfohlene EinstellungAndor iXon3 Kamera: Gewinn 5.0x, gewinnen EM 999, 10 MHz Auslesegeschwindigkeit, 50-100 ms Belichtungszeit.
- Konzentrieren Sie sich auf der Oberfläche des Deckglases, schließen Sie die Beleuchtung Verschluss, zu bewegen, um eine frische Feld, öffnen Sie die Beleuchtung Verschluss und Bilder zu erwerben, bis alle Komplexe gebleicht (danach als img (x, y) bezeichnet).
- Korrigieren der erfassten Bilder für Ungleichmäßigkeit der Beleuchtung (Fig. 3B).
- Bereiten Lösung nach Fluorophor, z. B. 1 &mgr; M Fluorescein-Isothiocyanat (FITC) in BRB-80. Eine solche Lösung kann vorher hergestellt, aliquotiert und bei -20 ° C gelagert werden
- Bauen Sie eine Kammer, wie in Abschnitt 7.1.1, aber mit einem regulären Deckglas. In Fluorophorlösung und Abdichtung der Kammer mit VALAP.
- Sammeln> 50 Bilder der gesamten Mikroskopfeld: bewegen die Bühne, um ein neues ungebleichten Bereich, während die Beleuchtung Shutter geschlossen ist, und sofort nach dem Öffnen des Verschlusses die Bilder zu erwerben.
- (3C). Das resultierende Bild zeigt die Verteilung der Beleuchtungsintensität des Feldes (Illum (x, y), wobei x und y-Koordinaten des Pixels entsprechen).
- Bestimmen Sie die maximale Helligkeit der Pixel dieses Bildes (Max (Illum)).
- Mit der geschlossenen Jalousie und Beleuchtung mit gleichen Kameraeinstellungen, wie in Abschnitt 7.2.3 ein Bild erwerben, bestimmen die durchschnittliche Pixelintensität dieses Bildes; dieser Wert auf CN, Kamerarauschen entspricht.
- Mit den obigen Werten und Bild (Illum (x, y)) zu normalisieren, das experimentelle Bild (img (x, y)) unter Verwendung des folgenden Ausdrucks:

Verwenden Sie das resultierende Bild img Norm (x, y) für die quantitative Analyse der brightness der stationären fluoreszierende Komplexe, aber auch, um die Bilder mit tip-Heften Komplexe (3D) zu normalisieren.
- Bestimmen Intensität eines einzelnen Fluorophors.
- Mit normalisierten Bilder img Norm (x, y) und einem Bildverarbeitungs-Software wählen Sie eine Leuchtstoff Ort mit einem kreisförmigen Bereich (5-6 Pixel im Durchmesser) und bestimmen seine integrale Intensität für alle Frames, die Erzeugung der Photobleaching Spuren. Vermeiden Sie sehr helle Punkte (> 5-mal heller als die Dimmer sind).
- Mit der gleichen kreisförmigen Bereich Werkzeug, wählen Sie mindestens 3 Spot-freie Zonen, erzeugen die entsprechenden Photobleaching Spuren, mittlere und fit mit exponentiellen Abfall-Funktion.
- Tabellarisieren diesem Hintergrund Intensitätskurve, um die experimentellen Zeitpunkten entsprechen und subtrahieren sie von den Photobleaching Kurven.
- Glätten Sie die Kurven Photobleaching (Durchschnitt mit der Schiebefenster von 3-5 Punkte). Sichtprüfung der resultierenden Kurven undverwerfen jede Kurve, die einen abrupten Anstieg in der Fluoreszenz oder Fehlen offensichtlicher Bleichen (3E) zeigt.
- Für jeden der verbleibenden Kurven (in der Regel 50-70% der Gesamtzahl der Kurven), visuell gewünschte endgültige Plateau, wenn die Fluoreszenzfleck hat gebleicht. Kürzen dieses Segment nur ~ 100 Punkten verlassen und diese durchschnittlich Intensitäten. Subtrahieren Sie diesen Wert aus die verkürzte Photobleaching Kurve, um kleine Schwankungen zu minimieren, ist die Hintergrundwerte und die Größe des Hintergrundspitze (unten) zu reduzieren.
- Plotten eines Histogramms der Intensitäten für alle Zeitpunkte von 20 oder mehr Photobleichen Kurven (> 1.000 Zeitpunkte). Das Histogramm sollte mindestens 4 verschiedene Peaks (siehe Anm. 2) zu zeigen.
- Setzen Sie das Histogramm mit äquidistanten Gauß-Verteilung mit 10,43 MATLAB, Mathematica oder ähnliche Software (3F):

whier ein i und σ i, d und N sind Anpassungsparameter. Parameter A i und σ i entsprechen Amplitude und Breite des i-ten Peaks und d ist der Abstand zwischen den Spitzen ist, N ganze Zahl, die der Gesamtzahl der Spitzen in der Verteilung entspricht. Wenn Zentren der ersten 3 oder mehr Peaks zeigen eine gute Übereinstimmung mit visuell der angepassten Linie, der Abstand zwischen diesen Peaks (Parameter-d) entspricht einem Fluoreszenzintensität eines einzelnen Fluorophors.
Hinweis 1: Anzahl der untersuchten Punkte (Abschnitt 7.3.6) sollte erhöht werden, wenn das Mikroskopiesystem weist erhebliche Vibrationen oder gibt es eine weitere Lärmquelle (z. B. instabile Laserstrahl).
Hinweis 2: Es ist wichtig, zu erhalten> 3 Spitzen für die genaue Analyse mit äquidistanten Gauß-Passform. Wenn weniger Spitzen erhalten werden, die falsche (zB Doppel) Schrittgröße erhalten werden konntewenn die Beleuchtungsverhältnisse nicht optimal sind, sind z. B. wenn die Punkte bleichen zu schnell und einzelnen Schritte nicht gut gelöst.
- Bestimmen Sie die Molekülgröße des tip-Tracking-Komplex.
- Verwenden Sie Bilder mit Protokoll Nr. 6 gesammelt und wählen Sie die ersten 2-4 Frames, die unmittelbar nach dem Öffnen des Verschlusses erworben wurden. Wenn das Feld für einige Zeit beleuchtet, bevor die Spitze-Tracking beobachtet wurde, eine Schätzung der ursprünglichen Intensität von der Kinetik der Photobleichung unter den gleichen Versuchsbedingungen.
- Durchschnittlich die ausgewählten Bilder und normalisieren das resultierende Bild wie in den Abschnitten 7.2.5-7.2.7.
- Messen integrale Intensität der Fluoreszenzspitze Verfolgungskomplex mit dem gleichen Bereichsgröße, wie in Abschnitt 7.3.1.
- Messen integrale Intensität von 3 Hintergrundflächen in der Nähe der Spitze-Tracking-Anlage und mit der gleichen Region, ist der Mittelwert dieser Werte und subtrahieren von der Intensität der tip-Tracking-Komplex aus Abschnitt 7.4.3.
Berechnung der Anzahl der Fluorophor-Moleküle im Komplex durch Dividieren der Fluoreszenzintensität in Abschnitt 7.4.4 über die Intensität der einzelnen Fluorophor in Abschnitt 7.3.5 erhalten wird.
Anmerkung 1: Es ist wünschenswert, dass die Beleuchtungs-und Erfassungseinstellungen für Protokoll 7.4 sind die gleichen wie in Protokoll 7.1. Wenn entweder die Belichtungszeit oder Laserintensität wurde während dieser Schritte eingestellt, sollten die resultierende Fluoreszenzwerte entsprechend skaliert werden. Jedoch ist die Genauigkeit eines solchen Skalierung durch Abbildung der gleichen Probe (zB Fluoreszenzzeit) unter diesen verschiedenen Bedingungen und die Berechnung des Verhältnisses der erhaltenen Intensitäten nachgewiesen werden.
8. Mikrotubuli-Tip-Tracking durch die Protein-beschichteten Kügelchen
- Führen Sie Experimente mit tip-Tracking-Perlen durch Auslösen MT Demontage wie in Protokoll 6. Die Intensität der Lichtquelle DIC sollte reduziert werden, um gleichzeitig betrachten Rhodamin-Fluoreszenz mitDIC-Bildgebung.
- Vorbereitung der Kügelchen nach Grishchuk et al. 10 und Asbury et al. 11 einführen 30-50 ul der Perlensuspension in die Kammer mit 10 &mgr; l / min. Die vorgeschlagene Wulst Konzentration 10 -16 -10 -17 M.
- Bei Verwendung aufrechten Mikroskop, entfernen Sie die Kammer von der Mikroskoptisch und invertieren es für 5-10 min zu ermöglichen Perlen an der Deck sedimentieren. Dies fördert eine bessere Bindung des Wulstes an die Mikrotubuli der Deckbunden, aber dieses Verfahren ist nicht erfolgreich, mit 0,5 &mgr; m Polystyrolkügelchen, die wenig schwerkraftbasierten Sedimentation während einer so kurzen Zeit zu zeigen.
- Wählen Sie eine Perle, die auf dem Deckglas-bunden Mikrotubuli gebunden ist; der Wulst sollten in einer klaren Lichtbogen 44 (4A) zu bewegen. Der gefesselte Wulst sollte 1-3 um weg von der Deckfläche, die deutlich sichtbar ist wegen der gelegentlichen Deckglas-Perlen, die m befestigt bleiben liegenotionless.
- Wechseln Sie zu Rhodamin-Filterwürfel und beginnen Sammeln von Bildern, während mit DIC Beleuchtung.
- Verschluß geöffnet, um das Bildfeld (mit einer Feldblende beschränkt) mit einer Quecksilberlampe oder 530-550 nm-Laser zu beleuchten. Aufzeichnen, bis die Perle löst oder bewegt sich mit der Demontage der Mikrotubuli Ende (Zahlen 4D, 4F und 4G).
Hinweis 1: Optische Falle kann verwendet werden, um die Interaktion zwischen Mikrotubuli Wand-und Perlenprotein beschichtete fördern. Dies ist besonders nützlich bei der Arbeit mit Perlen mit Kinesin-Motoren (4E-G) beschichtet. Folgen Sie dieselben Protokolle wie oben, jedoch ergänzen Motilität Puffer mit 2 mM Mg-ATP. In Schritt 8.3, erfassen einen frei schwebenden Perle mit dem 1064-nm-Laserlicht, bewegen Sie die Bühne, um die gefangenen Perle näher an der segmentierten Mikrotubuli Wand zu bringen. Beginnen Bildgebung mit wenig Licht und DIC über die Rhodamin-Filterwürfel und warten auf die Perle zu Fuß in Richtung der Mikrotubuli bedeckten Ende zu beginnen. Achterner die gerichtete Wulst Bewegung wird beobachtet, schließen Sie den Auslöser zum Einfangen Strahl, und öffnen Sie den Auslöser für Leuchtstoff-Beleuchtung. Aufzeichnen, bis die Perle löst oder Tracks mit der Demontage der Mikrotubuli Ende.