Hier präsentieren wir ein detailliertes Protokoll für einen zellbasierte Kontraktilität-Assay mit einer Drosophila Gewebekultur Zelllinie (S2R +-Zellen), die nicht-Muskel Myosin II Verengung als Reaktion auf Nebel erfährt Signalisierung. Dieser Test eignet sich für die Untersuchung der Nebel Weg, als auch die Mechanismen, die nicht-Muskel Myosin II Kontraktilität regulieren.
Zelle-Kultivierung Überlegungen:
Die Bedingungen, unter denen S2R + Zellen erhalten bleiben, ist entscheidend für verlässliche Daten aus diesem Test zu erreichen. Wenn Sie planen, führen Sie die Kontraktilität-Assay, es am besten, S2R +-Zellen in Schild und Sang M3 Insekt Medium beizubehalten. Während in anderen Insekten Zellkulturmedien S2R + Zellen gedeihen können (z.B.SF900 oder Schneiders Insekt Medium), verlieren sie oft ihre Reaktionsfähigkeit, Nebel. S2R + Zellen, die eine hohe Passagenanzahl, in der Regel mehr als 20-25 Passagen, anfangen, Empfindlichkeit, RNAi verlieren. Es empfiehlt sich, frühe Passage Zellen für alle Experimente verwenden. Ein weiterer wichtiger Aspekt für RNAi Erschöpfung Experimente ist die Auswahl geeigneter Kontrollen. Gemeinsamen Negativkontrollen gehören DsRNA targeting EGFP oder pBlueScript, weder die Homologie zu fliegen Genom haben. Ausrichtung auf Proteine in dem Nebel Weg (Rho, Rok, etc.), die, wenn aufgebraucht, zu verhindern, dass die Aktivierung der nicht-Muskel Myosin Kontraktilität, sind auch nützliche Steuerelemente. S2:Fog-Myc Zellen können in eine alternative Zellkulturmedium wie SF900 mit 100 Einheiten/mL Penicillin, 100 µg/mL Streptomycin ergänzt und 0,25 Amphotericin B. Beachten Sie, dass FBS ist nicht erforderlich, wenn Zellen in SF900 zu züchten. Zelldichte ist auch eine wichtige Komponente, um alle Aspekte der Drosophila Gewebekultur Zellen. Im Gegensatz zu Säugetieren Gewebekultur Zellen, Drosophila-abgeleitete Gewebekultur Zellen gedeihen am besten unter höhere Zelldichten (dichten nicht niedriger als 5 x 105 Zellen/mL). Es ist jedoch bei der Durchführung dieser Assay entscheidend, dass die Zellen nicht auf Con-A-beschichtete Glasboden Gerichte über 80 % Zusammenfluss, vernickelt sind wie die Quantifizierung der vertraglich vereinbarten versus nicht-Vertrag Zellen extrem langweilig wird.
Kritische Aspekte und Alternative Ansätze des zellulären Kontraktilität Tests:
Die Produktion von Nebel, die Liganden, die nicht-Muskel Myosin II Kontraktilität auslöst ist ein wesentlicher Bestandteil dieser Assay. Das Nebel -Gen kodiert ein Protein von 730 Aminosäuren mit einem prognostizierten Molekulargewicht ~ 78 kDa26. Heilkräfte Analyse ergab eine Strecke von 12 hydrophoben Überreste im Nebel der amino-Terminus, die als eine Sekretion Signalsequenz funktionieren könnte. Darüber hinaus enthält die kodierende Sequenz auch mehrere Standorte für mögliche N und O verbunden Glykosylierung, weitere hindeutet Nebel ein sekretierten Proteine26ist. Zur Unterstützung wurde Nebel zu sekretorischen Vesikel in mutmaßlichen Epidermiszellen in der apikalen Verengung16lokalisiert. Nebel-Myc Ausdruck wurde nach Zugabe von Kupfersulfat auf das Medium induziert und Antikörper gegen Nebel oder Myc erkannt, ein 150-kD-Protein aus Kulturmedium geerntet von induzierten Kulturen aber nicht von induzierten Medien aus S2-Zellen fehlt die Nebel-Myc-Konstrukt. Das Molekulargewicht war höher als die prognostizierten 80-kD Molekulargewicht von Nebel und deutet darauf hin, dass die sekretorische Maschinerie der S2-Zellen Glycosylate das Protein vor Exozytose kann. Aufgrund der möglichen Variabilität im Nebel Reinigung empfiehlt es sich, die gleiche Charge von Nebel bedingt Medien für alle Experimente verwenden. Aus denen große Chargen von konzentrierter Nebel-Myc Medien helfen dabei, die Konsistenz in Runden von Experimenten.
Der Erfolg dieser Assay hängt auch davon ab, selbstbewusst Identifizierung von Zellen, die Einschnürung unterzogen wurden. Während verengte Zellen durch Fluoreszenz-Mikroskopie, beobachtet werden können, durch Färbung für Aktin und Myosin-Muskel II, ist der zuverlässigste Weg zu identifizieren und quantifizieren verengte Zellen durch Phasenkontrast- oder DIC Mikroskopie. Genaue Anzahl lässt sich mit 20 X - 40 X Vergrößerung auf die gängigen Lichtmikroskopen. Obwohl das Protokoll geschrieben hier Glasboden-Gerichte verwendet wird, kann der Test auch durchgeführt werden mit standard 1,5 Glasdeckgläser beschichtet mit Con A. Die Zugabe von Nebel kann in 35 mm der Gewebekultur auf einem deckgläschen legte auf Parafilm, um die Begrenzung der Nebel verwendet für jedes Assay erfolgen. Die Qualität der Fixierung ist eine wichtige Komponente des Assays, da schlecht feste Zellen zu Fehlalarmen führen können. Mit frischen Fixierung Lösung und sicherstellen, dass werden nie trocken Zellen einmal festgesetzt zu zuverlässigere Ergebnisse führen. Zu guter Letzt ist es wichtig, eine große Anzahl von Zellen zu zählen. In der Regel nur 30 % - 50 % der unbehandelten oder Kontrolle RNAi-behandelten Zellen verengen im Anschluss an die Perfusion der Nebel. Allerdings gibt es eine basale Ebene der Verengung, die in S2R + Zellen, auftritt, so dass eine große Anzahl von Zellen benötigt wird, um sicherzustellen, dass jede Änderung in der Fraktion der verengten Zellen durch Behandlungen. Darüber hinaus kann die Erschöpfung von einigen Proteinen beteiligt an der Regulation des nicht-Muskel Myosin II Kontraktilität zu hyper-Kontraktilität, auch in Abwesenheit von Nebel führen. Die hier vorgestellten Daten ist von mehr als 3.600 Zellen, die in drei aufeinander folgenden RNAi-Behandlungen mit der gleichen Charge von Nebel bedingt Medien gezählt wurden.
Anwendungen des zellulären Kontraktilität Tests:
Dieser Assay Kontraktilität, gekoppelt mit RNAi screening-Verfahren, bietet ein leistungsfähiges System zur Untersuchung von Zelle signalisieren, Morphogenese und zelluläre Kontraktilität. Zuvor hat zur, einer der zwei Nebel Co-Rezeptoren21verwendet. Ein gezielte Bildschirm von 138 G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCRs) durch RNAi in S2R + Zellen leer ist, und seine Fähigkeit zur Reaktion auf Nebel wurde untersucht, wie in dem hier vorgestellten Protokoll beschrieben. Von den 138 GPCRs, ein einziges, wurde zuvor fußgelenkes gen, jetzt bekannt als Nebel, aufgedeckt. Weitere Untersuchung über die Funktion der Nebel zeigte, dass nicht nur es für Nebel-induzierte zellulären Kontraktilität in S2R +-Zellen bedurfte, aber es auch wichtig für Gastrulation war bei der Entwicklung von Drosophila21. Darüber hinaus wurde dieser Assay verwendet, um nachzuweisen, dass Ric-8, ein nicht-kanonischen GEF ist auch ein Bestandteil im Nebel Weg27-Signalisierung. Eine Reihe von Epistasis RNAi Experimenten gepaart mit der Kontraktilität Test gezeigt, dass Ric-8 mit der Gα-12/13 -Untereinheit Cta und Funktionen interagiert, die es innerhalb der Zelle zu lokalisieren ist entscheidend für die Nebel-induzierte zellulären Kontraktilität31 .
Drosophila Gewebekultur eignet sich gut für Anfänger, wie die Zellen sind bei Raumtemperatur leicht zu pflegen, keine CO2 benötigen oder Zellkulturmedium gepuffert und sind robust, solange die richtige Zelldichten Kultur gepflegt werden. Die zelluläre Kontraktilität-Assay wurde erfolgreich von der Labor-Sektion eines Bachelor Zelle Biologie Kurs durchgeführt wo die Studenten wenig bis gar keine Erfahrung mit der Kultivierung von Zellen oder Mikroskopie hatten. Der zellulären Kontraktilität Test hier vorgestellten stellt ein leistungsstarkes, Zell-basierte Tool, das in Gen Entdeckung eingesetzt werden kann, oder um den Nebel Signalweg zu verhören, hilft uns besser zu verstehen, Entwicklungsprozesse wie apikalen Verengung und nicht-Muskel Myosin II Kontraktilität, im Allgemeinen.