Apoyo sólido, libre de proteína, dobles membranas de bicapa de fosfolípidos (DLBM) pueden transformarse en redes de nanotubos de lípidos complejos y dinámicos y pueden servir como modelos 2D de abajo hacia arriba del retículo endoplasmático.
Artículo de método
Apoyo sólido, libre de proteína, dobles membranas de bicapa de fosfolípidos (DLBM) pueden transformarse en redes de nanotubos de lípidos complejos y dinámicos y pueden servir como modelos 2D de abajo hacia arriba del retículo endoplasmático.
Presentamos un método conveniente para formar un modelo de organelas estructural ascendente para el retículo endoplásmico (ER). El modelo consiste en nanotubos lipídicos altamente densos que son, en términos de morfología y dinámica, de ER. Las redes son derivadas de parches de membrana de doble bicapa de fosfolípido adhiriéndose al sustrato transparente Al2O3 . La adhesión es mediada por Ca2 + en el búfer de ambiente. Agotamiento posterior de Ca2 + por medio de BAPTA/EDTA causa retracción de la membrana, dando por resultado la formación de redes de nanotubos lipídica espontánea. El método sólo está formado por fosfolípidos y recientemente las superficies para la formación simple de un modelo de ER y no requiere la adición de proteínas o energía química (por ejemplo, GTP o ATP). En contraste con la morfología 3D del retículo endoplásmico celular, el modelo es bidimensional (aunque se mantiene las dimensiones de los nanotubos, geometría, estructura y dinámica). Este modelo único en vitro ER consiste en sólo unos pocos componentes, es fácil de construir y se observan bajo un microscopio de luz. La estructura resultante puede ser aún más decoración, funcionalidad adicional, como la adición de proteínas asociadas a ER o partículas para estudiar fenómenos de transporte entre los tubos. Las redes artificiales descritas aquí son modelos estructurales adecuados para el celu ER, cuya morfología característica única se ha demostrado para ser relacionados con su función biológica, mientras que los detalles sobre la formación del dominio tubular y todavía se entienden los cambios dentro. Observamos que este método utiliza Al2O3 microscopía fino-recubiertos con película cubreobjetos, que están comercialmente disponibles pero requieren pedidos especiales. Por lo tanto, es recomendable tener acceso a una instalación de microfabricación para preparación.
La sala de urgencias se lleva a cabo tareas vitales en la célula biológica incluyendo el plegamiento de la proteína, síntesis de lípidos y calcio regulación1,2. La morfología de la ER es inherente a las funciones que realiza. Combina pilas planas y dominios tubulares denso-dinámico, que continuamente interactúan con el citoesqueleto y someterse a cambio y movimiento constante. Algunas de la remodelación que se someten las estructuras ER incluyen la transformación continua entre las hojas planas y tubos, la formación de vesícula o fusión al lumen del re, elongación de los tubos existentes, retracción del tubo, fusión y rotura3. La peculiar estructura de las redes tubulares es enérgio desfavorable. Las vías y mecanismos por el cual la sala de emergencia genera y mantiene que esta organización y cómo esto se relaciona con su función no es todavía comprendido de4,5.
Es conocido que el ER funciona mal cuando pierde su estado homeostático, lo que resulta en estrés de ER, una condición causada por un aumento en la síntesis de proteínas, acumulación de proteínas mal plegadas, o cambios en el equilibrio oxidativo y Ca2 + . ER el estrés a su vez causa deformación de la morfología natural de las organelas, específicamente por perturbar la red organización6,7. Como respuesta, la célula activa un mecanismo de reparación para volver a un estado homeostático. Fracaso en la reparación puede conducir a la apoptosis celular inducida por ER, que contribuye a varias enfermedades metabólicas y degenerativas como la enfermedad de Alzheimer, diabetes tipo 2, enfermedad de Parkinson, esclerosis lateral amiotrófica y varios otros7, 8. La investigación actual apunta a la organización de las redes tubulares de ER, y varios estudios se están centrando en reconstituyendo las ER in vitro2. Existen unos modelos2,9,10 requieren proteínas para iniciar y mantener la curvatura de la membrana3,11 y El organelo Ayude a llegar a su forma. Claramente, el modelo de los sistemas que reflejan algunas de las principales características estructurales y de organización de la sala de emergencia y facilitar el acceso a estudios experimentales avanzados está en gran demanda.
Aquí presentamos los procedimientos para la preparación de un simplista, proteína químico energía libre, dinámico en vitro modelo ER, proporcionando una plataforma básica para estudiar la morfología de ER y las funciones asociadas4. En este método, un modelo de ER se fabrica con un enfoque de abajo hacia arriba usando sólo unos pocos elementos, en el cual las moléculas de interés pueden ser integradas para añadir complejidad. La red representa la dinámica y estructura de ER. Además, transformación reversible entre la membrana planar y los tubos, formación de vesículas desde los tubos, tubo de fusión, desplazamiento y contracción todos se observan. Además de servir como un modelo de abajo hacia arriba para el ER celular incompleto entendido, la ruta de lípidos a las redes de nanotubos descritos en el presente Protocolo puede ser aplicable a los investigadores estudiar autoensamblaje, nanofluídica, una sola molécula y coloide fenómenos de transporte, flujo de Marangoni y otros campos relacionados. Los bloques sólo moleculares utilizados en nuestro método son fosfolípidos. El protocolo requiere trabajo de laboratorio poco y equipamiento básico y es accesible para la incorporación de elementos adicionales.
1. preparación de la suspensión de vesículas de fosfolípidos
Nota: Para todos los materiales que se refiere como "limpio" en el presente Protocolo, bien lavarlos con isopropanol seguido de agua desionizada y secar con nitrógeno. Tenga en cuenta que no se debe realizar un tratamiento de substratos de vidrio con agentes ácidos (solución Piraña), fuertemente oxidantes que se aplica normalmente en los protocolos de preparación para las películas lipídicas en sustratos sólidos, Al2O3-revestido portadores.
2. preparación de sustratos
Nota: El siguiente protocolo se realiza en una sala limpia clasificada como ISO 8 en la especificación estándar de ISO 14644-1. Deposición de capa atómica (ALD) se utiliza para fabricar sustratos de Al2O3 . Los parámetros de proceso especificado dependen del instrumento y pueden variar entre diferentes modelos de equipos. Pueden ser utilizados como parámetros iniciales para desarrollar el proceso.
3. transformación de las películas de fosfolípidos moleculares a las redes tubulares
4. microscopía observación
La suspensión lipídica obtenida en el paso 1 del protocolo y utilizados en los experimentos contiene dos tipos de vesículas: MLV y 2.fino. Figura 1 A-1F muestra láser de barrido confocales micrografías de las vesículas en la muestra inicial construido en 3D. Figura 1 A-1_C muestra un MLV (depósito de lípidos) en xyz, xz y yz planos, respectivamente. Figura 1 D-1F muestra vistas similares a una vesícula unilaminar gigante (GUV). La parte interna de la 2.fino, que carecen de multilamellarity, es hueca; por lo tanto, el material lipídico para separarse es considerablemente limitado. Por lo tanto, los depósitos de lípidos sólo es útil para este método son proveedores de servicios multilingües.
Cuando la suspensión lipídica es transferida a la sala de observación con el Ca2 +- HEPES tampón (figura 1G), el MLV (figura 1A-1_C) comienza a asentarse en la superficie de Al2O3 . Al entrar en contacto, las vesículas se adhieren a la superficie, y una membrana de bicapa lipídica plana doble circular (DLBM) comienza a difundir de cada MLV sobre el soporte sólido (figura 1H-1J). El MLV actúa como un reservorio que proporciona los lípidos para la expansión DLBM. La membrana distal bicapa (superior), con respecto al soporte sólido, está conectada a la proximal membrana bicapa (inferior) a lo largo de la circunferencia del borde circular, realizando un movimiento de balanceo (figura 1). Las dos bicapas se colocan de plano uno encima del otro, teniendo sólo una fina película de líquido encapsulada entre ellos. Durante la propagación, la membrana proximal continuamente se adhiere a la superficie de apoyo, mientras que la membrana distal se tira lateralmente en los bordes del expansión borde proximal de la membrana. Separarse de la DLBM es mediado por el Ca2 +, que actúa como un agente fusogénicas entre grupos principales lípidos de la membrana proximal y sustrato sólido4.
Si la propagación continúa por períodos prolongados, la membrana de tensión aumenta, llevando a rupturas (figura 2A y 2B). Después de que el punto, retracción de la membrana, que es necesario crear la morfología tubular de ER, ya no puede ser inducida. Por lo tanto, es importante reconocer la rotura de membranas. Ya que la fluorescencia se etiquetan los lípidos en nuestros experimentos, la ruptura puede observarse directamente. Un indicador clave de ruptura es el descenso en la intensidad de fluorescencia en la región de ruptura (figura 2A y 2B)14. La ruptura es el resultado del aumento de la tensión y la formación posterior del poro en la membrana distal. Bajo un microscopio de fluorescencia, las regiones rotas por lo tanto, exhibirá la mitad la intensidad de emisión (bicapa individual proximal) de la regiones unruptured (doble bicapa)14 (figura 2B). Durante la formación del poro, el material de la membrana, que fue colocado inicialmente en las regiones rotas, migra a los bordes del parche que se separa. Esto a su vez provoca un crecimiento de la superficie total del parche. Por lo tanto, también puede observarse una rápida expansión del contorno del parche circular durante la ruptura.
Para evitar el crecimiento extenso que lleva a la ruptura de los parches, inmediatamente después de que el área del parche circular alcanza 100-200 μm, el búfer de Ca2 +- HEPES se retira suavemente con una pipeta automática hasta una fina película de líquido queda en la superficie. El buffer quelante-HEPES suavemente luego se añade a la cámara para iniciar la contracción (figura 1K). Una deshidratación total de la muestra (figura 2C) o intercambio rápido de buffers (figura 2D y 2E) causa disturbio, ruptura o deformación de los parches. La adición de quelantes gradualmente elimina el Ca2 + el espacio entre la superficie y la membrana. El buffer quelante-HEPES accesos gradualmente el espacio inter-bilayer-sustrato, a partir de la periferia del parche de membrana lipídica. Por lo tanto, la eliminación de los sitios de fijación se inicia desde los bordes del parche circular y se propaga hacia el interior (figura 1K-1Q). Como resultado de la depinning, la membrana lipídica comienza a separar y retraer de la hacia el interior los bordes, avanzando hacia el MLV en el centro. El proceso de contracción conduce a una nueva interfaz de forma dinámica desarrollar redes tubulares lipídica4 (figura 1L-1Y). Las regiones persistente de clavos, que no permita que la membrana separar completamente, quedan en la superficie y nuclea tabulación, llevando a larga ramificada red de nanotubos. (L-1Yde lafigura 1). Continua la fijación y mayor retracción de nanotubos de lípidos se observan con el tiempo como resultado del proceso de quelación gradual. Este engrosamiento y reordenamiento de las ramas de la red juega un papel clave en el comportamiento dinámico de las redes tubulares que se asemejan al ER liso.
Figura 1 L-1Y muestra micrografías de las redes de nanotubos obtenidas en el protocolo. Figura 1 L es que un primer plano de la región en la figura 1M marcada en el armazón blanco. Las regiones rojo brillante continuadas figura 1L y 1 M son la fracción de retracción de la DLBM (marcado con una línea discontinua azul en la figura 1M). Micrografía de una red tubular en figura 1N y 1O se invierte para aumentar el contraste. Figura 1 P y 1Q representa la reducción de la densidad tubular en una región de la membrana a lo largo de 3 h y 20 min. La disminución de la densidad tubular se produce debido a la depinning gradual seguido por retracción de la DLBM de la superficie en el período experimental. Con el tiempo, el número de puntos de fijación aumenta, conduciendo a los cambios y una reducción del área cubierta por los tubos (figura 1P y 1Q). Los cambios tubulares están motivados por la minimización de la energía libre superficial de un nanotubo de lípidos suspendido entre dos puntos fijos. Está bien establecido que la manera más eficaz de minimizar la energía superficial de un nanotubo es reducir su longitud15. Por lo tanto, cuando las regiones fusogénica, que inicialmente los nanotubos en la superficie, son de anclados, los nanotubos se deslice y se arreglan espontáneamente, adoptando una longitud mínima. Estos cambios provocan una cobertura gradualmente reducida de la superficie de los nanotubos (figura 1P y 1Q).
Nosotros no podemos visualizar el Ca2 +-mediada por puntos de fijación, pero establecemos sus lugares como los puntos donde los tubos tienen giros terminal o afilados. Curvas se denominan uniones V15 o puntos de inflexión debido al cambio repentino en la dirección de la alineación del tubo (flechas verdes en la figura 1R y 1 X). El punto final representa el terminal del tubo, lo que impide que el tubo retráctil (naranja flechas en la figura 1X). Durante la reorganización, enérgio favorable disposición de los tubos identificados como "Y-uniones" o "uniones de 3 vías", aparecer. El cruce Y conecta tres tubos con ángulos de aproximadamente 120 º entre cada tubo, de donde puede obtenerse la longitud más corta de tubo total. Las uniones Y, que no poseen un punto final y en su lugar se colocan entre múltiples nanotubos, no se cubrió. Este es el único tipo de Unión Y que puede realizar desplazamiento (flechas azules, figura 1R). Como se muestra en la figura 1R y 1S, deslizamiento de un cruce Y a lo largo de los resultados de un cruce muy inestable en la formación de dos individuales Y de las ensambladuras (flechas azules en la figura 1S). La línea blanca discontinua superpuesta en la figura 1S representa el contorno del fragmento en la figura 1RRed tubular. Una fracción de las ensambladuras Y posee terminales del extremo (flecha amarilla en la figura 1T) que, con el tiempo, eventualmente retracción (figura 1U). La transformación de una ensambladura de V a un solo tubo recto por depinning del punto de intersección de los segmentos de dos líneas y por retracción de uno de los tubos formando la forma de V se puede observar en la figura 1V y 1W y Figura 1X y 1Y, respectivamente.

Figura 1 : Transformación de lípido depósitos a las redes tubulares como ER. (A-F) Láser de barrido confocales micrografías de las vesículas en la muestra inicial, construido en 3D. (A-C) Vesículas de lípidos multilamellar (MLV, depósito de lípidos) en xyz, xz y yz planos, respectivamente. (D-F) Vista similar a una vesícula unilaminar gigante (GUV). La parte interna de la 2.fino es hueca, que hace que el material lipídico para separarse significativamente limitada. Los depósitos de lípidos útiles para este método son por lo tanto MLV. (G) ilustración de la cámara de observación montada en un microscopio invertido sobre el que se depositan los buffer y los lípidos. La cámara se compone de un PDMS marco adherido sobre un cubreobjetos Al2O3 recubierto, proporcionando un alto volumen abierto. (H-J) Ilustración de los fenómenos que se separa de la MLV en presencia de Ca2 +. (H) al entrar en contacto con Al2O3, el MLV se separa espontáneamente en forma de una circular, doble membrana de bicapa de lipídica (DLBM). (I) vista esquemática de la DLBM en el plano xz, en las periferias realizan movimiento de balanceo. MLV (d = 5-15 μm) y DLBM (espesor = 10 nm) no se dibujan a escala. (J) una micrografía confocal de un DLBM separarse de vista superior. (K) describe el paso principal de este protocolo, donde se intercambia el búfer a una que contiene Ca2 + agentes quelantes, inhibición de la propagación, causando retracción de la DLBM a la MLV y llevan a la formación de los nanotubos de lípidos. (L-Y) Micrografías de las redes de nanotubos obtenidas con el método descrito. (L) cerca de la región en (M) marcado en un marco. Las regiones de color rojo brillante continuadas (L y M) representan el DLBM (también marcado con una línea discontinua azul en M). Micrografía de una red tubular (N y O) es invertida para aumentar el contraste. (P y Q) Representación de la reducción de la densidad tubular en una región de la membrana a lo largo de 3 h y 20 minutos (R-Y) representante tubular reorganización. (R y S) Desplazamiento (T y U) transición de un cruce Y cruce de V por la contracción de un punto final y (V y W) la fijación de un punto de inflexión, lo que resulta en la erradicación de una ensambladura. (X y Y) Retracción de un punto final. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2 : Posibles resultados negativos. (A y B) Ruptura de la membrana distal debido a un largo tiempo de espera antes del cambio de los amortiguadores. Las áreas de ruptura, donde la membrana proximal se convierte en visible, aparecen como las regiones oscuras en comparación con las regiones de unruptured membrana distal. El recuadro a panel B muestra la intensidad de la luz a lo largo de la flecha azul en la micrografía. La intensidad de las regiones de ruptura de la membrana (bicapa individual proximal se hace visible) corresponde a la mitad la intensidad de la membrana unruptured (distal doble bicapa). (C) aspecto de un parche de lípido seco formado como resultado de la eliminación de todo líquido de la cámara de observación. (D y E) Interrupción de la membrana de intercambio rápido de buffers mediante pipeta automática. En (D), el MLV ha dividida en 2 MLV, llevando a un parche de lípidos no circular, deformada. En (E), el patrón de los flujos (flechas), creado por la fuerte inyección del buffer quelante-HEPES, se refleja en la estructura de la membrana tubulated. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
En la siguiente discusión se describen los pasos críticos, posibles modificaciones y limitaciones del protocolo. El primer paso crítico es el montaje correcto de la cámara de observación, dado que la adhesión del marco del PDMS para Al2O3 superficie es intrínsecamente débil. En el caso donde el marco no se adhiere al sustrato correctamente, el contenido saldrá de la cámara de observación y el experimento se detuvo. Los principales factores que impiden la correcta de sellado de la superficie y marco son 1) falta de limpieza de la estructura PDMS (reutilizada) y 2) burbujas que de vez en cuando Haz atrapado entre el marco y el sustrato. Debe usarse un marco PDMS recién preparado o bien limpio. El marco debe ser aclarado antes y después de cada uso con isopropanol, seguido de enjuague con agua desionizada y secado con nitrógeno. Las superficies de Al2O3 no requieren ninguna limpieza previa, ya que son fabricados en un ambiente de sala limpia y mantenerse en recipientes cerrados hasta su utilización. Dado el carácter anfótero Al2O3, no debe estar expuesto a soluciones fuertemente ácidas o básicas. Otros diseños para la sala de observación se pueden emplear, dependiendo de la disponibilidad de la instalación individual. Características importantes de esta cámara son acceso gratuito a la muestra líquida de la parte superior abierta y la inercia de la material del marco con respecto a las soluciones usadas y las muestras. Las dimensiones de la cámara también son un factor importante, ya que deben dar cabida a un volumen de 0,5 a 1 mL. Puesto que las superficies son típicamente de tamaño estándar cubreobjetos (24 x 60 mm), el volumen de la cámara se determina sobre todo por el grosor del marco. A nuestro conocimiento, separadores con el tamaño y la profundidad que puede acomodar los volúmenes de muestra típicamente manejados en el presente Protocolo no están comercialmente disponibles. Por lo tanto, hemos dedicado una sección en el protocolo a los detalles de la fabricación y montaje de un bastidor de cámara de la muestra.
El otro paso crítico en este protocolo es el cambio de buffer. Un reto en este paso es el tiempo necesitado para realizar este intercambio. Separarse de la MLV al entrar en contacto con el sustrato de Al2O3 es instantáneo, y la continua expansión de la DLBM conduce a su ruptura, terminando el experimento (figura 2A, B). Por lo tanto, la difusión debe ser vigilada constantemente, y el cambio de tampón debe realizarse de manera oportuna. El cambio no debe realizarse muy rápidamente después de la inicialización de separarse, con el fin de permitir que los parches de membrana para llegar a un tamaño óptimo (100-200 μm de diámetro). Por otro lado, continua adherencia en la superficie provoca tensión elevada de la membrana, que conduce a la ruptura. Por lo tanto, todas las membranas parches eventualmente ruptura si no se interrumpe la difusión. El momento de la ruptura es diferente para cada parche, ya que depende del tamaño y estructura interna de la MLV y accesibilidad de los lípidos en esto. Por lo tanto, el momento del intercambio debe colocarse a un punto en el que los parches no rotos con tamaños óptimos representan una mayoría de toda la población. Otro desafío en el paso del cambio de tampón es la tasa de eliminación y adición de los buffers. Realizar esta sustitución demasiado rápido tiene una influencia perjudicial sobre las estructuras de membrana final (figura 2C-E). La extracción excesiva del Ca2 +- HEPES buffer sin dejar una película líquida delgada sobre el sustrato, se traduce en manchas secas y deforme irreversiblemente la membrana (figura 2C). Incluso si se mantiene una cantidad adecuada de líquido en la superficie, abrupta además del buffer HEPES quelante también provoca perturbación de las estructuras de membrana. Figura 2 D,E muestra la apariencia típica de los parches de membrana interrumpida hidrodinámico. La alteración morfológica en general no necesariamente influye en las propiedades dinámicas de las estructuras finales (es decir, los cambios tubulares en áreas restantes todavía se producirán). Sin embargo, será difícil observar la transformación material de las estructuras deformadas. Por ejemplo, en la figura 2D, sería difícil determinar la dirección hacia la cual se retrae MLV el DLBM.
Una posible modificación del protocolo es la composición de lípidos utilizada. El objetivo principal ha sido en los fosfolípidos que dominan la composición de ER en los mamíferos y16 de la levadura (e. g., fosfatidilcolina (PC), fosfatidiletanolamina (PE) y fosfatidilinositol (PI). Los experimentos originales se realizaron utilizando mezclas de PC y PI4. En los resultados presentados, se utilizan una mezcla de PC y la droga y un derivado de la PE. Sin embargo, no todas las composiciones arbitrarias de lípidos se han encontrado para crear las estructuras tubulares obtenidas a través de este protocolo. Algunas de las otras mezclas de lípidos investigado experimentalmente incluyen extracto de corazón total, polar del extracto de la haba de la soja, e. coli extracto polar, mezclas de PC con stearoyl-2-hydroxy-sn-glycero-3-phosphoinositol (Lyso-PI) en diferentes proporciones y mezclas de la PC-PE-PI-Posphatidyl serina (PS) en diferentes proporciones. Puesto que las estructuras tubulares de la membrana poseen curvaturas altas y requieren la disposición especial de las moléculas individuales de lípidos, se espera que el fenómeno observado es lípidos específicos de composición.
Otra modificación aplicada en este protocolo es el método para la fabricación de la superficie. Aquí, la ALD se utilizó para fabricar Al2O3 recubierto cubreobjetos. Esto difiere del método de deposición originalmente reportados,4la farfulla reactivo. Mientras que esto indica que un método de fabricación de superficie alternativos puede llevar todavía a ER-como tubulation, una limitación importante parece ser la especificidad del material superficial. El modo de propagación y la fuerza de adherencia es altamente dependientes en las propiedades del material superficial, que influyen factores como las interacciones electrostáticas, mojabilidad, hidrofobicidad y rugosidad de la superficie. Al2O3 superficies proporcionan una adherencia óptima fuerza, y películas de lípidos pueden tanto Fije fuertemente bastante para difundir como una membrana de bicapa lipídica doble y separe a las redes tubulares forma al retirar iones de Ca2 + . Previamente se probó el mismo experimento con SiO2, en el cual las vesículas multilamellar se difundió como una membrana de bicapa lipídica doble, pero ninguna formación de la Red tubular se observó sobre adición de quelantes17. La sujeción y la formación de tubo se observan solamente en Al2O3 o plasma grabado Al18. Nuestras investigaciones revelaron que el parámetro que contribuye a este fenómeno fue el zeta potencial de las superficies, para que Al y Al2O3 estaban cerca de cero (mV) y SiO2 significativamente negativo. El potencial zeta de borosilicato es similar a SiO219; por lo tanto, la adherencia de películas de lípidos en borosilicato es igualmente fuerte e irreversible. De hecho, lípidos multilamellar depósito contacto con superficies de borosilicato típicamente conduce a ruptura inmediata y formación de bicapas de lípidos solo20. Al2O3 superficies necesarias para este Protocolo no están disponibles fácilmente o comercialmente. Sin embargo, pueden, ser ordenado por encargo de fabricantes de vidrio y sustrato de especialidad. Acceso a las instalaciones de la sala con equipos de fabricación de película delgada es muy recomendable.
Los métodos de abajo hacia arriba otros existentes para fabricar redes tubulares como ER2,10 involucran proteínas así como aporte de energía química (por ej., GTP y ATP). Rapoport y colegas2 informó la formación de redes de ER el cubreobjetos de vidrio en vitro mezclando las flexión de la membrana las proteínas presentes en ER, con fosfolípidos y GTP. La obra de Bachand et al. 10 muestra cómo se pueden crear tales redes tubulares dinámicas utilizando motores moleculares y el ATP como fuente de energía. Este protocolo presentada no requiere proteínas de membrana o hidrólisis de compuestos orgánicos para la energía. Los componentes sólo esenciales son el sustrato sólido y los fosfolípidos. No se requiere purificación y extracción de proteínas. Este protocolo proporciona, en términos de simplicidad de las moléculas constitutivas, el modelo más básico de ER.
Con esta base, base de lípidos ER modelo establecido, fortalecimiento de complejidad mediante la adición de componentes asociados de ER es de interés, ya que permite la investigación de los impactos individuales en el sistema. Similares a las actuales redes de ER, tubos en el modelo son dinámicos. La conjugación a y migración de las proteínas de la membrana de etiqueta o partículas fluorescentes a lo largo de la Red tubular, pueden dar información sobre la dirección del movimiento de la membrana. Encapsulado y control de los líquidos fluorescentes dentro de los tubos y DLBM durante la transformación y una cartografía posible del transporte contenido intratubular pueden servir como otro foco. Por último, se puede adoptar una transición desde el modelo 2D de ER resultante de este protocolo a un modelo 3D de ER liso a través de la encapsulación de las redes de arquitecturas de hidrogel.
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecemos a Prof. Aldo Jesorka de la Chalmers University of Technology en Suecia por sus invaluables comentarios sobre el manuscrito. Este trabajo fue posible a través de apoyo financiero de la concesión del proyecto del Consejo de investigación de Noruega (Forskningsrådet) 274433, UiO: Ciencias de la vida entorno de convergencia, el Consejo Sueco de investigación (Vetenskapsrådet) proyecto Grant 2015-04561, así como la puesta en marcha la financiación proporcionada por el centro de Noruega de Medicina Molecular, Facultad de matemáticas y Ciencias naturales en la Universidad de Oslo.
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Matraz en forma de pera 10 mL | Lenz Laborglasinstrumente | 3.0314.13 | En el que se prepara la mezcla lipídica |
| Jeringa de vidrio Hamilton 5 mL (P/N) | Hamilton | P/N81520 | Para la transferencia del cloroformo al vaso de precipitados |
| Aguja de cubo grande personalizada Calibre 22 S | Hamilton | 7748-18 | Aguja extraíble para la jeringa especificada en la fila 3 |
| Hamilton 250 µ L jeringa de vidrio | Hamilton | 7639-01 | Se utiliza para la transferencia de lípidos en cloroformo al matraz |
| Calibre de cubo grande 22 S | Hamilton | 7780-03 | Aguja extraíble para jeringa especificada en la fila 5 |
| Hamilton 50 y micro; L jeringa de vidrio | Hamilton | 7637-01 | Se utiliza para la transferencia de lípidos conjugados con fluoróforos al matraz |
| Calibre de cubo pequeño 22 S Hamilton | 7770-01 | Aguja extraíble para jeringa especificada en la fila 7 | |
| Cloroformo anhidro (≥ 99%) | Sigma-Aldrich | 288306 | Se utiliza para completar la mezcla de lípidos hasta un total de 300 µ L |
| Soja L-y alfa; Fosfatidil colina lipídico (Soja PC) | Avanti Polar Lipids Inc | 441601 | especies de fosfolípidos que contribuyen al 69% de la composición/mezcla total |
| 1,2-dioleoil-sn-glicero-3-fosfoetanolamina (DOPE) | Avanti Polar Lipids Inc | 850725 | especies de fosfolípidos que contribuyen al 30% de la composición/mezcla de lípidos |
| L-y alfa; Lípido de fosfatidilinositol (PI de soja) | Avanti Polar Lipids Inc | 840044 | especies de fosfolípidos alterativas que contribuyen al 30% de la composición/mezcla de lípidos (del artículo original Bilal y Gö zen, Biomaterials Science, 2017) |
| Texas Red 1,2-dihexadecanoyl-sn-glycero-3-fosfoetanolamina, sal de trietilamonio (Texas Red DHPE) | Invitrogen (Thermo Fisher Scientific) | T1395MP | Conjugado fluorescente-lipídico, 1% de la composición/mezcla de lípidos |
| Baños secos digitales/calentadores de bloque | Thermo Fischer | 88870006 | Para calentar el glicerol con el fin de disminuir su viscosidad |
| Glicerol para biología molecular ( ≥ 99%) | Sigma Life Science | G5516 | Para la preparación de lípidos |
| PBS fuerte (pH=7,8); los ingredientes a continuación en las filas 17-21 | Se utiliza para preparar la suspensión de lípidos | ||
| TRIZMA base, patrón primario y tampón (≥ 99%) | Sigma Life Science | T1503 | Se utiliza para preparar tampón PBS |
| Fosfato de potasio tribásico, grado reactivo (≥ 98%) (K3PO4) | Sigma-Aldrich | P5629 | PBS ingrediente tampón |
| Sulfato de magnesio heptahidratado, BioUltra (≥ 99,5%) KT (MgSO47H2O) | Sigma Life Science | 63138 | PBS Ingrediente tampón |
| Fosfato de potasio monobásico, anhidro, de flujo libre, Redi-Dri, ACS (KH2PO4) | Sigma-Aldrich | 795488 | PBS ingrediente del tampón |
| Ácido etilendiaminotetraacético, sal disódica dihidratada, reactivo ACS, 99,0-101,0% (Na2EDTA) | Sigma-Aldrich | E4884 | PBS y Chelator-HEPES Ingrediente tampón |
| Limpiador ultrasónico USC-TH | VWR | 142-0084 | Ultrasonidos de lípidos rehidratados |
| Evaporador rotativo - Bü evaporador rotativo chi Modelo R-200 | Sigma | Z626797 | Para la evaporación del cloroformo |
| Medidor de presión - Regulador de vacío IRV-100 | SMC | IRV10/20 | Para controlar el valor de presión durante la deshidratación de lípidos |
| HEPES (pH = 7,8); ingredientes a continuación en las filas 26-27 | Se utiliza para la rehidratación de lípidos. Contenido: 10 mM HEPES con 100 m de NaCl diluido en agua desionizada ultrapura | ||
| HEPES ≥ 99,5% (valoración) | Sigma Life Science | H3375 | HEPES-buffer |
| ingrediente Cloruro de sodio para biología molecular, DNasa, RNasa y proteasa, no se ha detectado ninguno, ≥ 98% (titulación) (NaCl) | Sigma Life Science | S3014 | Ingrediente tampón HEPES |
| tampón de calcio-HEPES (pH = 7,8); ingrediente efectivo debajo en la fila 29 | Utilizado para la propagación de lípidos. Contenido: 10 mM HEPES, 100 mM NaCl, 4 mM CaCl2 diluido en agua desionizada ultrapura | ||
| Cloruro de calcio anhidro, BioReactivo, apto para el cultivo de células de insectos, apto para el cultivo de células vegetales, ≥ 96.0% (CaCl2) | Sigma Life Science | C5670 | Para preparar tampón de calcio-HEPES |
| tampón quelante-HEPES (pH=7.8); ingrediente efectivo debajo en la fila 31 | Se utiliza para promover la formación de redes tubulares. Contenido: 10 mM de HEPES, 100 mM de NaCl, 10 mM de EDTA y 7 mM de BAPTA diluidos en agua desionizada ultrapura | ||
| ; 1,2-Bis(2-aminofenoxi)etano-N,N,N&primo;,N′-sal tetrasódica del ácido tetraacético ≥ 95% (HPLC) (BAPTA-Na4) | Sigma Life Science | 14513 | Quelante-HEPES ingrediente tampón Hidróxido |
| de sodio | Sigma | 30620 | Solución básica utilizada para ajustar el pH de los tampones Medidor de |
| pH accumet™ AE150 pH | Fisher Scientific | 1544693 | Se utiliza para medir el pH de todos los tampones |
| Placa de Petri de vidrio | VWR | HECH41042012 | 6 cm, utilizado para fabricar la lámina de PDMS |
| Reactivo ACS de hidróxido de potasio, ≥ 85%, pellets (KOH) | Sigma-Aldrich | 221473 | Para hacer la solución de KOH para la limpieza de placas de Petri de vidrio para la fabricación de la lámina de PDMS |
| Isopropanol prima ren 99.5% | Antibac AS 600079 | KOH ingrediente | |
| Horno de calentamiento y secado - venticell | MMM Medcenter Einrichtungen GmbH | MC000714 | Para el secado de la placa de Petri de vidrio después de la silanización y para curar PDMS |
| Diclorodimetisilano ≥ 99.5% | Sigma-Aldrich | 440272 | Se utiliza para la silanización de una placa de Petri de vidrio en la que se prepara la lámina de PDMS |
| Bomba de vacío | Cole-Parmer | EW-79202-05 | Conectada al desecador |
| Sylgard 184 elastómero de silicona agente de | curado Dow corning | 24236-10 | Kit para hacer la solución de PDMS |
| Sylgard 184 Base | |||
| Bisturí desechable | Swann-Morton | 11798343 | Se utiliza para cortar el PDMS |
| Cubreobjetos | Menzel -Glä ser | MEZ102460 | 24x60 mm. Se utiliza para depositar una película delgada de Al2O3 |
| Sistema de deposición de capas atómicas | Beneq | TFS200 (número de modelo) | Sistema de deposición de capas atómicas utilizado para depositar películas delgadas de Al2O3 en un elipsómetro de vidrio de cubierta de microscopio |
| J.A. Woollan Co. | Alpha-SE (nombre del modelo) | Sistema utilizado para caracterizar el espesor de la película depositada en la superficie del vidrio | |
| Escaneo láser confocal microscopio | Leica Microsystems | Leica TCS SP8 X | Microscopio utilizado para la visualización del experimento |
| Objetivo 40x, 1.3 NA | Leica Microsystems | 1550635 | Se utiliza para la visualización del experimento Fuente láser de |
| luz blanca | Leica Microsystems Leica | TCS SP8 X | Para la excitación del fluoróforo de membrana |