Name: Las mitocondrias asociadas ER membranas (MAM) y glicoesfingolípidos microdominios enriquecidos (GEMS): Aislamiento de cerebro de ratón (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-03-04T12:15:00.000+00:00
Duration: 10 min 32 s
Description: Aprende a aislar membranas ER asociadas a mitocondrias (MAM) y microdominios enriquecidos en glicoesfingolípidos (GEMS) de cerebro de ratón mediante disecación, homogenización y centrifugación en gradiente de sacarosa.

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Reconocemos la contribución de Renata Sano en la concepción del protocolo inicial. Ad&#39;A. contiene los joyeros de la Infancia (JFC) Cátedra de Genética y Terapia Génica. Este trabajo fue financiado en parte por el NIH subvenciones GM60905, DK52025 y CA021764, y los americanos libaneses Caridades sirios asociados (ALSAC).

<html> El siguiente protocolo está diseñado para el aislamiento y purificación de MAM y gemas de cerebro de ratón Soluciones necesario para el aislamiento de las mitocondrias, MAM y gemas Fraccionamiento de obtener preparación mitocondrial crudo: Solución A: 0,32 M sacarosa, 1 mM NaHCO 3, 1 mM MgCl 2, 0,5 mM CaCl 2 + Inhibidores de la proteasa (añada fresca, según sea necesario) Solución B: 0,32 M de sacarosa, 1 mM NaHCO 3 + Inhibidores de la Proteasa (agregar fresco, según sea necesario) MAM aislamiento: Medio de aislamiento: 250 mM de manitol, 5 mM de HEPES, pH 7,4, 0,5 mM EGTA, 0,1% BSA Tampón de gradiente: 225 mM de manitol, 25 mM de HEPES, pH 7,5, 1 mM EGTA, 0,1% BSA (concentración final) GEMs aislamiento: contenido &quot;&gt; GEM tampón de extracción: 25 mM HEPES pH 7,5, 0,15 M NaCl, 1% de Triton X-100 + Inhibidores de la Proteasa (agregar fresco, según sea necesario) GEM solubilizantes Tampón: 50 mM Tris-HCl, pH 8,8, 5 mM EDTA, 1% SDS + inhibidores de proteasa (agregar fresco, según sea necesario). 1. Fraccionamiento subcelular Primer Paso: Las células de eliminación de los núcleos, no lisadas y restos celulares <ol><li> Eutanasiar ratón en la cámara de CO 2. </li><li> Retire inmediatamente cerebro, reducir a la mitad, colocar en tubos de 2 ml en hielo y pesar. </li></ol> Nota: Mantenga mitades del cerebro separado a lo largo de todo el procedimiento. Lo siguiente se aplica para el tratamiento de un medio único cerebro. <ol start="3"><li> Place cerebro medio en un pre-refrigerados 2 molino de vidrio tejido Dounce ml que contiene 1 ml de solución fría A. Homogeneizar con 15 golpes de una mano de mortero total de espacio libre grande. </li><li> Transferir a un tubo Falcon de 15 ml, en hielo, y se diluyehomogeneizado hasta 10 volúmenes p / v, por ejemplo, 0,225 g a 2,25 ml. </li><li> Centrifugar la muestra a 1.400 xg durante 10 min a 4 ° C. </li><li> Retirar con cuidado el sobrenadante y transferir a un 30 ml de fondo redondo de tubo de centrífuga de vidrio, en hielo. Asegúrese de no perturbar el sedimento. </li><li> Resuspender el precipitado en las mismas 10 volúmenes de la solución A. Homogeneizar en el mismo molino, con 3-6 golpes de una mano de mortero de espacio libre pequeño, 1 ml a la vez. </li><li> Transferir a un tubo Falcon de 15 ml y centrifugar a 710 xg durante 10 min a 4 ° C. Esto da como resultado un sedimento de núcleos y restos celulares. </li><li> Retire con cuidado el sobrenadante y la piscina con el sobrenadante guardó en el paso 1.6. </li></ol> 2. Segundo Paso: Aislamiento mitocondrias crudo <ol><li> Centrifugar los sobrenadantes a 13.800 xg durante 10 min a 4 ° C. </li><li> Transferir el sobrenadante a un tubo de centrífuga Ultra-Clear Beckman, en hielo </li><li> Resuspender el sedimento en 10 volúmenes de solución A. Homogeneizar en el mismo molino, con 3-6 golpes de una mano de mortero de espacio libre pequeño, 1 ml a la vez. </li><li> Centrifugar como el paso 2.1. </li><li> Repita los pasos 2.2-2.4. </li><li> El sedimento resultante es una fracción enriquecida mitocondrial. Reunir los sobrenadantes (citosol y ER), cubrir con parafilm y mantener en hielo. </li><li> Resuspender el precipitado con 6 golpes de una mano de mortero pequeña holgura, en 4,8 ml / g (g se refiere al peso del cerebro original) de la solución B, en un homogeneizador fresco. </li><li> Utilizando pipetas Pasteur de vidrio, preparar un gradiente discontinuo de sacarosa en un tubo de centrífuga Beckman Ultra-Clear, añadiendo posteriormente a la parte inferior del tubo de la siguiente manera, cuidadosamente, asegurándose de que no se forman burbujas: Resupended Pellet (0,32 M de sacarosa) 3 ml 850 mM de sacarosa (en 1 mM NaHCO 3) 3 ml 1 M de sucrosa (en 1 mM NaHCO 3) 3 ml 1,2 M de sucrosa (en 1 mM NaHCO3) </li><li> Centrifugar a 82.500 xg durante 2 horas a 4 ° C. La separación resultante al final del gradiente se producen tres bandas y un pellet: 1) la mielina y otros contaminantes de membrana (0,32 M - 0,85 M interfaz), 2) ER, Golgi, las membranas plasmáticas (0,85 M - 1 M interfaz); 3) sinaptosomas (1 M - 1,2 M interfaz), 4) crudo mitocondrias (pellet) que se utiliza para las etapas de purificación posteriores </li></ol> 3. Aislamiento de mitocondrias asociada a la membrana ER, MAM <ol><li> Resuspender el crudo recién aisladas las mitocondrias de una mitad del cerebro, en 2 ml de medio de aislamiento que contiene recién añadidos inhibidores de la proteasa. </li><li> Preparar un gradiente de Percoll al 30% con tampón Gradient 8 ml por cada mitad del cerebro, y colocar en un tubo de centrífuga Ultra-Clear Beckman. </li></ol> * Nota: Asegúrese de tampón de gradiente más concentrado (1,43 veces) para lograr la correcta concentración final después diluting Percoll al 30%. <ol start="3"><li> Capa de suspensión mitocondrial en la parte superior del gradiente preparado lentamente para evitar las burbujas. </li><li> Centrifugar a 95.000 xg durante 30 min, 4 ° C. </li><li><ol class="lroman"><li> Retire la fracción pesada (banda inferior) primero con una pipeta Pasteur de vidrio y transferir a un tubo de vidrio de fondo redondo, fresco, en hielo. </li><li> Retire la fracción ligera (banda superior) SEGUNDA con otra pipeta Pasteur de vidrio y transferir a un tubo nuevo aparte de vidrio de fondo redondo, sobre el hielo. </li></ol></li><li> Diluir ambas fracciones recogidas en el paso 10 con 3,5 ml de medio de aislamiento y se centrifuga a 6.300 xg durante 10 min a 4 ° C. </li><li> Eliminar el sobrenadante de la fracción pesada obtenida en el paso 3,6, resuspender el precipitado con otro 10 ml de medio de aislamiento y se centrifuga de nuevo, como paso 3,6. El sedimento resultante será la fracción mitocondrial puro. </li><li> Transferir el sobrenadante a partir de la luz Fracción obtenida en el paso 3,6 a un tubo de centrífuga Ultra-Clear Beckman, en hielo. Descartar el sedimento. </li><li> Añadir medio de aislamiento suficiente para el sobrenadante obtenido en el paso 3,8 para llenar el tubo y centrifugar a 100.000 xg durante 1 h, 4 ° C. El sedimento resultante será la fracción de MAM. Con cuidado, retirar y desechar el sobrenadante. </li></ol> Nota: En este paso, es posible que también se centrifuga a 100.000 xg durante 1 hora a 4 º C, el sobrenadante guardado en el paso 2.6. El sedimento será la fracción de ER y el sobrenadante de la fracción citosólica. 4. Extracción de glicoesfingolípidos-microdominios enriquecidos, gemas <ol><li> Lyse fracciones puras mitocondrias y / o MAM en 500 l-1 ml de tampón de extracción durante 20 min en hielo. </li><li> Centrifugar lisados ​​a 15.300 xg durante 2 min a 4 ° C. </li><li> Recoger los sobrenadantes (Triton X-100 material soluble) y pellets de centrífuga de re-durante 2 minutos para retirar los restos de material soluble. (Triton X-100 extrae mitocondrias y / o Triton X-100 MAM extraídos). </li><li> Solubilizar gránulos en la solubilización de Estabilización. Este material solubilizado representa las fracciones de GEM y se puede utilizar para el análisis adicional. </li></ol>

<ol><li>Poburko, D., Kuo, K. H., Dai, J., Lee, C. H., van Breemen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organellar+junctions+promote+targeted+Ca2%2B+signaling+in+smooth+muscle%3A+why+two+membranes+are+better+than+one%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Pharmacol.+Sci%22%5BJournal%5D)">Organellar junctions promote targeted Ca2+ signaling in smooth muscle: why two membranes are better than one.</a> Trends Pharmacol. Sci. 25 (1), 8-15 (2004).</li>
<li>Pani, B., Ong, H. L., Liu, X., Rauser, K., Ambudkar, I. S., Singh, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lipid+rafts+determine+clustering+of+STIM1+in+endoplasmic+reticulum-plasma+membrane+junctions+and+regulation+of+store-operated+Ca2%2B+entry+%28SOCE%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Lipid rafts determine clustering of STIM1 in endoplasmic reticulum-plasma membrane junctions and regulation of store-operated Ca2+ entry (SOCE.</a> J. Biol. Chem. 283 (25), 17333-17340 (2008).</li>
<li>Levine, T., Rabouille, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endoplasmic+reticulum%3A+one+continuous+network+compartmentalized+by+extrinsic+cues%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Endoplasmic reticulum: one continuous network compartmentalized by extrinsic cues.</a> Curr. Opin. Cell Biol. 17 (4), 362-368 (2005).</li>
<li>Sano, R., Annunziata, I., Patterson, A., Moshiach, S., Gomero, E., Opferman, J., Forte, M., d'Azzo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((GM1-ganglioside+accumulation+at+the+mitochondria-associated+ER+membranes+links+ER+stress+to+Ca%282%2B%29-dependent+mitochondrial+apoptosis%5BTitle%5D)+AND+%22Mol.+Cell%22%5BJournal%5D)">GM1-ganglioside accumulation at the mitochondria-associated ER membranes links ER stress to Ca(2+)-dependent mitochondrial apoptosis.</a> Mol. Cell. 36 (3), 500-511 (2009).</li>
<li>Raturi, A., Simmen, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Where+the+endoplasmic+reticulum+and+the+mitochondrion+tie+the+knot%3A+The+mitochondria-associated+membrane+%28MAM%29%5BTitle%5D)+AND+%22Biochim.+Biophys.+Acta%22%5BJournal%5D)">Where the endoplasmic reticulum and the mitochondrion tie the knot: The mitochondria-associated membrane (MAM).</a> Biochim. Biophys. Acta. , (2012).</li>
<li>Giorgi, C., De Stefani, D., Bononi, A., Rizzuto, R., Pinton, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+and+functional+link+between+the+mitochondrial+network+and+the+endoplasmic+reticulum%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Biochem.+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Structural and functional link between the mitochondrial network and the endoplasmic reticulum.</a> Int. J. Biochem. Cell Biol. 41 (10), 1817-1827 (2009).</li>
<li>d'Azzo, A., Tessitore, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sano+Gangliosides+as+apoptotic+signals+in+ER+stress+response%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Death+Differ%22%5BJournal%5D)">Sano Gangliosides as apoptotic signals in ER stress response.</a> Cell Death Differ. 13, 404-414 (2006).</li>
<li>Kroemer, G., Galluzzi, L., Brenner, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondrial+membrane+permeabilization+in+cell+death%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Rev%22%5BJournal%5D)">Mitochondrial membrane permeabilization in cell death.</a> Physiol. Rev. 87, 99-163 (2007).</li>
<li>Rizzuto, R., Brini, M., Murgia, M., Pozzan, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microdomains+with+high+Ca2%2B+close+to+IP3-sensitive+channels+that+are+sensed+by+neighboring+mitochondria%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Microdomains with high Ca2+ close to IP3-sensitive channels that are sensed by neighboring mitochondria.</a> Science. 262, 744-747 (1993).</li>
<li>Lynes, E. M., Bui, M., Yap, M. C., Benson, M. D., Schneider, B., Ellgaard, L., Berthiaume, L. G., Simmen, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Palmitoylated+TMX+and+calnexin+target+to+the+mitochondria-associated+membrane%5BTitle%5D)+AND+%22EMBO+J%22%5BJournal%5D)">Palmitoylated TMX and calnexin target to the mitochondria-associated membrane.</a> EMBO J. 31 (2), 457-470 (2011).</li>
<li>Fujimoto, M., Hayashi, T., Su, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+cholesterol+in+the+association+of+endoplasmic+reticulum+membranes+with+mitochondria%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem.+Biophys.+Res.+Commun%22%5BJournal%5D)">The role of cholesterol in the association of endoplasmic reticulum membranes with mitochondria.</a> Biochem. Biophys. Res. Commun. 417 (1), 635-639 (2012).</li>
<li>Grimm, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+ER-mitochondria+interface%3A+the+social+network+of+cell+death%5BTitle%5D)+AND+%22Biochim.+Biophys.+Acta%22%5BJournal%5D)">The ER-mitochondria interface: the social network of cell death.</a> Biochim. Biophys. Acta. 1823 (2), 327-334 (2012).</li>
<li>Vance, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phospholipid+synthesis+in+a+membrane+fraction+associated+with+mitochondria%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Phospholipid synthesis in a membrane fraction associated with mitochondria.</a> J. Biol. Chem. 265, 7248-7256 (1990).</li>
<li>Wieckowski, M. R., Giorgi, C., Lebiedzinska, M., Duszynski, J., Pinton, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isolation+of+mitochondria-associated+membranes+and+mitochondria+from+animal+tissues+and+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protoc%22%5BJournal%5D)">Isolation of mitochondria-associated membranes and mitochondria from animal tissues and cells.</a> Nat. Protoc. 4 (11), 1582-1590 (2009).</li>
<li>Pizzo, P., Viola, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lymphocyte+lipid+rafts%3A+structure+and+function%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Immunol%22%5BJournal%5D)">Lymphocyte lipid rafts: structure and function.</a> Curr. Opin. Immunol. 15 (3), 255-260 (2003).</li>
</ol>

Ninguno de los autores tiene conflicto de intereses que declarar.

Los sitios de contacto entre las membranas intracelulares o entre orgánulos y la membrana plasmática de las células dinámicas representan plataformas de señalización para los procesos celulares básicos. La caracterización exacta de su función y composición, tanto en condiciones fisiológicas como patológicas requiere protocolos de purificación fiables y reproducibles. Los métodos detallados aquí han sido específicamente optimizada por nuestro laboratorio para el aislamiento y purificación de los MAM y sus gemas correspon...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nombre del reactivo / material </td><td> Empresa </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentarios </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> REACTIVOS </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Fraccionamiento </td></tr><tr><td> Sacarosa </td><td> Fisher Scientific </td><td> S5-500 </td><td></td></tr><tr><td> Bicarbonato de Sodio </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> S-5761 </td><td></td></tr><tr><td> Cloruro de magnesio, hexahidratado </td><td> Fisher Scientific </td><td> BP214-500 </td><td></td></tr><tr><td> Cloruro de calcio, dihidrato </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> C-5080 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> MAM </td></tr><tr><td> D-Manitol </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> M9546-250G </td><td></td></tr><tr><td> Hepes </td><td> Fisher Scientific </td><td> BP310-500 </td><td></td></tr><tr><td> EGTA </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> E4378-250G </td><td></td></tr><tr><td> BSA, fracción V, choque térmico, liofilizado </td><td> Roche </td><td> 03-116-964-001 </td><td></td></tr><tr><td> Percoll </td><td> GE </td><td> 17-0891-02 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> GEM </td></tr><tr><td> Triton X-100 </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> T9284-500 ml </td><td></td></tr><tr><td> Cloruro de Sodio </td><td> Fisher Scientific </td><td> S271-3 </td><td></td></tr><tr><td> Tris Base </td><td> Roche </td><td> 03-118-142-001 </td><td></td></tr><tr><td> HCl </td><td> Fisher Scientific </td><td> A144S-500 </td><td></td></tr&gt; <tr><td> EDTA </td><td> Fisher Scientific </td><td> BP120-500 </td><td></td></tr><tr><td> Dodecil sulfato de sodio (SDS) </td><td> Fisher Scientific </td><td> BP166-500 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Común </td></tr><tr><td> Inhibidores de Proteasa Tablets, Complete EDTA libre </td><td> Roche </td><td> 11-873-580-001 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> EQUIPO </td></tr><tr><td> 2 ml Douce All-Glass Grinders tejido </td><td> Kimble Chase </td><td> 885300-0002 </td><td></td></tr><tr><td> 15 ml tubos de polipropileno cónicos de centrífuga, BD Falcon </td><td> BD </td><td> 352097 </td><td></td></tr><tr><td> 30 ml de fondo redondo de vidrio Tubos centrífuga </td><td> Kimble Chase </td><td> 45500-30 </td><td></td></tr><tr><td> 15 ml de fondo redondo de vidrio CentriTubos Fuge </td><td> Kimble Chase </td><td> 45500-15 </td><td></td></tr><tr><td> Tubos de ultracentrífuga, con claridad, espesores, mm 14x89 </td><td> Beckman-Coulter </td><td> 344059 </td><td></td></tr><tr><td> Parafilm </td><td> Cole-Parmer </td><td> PM996 </td><td></td></tr><tr><td> Disposable vidrio borosilicato Pipetas Pasteur, 9 &quot; </td><td> Fisher Scientific </td><td> 13-678-20C </td><td></td></tr></tbody></table>

las mitocondrias asociadas er membranas (mam) y glicoesfingolípidos microdominios enriquecidos (gems): aislamiento de cerebro de ratón

Mitochondria-associated ER Membranes (MAMs) and Glycosphingolipid Enriched Microdomains (GEMs): Isolation from Mouse Brain

Orgánulos intracelulares son estructuras altamente dinámicas con diferentes forma y composición, que son sometidos a células específicas de señales intrínsecas y extrínsecas. Sus membranas son a menudo yuxtapuestos en sitios de contacto definidas, que se convierten en los cubos para el intercambio de moléculas de señalización y los componentes de membrana 1,2,3,4. Los inter-organellar microdominios de membrana que se forman entre el retículo endoplasmático (ER) y la mitocondria en la apertura de la Ca IP3-2 sensible son conocidos canal + como las mitocondrias asociado-ER membranas o MAMS 4,5,6. La composición de proteína / lípido y propiedades bioquímicas de estos sitios de membrana de contacto han sido ampliamente estudiados en particular en relación con su papel en la regulación intracelular de Ca 2 + 4,5,6. El ER sirve como el almacén principal de la concentración de Ca 2 +, y en esta capacidad regula una gran variedad de procesos celulares aguas abajo de Ca 2 + señalización, including post-traduccional plegamiento de la proteína y proteína maturation7. Las mitocondrias, por otra parte, mantener la homeostasis del Ca 2 +, por la precarga de concentración citosólica de Ca 2 + evitando de este modo la iniciación de las vías de apoptosis aguas abajo de Ca 2 + desequilibrio 4,8. La naturaleza dinámica de los mames hace sitios ideales para diseccionar los mecanismos básicos celulares, incluyendo Ca 2 + señalización y regulación mitocondrial de Ca 2 + concentración supervivencia, la biosíntesis de lípidos y el transporte, la energía y el metabolismo celular 4,9,10,11,12. Varios protocolos se han descrito para la purificación de estos microdominios de tejido hepático y células cultivadas 13,14. Tomando los métodos publicados anteriormente en cuenta, se ha adaptado un protocolo para el aislamiento de las mitocondrias y MAM desde el cerebro de ratón adulto. Para este procedimiento se ha agregado una etapa de purificación adicional, a saber, una extracción de Triton X100, que enables el aislamiento de la glicoesfingolípido enriquecido microdominio (GEM) de la fracción de los mames. Estas preparaciones GEM comparten varios componentes de proteínas con balsas caveolas y lípidos, derivados de la membrana de plasma u otras membranas intracelulares, y se proponen para funcionar como puntos de encuentro para el agrupamiento de proteínas receptoras y para las interacciones proteína-proteína 4,15.

Basándonos en nuestra experiencia con el uso de este protocolo con seguridad puedo recomendar para el aislamiento y purificación de MAM, gemas y fracciones mitocondriales de cerebro de ratón. El procedimiento presentado es altamente reproducible y consistente. En la Figura 1 se muestra una imagen representativa de la forma pura capa de mitocondrias y MAM en un gradiente de Percoll (paso 3,4). De una banda definida, lechoso que contiene purificó mitocondrias (Mito-P) se segrega en la parte inferior del t...

Este procedimiento muestra cómo aislar del cerebro del ratón adulto las membranas de las mitocondrias ER-asociados o mams y los glucoesfingolípidos fracciones enriquecidas microdominio de MAM y preparaciones mitocondriales.

Las mitocondrias asociadas ER membranas (MAM) y glicoesfingolípidos microdominios enriquecidos (GEMS): Aislamiento de cerebro de ratón

Intracellular organelles are highly dynamic structures with varying shape and composition, which are subjected to cell-specific intrinsic and extrinsic ...

El objetivo general de este procedimiento es aislar la mitocondria, la membrana del retículo endoplásmico, microdominios o MAMs (por sus siglas en inglés) del cerebro de ratón. Los MAMs purificados se extraen posteriormente para obtener fracciones de microdominios enriquecidas en lípidos con glicofinger o gems. Esto se logra primero mediante la disección del cerebro de ratón, el cual luego se homogeniza en un tampón específico utilizando un homogenizador Dounce. El homogenado resultante se centrifuga a baja velocidad para eliminar núcleos, células intactas y restos celulares.El segundo paso consiste en preparar una fracción mitocondrial cruda. Mediante una ulterior centrifugación del sobrenadante, el sedimento resultante se resuspende y se separa adicionalmente utilizando un gradiente discontinuo de sacarosa. A continuación, la fracción mitocondrial cruda se aplica a un gradiente peral.Tras la centrifugación y varios pasos de lavado, se obtienen la fracción mitocondrial pura y las MAM. El paso final consiste en tratar las MAM con una solución que contiene TRITON X-100 para extraer la fracción de microdominio enriquecida en lípidos tipo glicodedo. Finalmente, la pureza de las fracciones se valida mediante análisis de inmunotransferencia usando anticuerpos contra marcadores proteicos característicos de las distintas fracciones de orgánulos.La principal ventaja de este procedimiento frente a los métodos existentes es que ha sido adaptado para el aislamiento de fracciones de mitocondrias mam y gem a partir de cerebro de ratón adulto, utilizando una cantidad relativamente pequeña de material de estudio. Este procedimiento optimizado es muy reproducible y permite obtener cantidades suficientes de las diferentes fracciones organulares, que pueden ser utilizadas por investigadores, especialmente aquellos del campo de la neurobiología. Para el análisis de sus proteínas de interés, quien demostrará el procedimiento será una técnica de mi laboratorio.Después de extraer el cerebro de un ratón sacrificado con dióxido de carbono, comience este procedimiento cortando el cerebro por la mitad. Coloque cada mitad en un tubo separado de dos mililitros sobre hielo. Pese los tubos utilizando un tubo de dos mililitros vacío y previamente enfriado para calibrar la balanza y guárdelos sobre hielo.Transfiera la mitad del cerebro a un homogeneizador de tejidos de vidrio de dos mililitros previamente enfriado que contenga un mililitro de solución fraccionadora fría. Homogenice con un total de 15 movimientos completos utilizando un pistilo de gran holgura. Coloque el homogenizado en un tubo Falcon estéril de 15 mililitros sobre hielo y diluya hasta alcanzar un volumen de 10 veces la solución fraccionadora fría A, basándose en el peso de la muestra.Luego, centrifugue la muestra a 1 400 veces G durante 10 minutos a cuatro grados. Las UIF retiran cuidadosamente el sobrenadante teniendo cuidado de no perturbar el precipitado y lo transfieren a un tubo de centrífuga de vidrio de fondo redondo de 30 mililitros sobre hielo. A continuación, resuspenda el precipitado en el mismo volumen de solución de fraccionamiento, equivalente a 10 volúmenes.Homogenice el pellet resuspendido en el mismo molino, un mililitro a la vez. Esta vez utilice de tres a seis movimientos con un pistilo de pequeño ajuste. Combine el homogéneo en un tubo Falcon de 15 mililitros y centrifugue a 710 ×g durante 10 minutos a cuatro grados Celsius.Esto da como resultado núcleos apoptóticos y restos celulares. Retire cuidadosamente el sobrenadante y combínelo con el sobrenadante anterior guardado de la centrifugación previa para iniciar el aislamiento mitocondrial; centrifugue los sobrenadantes S a 13.800 × g durante 10 minutos a cuatro grados Celsius. Luego, transfiera el sedimento a un tubo de centrífuga UltraClear de Beckman sobre hielo.Re-suspender los pellets que contienen la fracción mitocondrial en 10 volúmenes de la solución de fraccionamiento A e homogeneizar un mililitro a la vez. Esta vez, utilizar tres a seis movimientos de un Pele con pequeño espacio libre, combinando los homogeneizados en un nuevo tubo de centrífuga de vidrio de fondo redondo de 30 mililitros sobre hielo. Purificar más la muestra repitiendo estos pasos una vez más.Centrifugue el homogenato. Retire los sobrenadantes S y vuelva a homogenizar el sedimento celular, un mililitro a la vez, después de suspenderlo en 10 volúmenes de solución A. El siguiente paso es resuspender el sedimento que contiene la fracción mitocondrial enriquecida en 4,8 mililitros de solución de fraccionamiento B por gramo de peso original del cerebro, homogenizando con seis movimientos de un pistilo de pequeño ajuste en un homogenizador nuevo; mantenga este homogenato en hielo. A continuación, prepare un gradiente discontinuo de sacarosa en un tubo de centrífuga UltraClear Beckman.Primero, agregue la paleta resuspendida seguida de tres mililitros de sacarosa 850 milimolar, tres mililitros de sacarosa un molar y, finalmente, tres mililitros de sacarosa 1,2 molar. Asegúrese de agregar la solución lentamente desde el fondo para garantizar que no se formen burbujas. Finalmente, centrifugue a 82 500 ×g durante dos horas a cuatro grados Celsius.La separación resultante producirá tres bandas y el sobrenadante. El sobrenadante contiene las mitocondrias crudas que se utilizarán en los pasos subsecuentes de purificación. Resuspenda las mitocondrias crudas recién aisladas de una mitad del cerebro con dos mililitros de medio de aislamiento.A continuación, agregue ocho mililitros de un gradiente del 30% por núcleo a un tubo nuevo para centrífuga UltraClear Beckman. Coloque lentamente la suspensión mitocondrial encima del gradiente preparado para evitar la formación de burbujas. Luego, centrifugue a 95.000 ×g durante 30 minutos a cuatro grados Celsius tras la separación del gradiente.Primero, retire la fracción pesada, que es la banda inferior, utilizando una pipeta de vidrio tipo espagueti, y transfiérala a un tubo de vidrio nuevo de fondo redondo. Guarde el tubo en hielo. A continuación, retire la fracción ligera, que es la banda superior, utilizando una pipeta de vidrio tipo espagueti nueva y transfiérala a un tubo de vidrio de fondo redondo separado y nuevo.Coloque este tubo también en hielo. Diluya ambas fracciones con 10 mililitros de medio de aislamiento y centrifugue a 6.300 ×g durante 10 minutos a cuatro grados Celsius. Deseche el sobrenadante de la fracción pesada y resuspenda el pellet con otros 10 mililitros de medio de aislamiento.Centrifugue nuevamente la muestra con las mismas condiciones. El precipitado resultante será la fracción mitocondrial pura. A continuación, transfiera el sobrenadante de la fracción ligera a un tubo de centrífuga UltraClear Beckman sobre hielo.El sedimento de esta fracción se descarta, ya que contiene mitocondrias contaminantes. Añada medio de aislamiento suficiente al sobrenadante de la fracción ligera para llenar el tubo y centrifugue a 100.000 ×g durante una hora a cuatro grados Celsius. El sedimento resultante contendrá las membranas del retículo endoplásmico asociadas a mitocondrias o MAMs.Retire con cuidado y deseche el supinato. Comience la extracción de los microdominios o gemas enriquecidos en lípidos de glicodígitos mediante la resuspensión de la fracción de MAM en 500 microlitros hasta un mililitro de tampón de extracción en hielo durante 20 minutos. A continuación, centrifugue el lisado a 15.300 ×g durante dos minutos a cuatro grados Celsius.Recoger el sobrenadante y centrifugar el sedimento durante dos minutos para eliminar todo el material soluble en Tritón 100, y finalmente resuspender el sedimento con el tampón solubilizante. Este material solubilizado representa las fracciones de gemas y puede utilizarse para análisis posteriores. Se realizaron transferencias Western para verificar la pureza y distribución de marcadores del retículo endoplasmático, proteínas citosólicas y marcadores mitocondriales en la fracción citosólica.La fracción del retículo endoplásmico, la fracción mitocondrial pura y la fracción de MAMs. Los inmunotransferidos también mostraron que las gemas fueron positivas para cavi en uno, un marcador de cli, y negativas para proteínas del retículo endoplásm游戏副本Es importante recordar el uso de tejido cerebral recién disecado y mantener posteriormente todas las muestras y tubos en hielo. Asimismo, se recomienda guardar una pequeña cantidad de la muestra de cada paso de la fraccionación para poder determinar, mediante inmunotransferencia, el éxito general del procedimiento de purificación.

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Presentamos un protocolo para estudiar la distribución de mitocondrias y retículo endoplasmático en células enteras después de la modificación genética utilizando microscopía electrónica correlativa de luz y volumen incluyendo ascorbato peroxidasa 2 y tinción de peroxidasa de rábano picante, seccionamiento en serie de células con y sin el gen objetivo en la misma sección, y la toma de imágenes en serie a través de microscopía electrónica.

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Las mitocondrias asociadas ER membranas (MAM) y glicoesfingolípidos microdominios enriquecidos (GEMS): Aislamiento de cerebro de ratón (Video) | JoVE Journal

Las mitocondrias asociadas ER membranas (MAM) y glicoesfingolípidos microdominios enriquecidos (GEMS): Aislamiento de cerebro de ratón

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