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Dosage du cycloheximide basé sur des microplaques de fluorescence : une technique pour surveiller la cinétique de dégradation des protéines nucléaires fluorescentes mal repliées

8 juillet 2025

Dans cet article

Résumé

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Source : Guo, L. et. al., Assays for the Degradation of Misfolded Proteins in Cells. J. Vis. Exp. (2016)

Cette vidéo décrit un test sur microplaque basé sur la fluorescence in vitro pour étudier la cinétique de dégradation d’une protéine mutante luciférase mal repliée marquée par fluorescence et exprimée dans les noyaux de cellules de mammifères transfectées. Le test implique le traitement de cellules exprimant la protéine mutante fluorescente avec un inhibiteur de traduction et un inhibiteur de protéasome afin d’évaluer la dégradation médiée par le protéasome de la protéine mal repliée.

Protocole

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1. Préparation du réactif

  1. Préparez un milieu DMEM à faible fluorescence pour les tests à l’aide d’un lecteur de fluorescence de microplaques. Mélanger 25 mM de glucose, 0,4 mM de glycine, 0,4 mM d’arginine, 0,2 mM de cystéine, 4,0 mM de glutamine, 0,2 mM d’histidine, 0,8 mM d’isoleucine, 0,8 mM de leucine, 0,8 mM de lysine, 0,2 mM de méthionine, 0,4 mM de phénylalanine, 0,4 mM de sérine, 0,8 mM de thréonine, 0,078 mM de tryptophane, 0,4 mM de tyrosine, 0,8 mM de valine, 1,8 mM de CaCl2, 0,81 mM de MgSO4, 5,33 mM KCl, 44,0 mM NaHCO3, 110 mM NaCl, 0,9 mM NaH2PO4. Ajustez le pH de la solution à l’aide de HCl ou de NaOH à pH 7,4. Stérilisez le milieu par filtration.
    note: Ce milieu contient des composants du milieu DMEM standard à haute teneur en glucose, à l’exception du Fe(NO3)3, des vitamines et du rouge de phénol qui sont omis. Le rouge de phénol, la riboflavine et le pyridoxal dans le milieu de culture DMEM ordinaire interfèrent considérablement avec la détection du signal de fluorescence. Le milieu de culture sans ces composants est crucial pour une imagerie GFP réussie de cellules vivantes. Le milieu est stable pendant 12 mois lorsqu’il est stocké au réfrigérateur.

2. Dosage de la dégradation en temps réel de la NLS-luciférase-GFP à l’aide d’un lecteur de microplaques à fluorescence

  1. Ensemencez environ 1 x 10 cellules4 HeLa dans des plaques de culture tissulaire noires à 96 puits à fond transparent. Après la culture O/N, une confluence de 50 à 70 % est atteinte au moment de la transfection.
    REMARQUE : 60 μl de milieu contenant des cellules HeLa complètement en suspension sont ensemencés directement dans chaque puits. N’ajoutez pas de milieu supplémentaire ou de plaque de roche d’avant en arrière après l’ensemencement, sinon les cellules pourraient être réparties de manière inégale.
  2. Transfectez des cellules HeLa avec 0,05 à 0,1 μg de plasmide NLS-luciférase-GFP/pRK5 dans chaque puits à l'aide d'un réactif de transfection conformément aux instructions du fabricant. Préparez un mélange de transfection maître contenant de l’ADN et du réactif de transfection et aliquotez-le pour chaque puits. Trois puits contenant des cellules ne sont pas transfectés avec de l’ADN, qui sert de contrôle pour le signal de fluorescence de fond pour chaque condition de traitement.
    note: Une autre façon de réduire la variation de transfection consiste à transfecter les cellules avant l’ensemencement. Cependant, une grande partie des cellules transfectées avec des protéines mal repliées ne parviennent pas à se fixer ou montrent une viabilité réduite en utilisant cette méthode. Il est probable que certaines cellules ne supportent pas le stress causé par la digestion de la trypsine lors de l’expression de protéines toxiques mal repliées. En conséquence, le signal fluorescent global est considérablement réduit.
  3. 20 à 24 heures après la transfection, examiner les cellules vivantes au microscope à fluorescence inversée pour détecter l’expression de la GFP avec une longueur d’onde d’excitation de 450 à 490 nm.
  4. Retirer le milieu par aspiration intra-utérine. Ajoutez environ 200 μl de 1x PBS dans chaque puits, puis aspirez-le pour éliminer la quantité résiduelle de milieu DMEM.
  5. Ajouter 60 μl de milieu DMEM à faible fluorescence avec 5 % de FBS et 50 μg/ml de CHX. Pour examiner la dégradation du protéasome, inclure un inhibiteur de protéasome MG132 (10 μM) supplémentaire dans un ensemble d’échantillons. Réglez le triple des puits pour chaque traitement/condition.
    note: Le traitement MG132 est inclus comme contrôle de la dégradation protéasomale car il est crucial d’exclure d’autres facteurs pouvant provoquer une chute du signal de fluorescence, y compris la mort cellulaire et l’extinction de la fluorescence.
  6. Mesurez immédiatement le signal de fluorescence de la GFP sur un lecteur de plaques fluorescentes après avoir ajouté CHX.
    note: Les paramètres de mesure du logiciel sont indiqués dans le Tableau 1.
  7. Lisez la plaque toutes les heures pendant 8 à 10 heures. Après lecture, remettez la plaque dans l’incubateur de culture cellulaire.
  8. Exportez les données sous forme de tableur. Utilisez la valeur moyenne de plusieurs lectures pour chaque puits ainsi que l’intensité de fluorescence. Normalisez les valeurs de chaque point de données sur les valeurs moyennes de Temps 0 dans les groupes respectifs. Tracez l’intensité de fluorescence normalisée au fil du temps, comme illustré aux figures 1A et 1B, ainsi qu’à la figure 2, panneaux de droite.
  9. Effectuer une analyse statistique des taux de dégradation entre deux conditions à l’aide de l’ANOVA à deux facteurs avec mesures répétées.
    note: Dans cette analyse, « l’intensité de fluorescence » est la variable dépendante tandis que les « conditions de traitement » et le « temps » sont les deux facteurs. Au lieu de comparer les données à des points temporels individuels, l’ANOVA à deux facteurs avec mesures répétées analyse la différence entre les deux groupes de traitement sur l’ensemble du parcours.

Tableau 1 : Paramètres de mesure sur lecteur de microplaques à fluorescence.

Fichier de définition de plaqueGRE96fb
Mode de mesureIntensité de fluorescence Fond
Longueur d’ondeLongueur d’onde d’excitation485 milles marins
Bande passante d’excitation9 milles marins
Longueur d’onde d’émission535 milles marins
Largeur de bande d’émission20 milles marins
Nombre de clignotements5
GainMode d’emploi 200
Temps d’intégration20 μs
Plusieurs lectures par puitstypeCercle (rempli)
taille5×5
frontière400 μm

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Résultats

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Figure 1 : Dosage sur microplaque fluorescente pour la dégradation de NLS-LucDM-GFP. Les cellules HeLa ensemencées sur des plaques de 96 puits ont été transfectées avec 0,05 μg (A) ou 0,1 μg (B) NLS-LucDM-GFP et traitées avec CHX en présence ou en absence de MG132. (A et B) Les intensités de fluorescence des puits ont été mesu...

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Déclarations de divulgation

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Aucun conflit d’intérêts n’a été déclaré.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Aigle modifié de Dulbecco MediumTechnologies de la vieRéférence 11995-092
Sérum fœtal bovinTechnologies de la vie10082147
Lipofectamine 2000Technologies de la vie11668019
MG132Sigma-AldrichRéférence M8699
Acides aminésSigma-AldrichLes acides aminés sont utilisés pour la fabrication de milieux de culture à faible fluorescence
CycloheximideSigma-AldrichRéf. C7698
Microscope à fluorescence inversée Olympus IX-81OlympeIX71/IX81
Plaque TC noire de 96 puits avec fond transparent translucideSigma-GreinerRéférence 89135-048
Lecteur de plaque inférieure à fluorescence Infinite 200® PROTECANInfini 200® PRO
Prisme 5Pavé graphiqueLogiciel d’analyse statistique

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Mots-clés

Essai de cin tique de d gradationTraitement par inhibiteur du prot asomeMesure de fluorescence sur microplaqueSignal de localisation nucl aireSUMOylationUbiquitinationTransfection de cellules HeLaLecteur de plaques fluorescenceDiminution de la fluorescence d pendante du temps

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