Method Article

Visualisation de Cortex organisation et la dynamique de micro-organismes, l'aide totale microscopie de fluorescence à réflexion

DOI:

10.3791/3982

May 1st, 2012

In This Article

Summary

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Fluorescence à réflexion interne totale (TIRF) microscopie est une approche puissante pour observer des structures à proximité de la surface de la cellule au contraste élevé et une résolution temporelle. Nous montrons comment la FRBR peut être utilisée pour étudier la dynamique des protéines au niveau du cortex des parois cellulaires fermés cellules bactériennes et fongiques.

Abstract

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Microscopie TIRF a émergé comme une technologie d'imagerie puissant pour étudier la dynamique spatio-temporelles de molécules fluorescentes in vitro et dans des cellules vivantes 1. Le phénomène optique de réflexion interne totale se produit lorsque la lumière passe à partir d'un milieu d'indice de réfraction élevé dans un milieu à indice de réfraction faible à un angle plus grand qu'un angle caractéristique critique (plus près d'être parallèle à la limite). Bien que toute la lumière est réfléchie dans de telles conditions, une onde évanescente est créée qui se propage à travers et le long de la frontière, ce qui diminue de façon exponentielle avec la distance, et ne pénètre que les zones d'échantillonnage qui sont près de 100-200 nm de l'interface 2. En plus de fournir supérieure résolution axiale, l'excitation réduit de sortir de fluorophores de discussion crée un signal très élevé des ratios de bruit et minimise les effets néfastes de photoblanchiment 2,3. Être une technique widefield, la FRBR permet également d'image plus rapide en courant alternatifquisition que la plupart des configurations basées sur la numérisation confocale.

À première vue, la faible profondeur de pénétration de la FRBR semble être incompatible avec l'imagerie de cellules bactériennes et fongiques, qui sont souvent entourés de parois cellulaires épaisses. Au contraire, nous avons constaté que les parois cellulaires des levures et des cellules bactériennes réellement améliorer la convivialité de la FRBR et d'accroître l'éventail des structures observables 4-8. De nombreux processus cellulaires peuvent donc être directement accessible par la FRBR dans de petits micro-organismes monocellulaires, qui offrent souvent de puissantes techniques de manipulation génétique. Cela nous permet d'effectuer des expériences in vivo biochimie, où la cinétique des interactions entre protéines et les activités peuvent être évaluées directement dans les cellules vivantes.

Nous décrivons ici les différentes étapes nécessaires à l'obtention des images de grande qualité pour TIRF Saccharomyces cerevisiae ou des cellules de Bacillus subtilis. Nous signaler des problèmes divers qui peuvent affect FRBR visualisation des sondes fluorescentes dans les cellules et d'illustrer la procédure avec plusieurs exemples d'applications. Enfin, nous démontrons comment les images TIRF peut encore être améliorée en utilisant des techniques de restauration d'image.

Protocol

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1. Préparation de l'échantillon

  1. Préparation des lamelles
    Lamelles doivent être nettoyés des particules de poussière que la FRBR est sensible aux signaux de fond découlant de la lamelle (fig. 1A, Film 1).
    1. Utilisation de bordereaux de pinces de couverture placer dans un support en céramique avec couvercle.
    2. Remplissez le récipient en verre avec NaOH 1 M (peut être réutilisé plusieurs fois).
    3. Incuber pendant 2 h sous une rotation continue lente (agitateur orbital). D'incubation excessive (> 8 h) permettra de créer des lamelles opaques.
    4. Laver deux fois avec de l'eau distillée pendant 5 m....

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Discussion

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Microscopie TIRF est la technique de choix aux protéines d'image périphériques. La profondeur de pénétration faible du champ évanescent minimise de sortir de la lumière mise au point, ce qui conduit à un signal de très bonne à bruit et permet l'acquisition de données à des vitesses élevées, ou d'imagerie de protéines exprimées très faiblement. La combinaison de contraste élevé et taux de rafraîchissement élevé rend microscopie TIRF un outil parfait pour l'imagerie dynamique spatio-temporelle des protéine.......

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Disclosures

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Pas de conflits d'intérêt déclarés.

Acknowledgements

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Ce travail a été financé par la société Max Planck.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Nom de l'outil / réactif Type Entreprise Numéro de catalogue
Orbital Shaker Outil Uniequip UNITWIST ROCKER 3-D SHAKER
Microscope TIRF Jusqu'à Configuration personnalisée
Récipient en verre Outil VITLAB 340-232880353
Support de coloration en céramique Outil Thomas Sci. 8542E40
Concanavaline A Réactif Sigma L7647
Lamelles # 1 (18 x 18 mm) Microscope Menzel Gläser BB018018A1
Lames de microscope Microscope Menzel Glaser AA00000102E
Immersion dans l'huile Microscope Zeiss Immersol 518F
Agarose Réactif Invitrogen 16500-500
FluoSpheres Réactif Invitrogen F8795

References

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  1. Axelrod, D., Thompson, N. L., Burghardt, T. P. Total internal inflection fluorescent microscopy. J. Microsc. 129, 19-28 (1983).
  2. Axelrod, D., Omann, G. M. Combinatorial microscopy. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 7, 944-952 (2006).
  3. Axelrod, D.

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Total Internal Reflection FluorescenceTIRF MicroscopyMicroorganism ImagingCell Cortex DynamicsProtein LocalizationFluorescence Recovery After PhotobleachingImage Restoration TechniquesSaccharomyces CerevisiaeBacillus SubtilisLaser Alignment

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