אנו מתארים את הפרוטוקול שלנו למדידת מקצבים ביולוגיים בקטוליזם חלבונים באמצעות הוראות משוב ושוב בכבד העכבר.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
אנו מתארים את הפרוטוקול שלנו למדידת מקצבים ביולוגיים בקטוליזם חלבונים באמצעות הוראות משוב ושוב בכבד העכבר.
תאים מעסיקים מספר שיטות למיחזור חלבונים בלתי רצויים וחומרים אחרים, כולל ליזוזומיום ושבילים לא-ליסוזומ. המסלול העיקרי התלוי למטה מכונה באופן אוטומטי, ואילו השיטה העיקרית שאינה ליסוזומלית עבור קטאבוליזם חלבונים היא מערכת אוביקוויב-פרוטאסאין. מחקרים שנעשו לאחרונה במודל אורגניזמים מצביעים על כך שהפעילות של שני הדגמים האוטומטיים ומערכת אוביקוויב-פרוטאסאין אינה קבועה לאורך היום, אך במקום זאת משתנה בהתאם לקצב היומי (circadian). היכולת למדוד מקצבים ביולוגיים במחזור החלבונים חשוב להבין כיצד מושגת בקרת איכות סלולרית ולהבנת הדינמיקה של חלבונים ספציפיים המעניינים אותך. כאן אנו מציגים פרוטוקול מתוקננת עבור ככמת השטף האוטומטי ו הפרוטאסאואל בvivo כי לוכדת את רכיב האחראי של מחזור החלבון. הפרוטוקול שלנו כולל פרטים על הטיפול בעכבר, רקמת עיבוד, משבר, וכימות השטף האוטומטית באמצעות הכבד של העכבר כמו החומר ההתחלתי.
מקצבים circadian מתייחסים היום, וריאציות צפויות בתפקוד הביולוגי הגלויים ברחבי הטבע. הם קיימים בכל קנה מידה ביולוגי, מהתנהגויות מאקרוסקופיות כמו מחזורי התעוררות לשינה, לתופעות מולקולריות כמו השפע הקצבי של biomolecules. בשנים האחרונות, המחקר לתוך מקצבים מעגליות השתנה על ידי גילוי של "גנים שעון" כי הם קריטיים ליצירת קצב מעגלי. מחקרים בשעון גנים הסתרה עכברים חשפו תפקיד מרכזי עבור מקצבים מעגליות באופן זמני ארגון תהליכים סלולאריים ליבה כגון חילוף החומרים1. בין הדרכים מקצבים מעגליות לגרום לזה לקרות הוא על ידי הקניית מבנה זמני לקטוליזם חלבון.
מספר קבוצות כולל שלנו הראו כי שתי השדרות הגדולות לקטאבליזם חלבונים סלולריים, התצוגה האוטומטית של מערכת אוביקוויב-פרוטאסאין, הם כפופים מקצבים יומי2,3,4,5. הבחירה האוטומטית מייצגת את הזרוע התלוית-ליקיה של קטאבוליזם חלבונים, שבה חלבונים מעניינים מועברים לdegradative זה או דרך הבנייה של שלפוחית הרומן (מאקרואוטומטית) או באמצעות טרנסלוקציה ישירה למרות ש ערוץ (שלווה אוטומטית מתווכת)6. מערכת אוביקוויב-פרוטסאין היא מסלול הראשי ללא-ליזוזומלית, שם חלבונים הם פולי-אוביקוויל ולאחר מכן ניזונים לתוך פרוטאסדום, מכונת macromolecular degradative שנמצאו ברחבי הציטופלסמה וגרעין7,8. המקצבים בפעילות האוטומטית והפרוטאספראל הם חשובים מכיוון שהם נוטים לשחק תפקיד במשק הבית הסלולרי. כתוצאה מכך, זה חשוב שיש הליך מתוקננת שיכול לזהות תנודות יומיות של קטאבוליזם חלבונים התואמים עם מודלים טרום קליניים מחלות.
כאן, אנו מספקים את הפרוטוקול שלנו כדי לכמת וריאציות יומי השטף האוטומטי בכבד העכבר, אשר שימש כבסיס לעבודה במעבדה שלנו3,9. השיטה שלנו מסווגת "שיטת מחזור"10, גישה המשמשת על ידי קבוצות רבות כדי למדוד פעילות פרוטחרדה (או שטף). בגישה זו, מעכבי פרוטאז ספציפיים לlysosomes או פרוטאסמס ניתנת לעכברים ולאחר מכן דגימות רקמות מתקבלים לאחר מרווח זמן קבוע. במקביל, דגימות רקמות מתקבלות מעכברים נתון זריקות מזויף. דגימות רקמות הם הומוגניים ולאחר מכן ביולוגי הופרדו כדי לקבל את השברים lysosome מועשר, cytoplasmic. שברים אלה מנותח לאחר מכן במקביל דרך הכתמים המערביים באמצעות נוגדנים ספציפיים סמנים macroLC3b hagy (ו-p62) או מצעים פרוטאספאל (חלבון פולי-אוביקטים). במשך הזמן, חיות מוזרק עם מעכבי פרוטאז לצבור חלבונים שהיו בדרך כלל היה ממוחזר. כתוצאה מכך, שיעור המחזור משתמעת על ידי השוואת השפע של חלבונים סמן בדגימות פרוטאז-מעכב הטיפול לדגימות מטופל המזויף. על-ידי חזרה על שיטה זו במרווחי זמן קבועים לאורך היום, ניתן לשחזר וריאציות מעגליות ב-פרוטפוליזיס (איור 1A).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול המתואר כאן אושר על ידי אוניברסיטת וושינגטון בכנסיית סנט לואיס בעלי חיים והוועדה השימוש (IACUC).
1. מגורי העכבר ותכנון ניסיוני
2. הכנת תמיסת הומוגון, פתרונות מלאי מעכב ומבחנות לאוסף כבד העכבר
3. מינהל מעכבי פרוטאז
4. רכישת רקמות ואחסון
5. שבירה ביוכימית של דגימות כבד
הערה: איור 1B מציג את סכימת השבר.
6. הבלוג המערבי
7. ניתוח נתונים
הערה: ראה קובץ משלים "נתונים לדוגמה".
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
נתונים מייצגים מוצגים באיור 2א, ב, והקוונפיקציה של נתונים אלה מסופקים באיור 2C, D (ראה גם קובץ משלים "מדגם נתונים"). למען הפשטות, לא מתוארת הטענת שולטת באיור 2 אך יש להשיג זאת במקביל. בדרך כלל, בלוטים מערביים נגד β-actin משמשים למטרה זו, אך כתם חלבון מוחלט (כגון פוננסו S) יספיק. הבדיקה העיקרית עבור שטף המוזרם האוטומטי בכל נקודת זמן נתון הוא ההבדל בכמות הסמנים הספציפיים מאקרואוטומטית...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול שלנו מתאר אמצעי מבחינה טכנית פשוטה למדידת מקצבים ביולוגיים במחזור החלבונים בעכברים באמצעות ציוד מולקולרי זמין נפוץ בביולוגיה. בגלל המשך הניסויים בסדרת הזמן ומספר הדגימות הביולוגי המעורבות, חשוב להיות עקבי לאורך כל הניסוי בנוגע לאופן הזרקת העכברים, התזמון של רכישת רקמות והעיבוד הביוכימי של דגימות. הזריקה, המתת החסד ושלבי הפריקה הצווארי עשויים לדרוש תרגול מפעיל לפני התחלת ניסוי בקנה מידה מלא. זה הטוב ביותר עבור מפעיל יחיד כדי לבצע את כל הניתוח הרקמה מאז אנשים שונים לנתח במהירויות שונות, אבל אם זה בלתי אפשרי זה עש...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
. למחברים אין מה לגלות
עבודה זו ממומנת על ידי RO1HL135846 ומענק מכון לפיתוח ילדים (PD-II-2016-529).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 4x SDS PAGE מאגר מדגם | Invitrogen | Cat# NP0008 | |
| Bortezomib | EMD Millipore | Cat# 5.04314.0001; CAS: 179324-69-7 | |
| Image Studio | LICOR | N / A | |
| Immobilon-FL PVDF ממברנה 0.45 מיקרון | Merck Millipore Ltd | Cat# IPFL00010 | |
| K48-linkage ספציפי פוליוביקוויטין (D9D5) | טכנולוגיית איתות תאי | Cat#8081S; RRID:AB_10859893 | |
| LC3a | בוסטון ביוכימיה | Cat# UL-430 | |
| LC3b נוגדן | נובוס | Cat#NB100-2220; RRID:AB_10003146 | |
| LC3b נוגדנים | איתות תאים | Cat#2775; RRID:AB_915950 | |
| לופפטין | סיגמא חתול# | L2884; CAS: 103476-89-7 | |
| NuPAGE 4-12% Bis-Tris Midi ג'ל חלבון | Thermo Fisher Scientific | Cat# WG1403BOX | |
| NuPAGE LDS מאגר דגימה (4x) | Thermo Fisher Scientific | Cat# NP0007 | |
| P62-his | Novus | Cat# NBP1-44490 | |
| Precision Plus Protein All Blue Prestained Protein Standards | Bio-Rad | Cat# 1610373 | |
| ארנב אנטי-p62/SQSTM1 | Millipore-Sigma | Cat#P0067; RRID:AB_1841064 | |
| rhPoly-Ub WT (2-7) (K48) | Boston Biochem | Cat# UC-230 | |
| SDS-PAGE ג'לים בגודל Midi | Invitrogen | Cat# WG1403 | |
| SIGMAFAST טבליות מעכב פרוטאז | Millipore-Sigma | Cat# S8830 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.