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Quantificazione della polarità e della dinamica di un componente del sistema di secrezione nella Legionella pneumophila

October 30th, 2025

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Abstract

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Fonte: Chetrit, D., et al. Applicazione dell'imaging di cellule vive e della tomografia crioelettronica per risolvere le caratteristiche spaziotemporali del sistema di secrezione Legionella pneumophila Dot/ICM. J. Vis. Exp. (2020)

Questo video dimostra l'uso dell'imaging a fluorescenza su cellule vive per quantificare la polarità e la dinamica dei componenti del sistema di secrezione nella Legionella pneumophila, consentendo l'analisi del reclutamento spaziale e della ridistribuzione citosolica fondamentali per comprendere la patogenesi batterica

Protocol

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1. Quantificazione della localizzazione polare e dinamica delle componenti Dot/ICM

NOTA: I passaggi seguenti sono progettati per immagini con 0,129 μm per pixel acquisite con binning 2 x 2.

  1. Quantificazione della polarità per le proteine di fusione sfGFP (superfolder green fluorescent protein) (Figura 1)
    1. Regola il contrasto dell'immagine in modo che i batteri siano chiaramente visibili. Utilizzare lo strumento regione per posizionare un rettangolo di 0,25 x 1,3 μm2 che inizia dal polo e si estende nel citoplasma. Il rettangolo deve rimanere esattamente all'interno dei bordi batterici.
    2. Contrassegna almeno 200 batteri e usa il pulsante Regione da mascherare per creare maschere per le regioni di interesse. In Statistiche maschera e Ambito maschera, scegliere Oggetto. Quindi, in Caratteristiche e intensità, contrassegnare Intensità media e varianza.
    3. Esporta i dati e calcola i punteggi di polarità di ciascun batterio come rapporto tra la varianza e l'intensità media.
    4. Per le applicazioni ad alta produttività, utilizzare un obiettivo di fase e una configurazione del condensatore appropriata per acquisire immagini con i canali di fase e 488 nm. Assicurati di scegliere campi visivi in cui i batteri sono completamente separati.
    5. Regolare il contrasto del canale di fase dell'immagine a un livello in cui i batteri siano chiaramente visibili. Apri l'immagine a doppio canale, avvia la finestra Crea maschera segmento e cambia il canale in fase.
    6. Regolare una soglia appropriata e rimuovere gli oggetti di piccole dimensioni con il pulsante Definisci oggetti . In Migliora maschera, scegliete Rimuovi oggetti bordi e successivamente separate le maschere di batteri adiacenti l'una all'altra.
    7. Calcolare i punteggi di polarità del segnale nel canale 488 per ciascuna cella come descritto in precedenza nei passaggi 1.1.2-1.1.3.
  2. Quantificazione della dinamica per le proteine di fusione sfGFP (Figura 2)
    NOTA: La dinamica è definita come variazioni di intensità nel tempo e le fasi successive sono progettate per brevi periodi di imaging (cioè diversi minuti). Aggiungere al tampone gli integratori appropriati se si desiderano periodi di imaging più lunghi.
    1. Nella finestra Acquisizione immagine , selezionare Timelapse, immettere il tempo degli intervalli nella casella dell'intervallo e immettere 2 nella casella # di punti temporali . Acquisire due immagini successive di Legionella pneumophila che esprimono la proteina fluorescente di interesse.
    2. Regola il contrasto dell'immagine fino a quando le celle non sono chiaramente visibili. Seguire la Figura 2A e le descrizioni seguenti per posizionare tre diverse maschere. Usa lo strumento regione per posizionare un quadrato di 0,25 x 0,25 μm al centro di almeno 400 celle.
    3. Utilizzare il pulsante Regione da mascherare per creare una maschera (maschera 1) dei quadrati di interesse. Crea una nuova maschera vuota (maschera 2) e usa lo strumento pixel o lo strumento poligono per contrassegnare l'intera area della cella di almeno 25 celle casuali, che verranno utilizzate per calcolare lo sbiancamento della fluorescenza. Crea una nuova maschera vuota (maschera 3) e usa lo strumento pennello grande per contrassegnare le aree tra le celle, che verranno utilizzate per la sottrazione dello sfondo.
    4. In Statistiche maschera e Ambito maschera, scegliere Oggetto per maschera 1 e maschera 2. Quindi, in Caratteristiche e intensità, scegliere Intensità media ed esportare i dati delle due maschere. Per la maschera 3, esportare l'intensità media dell'intera maschera.
    5. Calcola la variazione dell'intensità della fluorescenza per ogni oggetto nella maschera 1 utilizzando le seguenti formule:

figure-protocol-1

figure-protocol-2

Dove la maschera 1 è un quadrato di 0,25 μm × 0,25 μm posto al centro della cella, la maschera 2 copre l'intera cella, la maschera 3 è lo sfondo tra le celle, t1 è l'intensità media nel primo punto temporale e t2 è l'intensità media nel secondo punto temporale.

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Results

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$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
figure-results-1

Figura 1: Quantificazione della localizzazione polare delle subunità del sistema Dot/ICM. (A) La visualizzazione in tempo reale di DotB-sfGFP espresso in Lp01 ha mostrato la localizzazione polare. DotB-sfGFP ha mostra...

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Obiettivo Plan Apo 100x (1,4 NA)Nikon  
Telecamera digitale monocromatica CoolSNAP EZ 20 MHzFotometria  
Vetrini coprimicroscopio 22x22 mmFisher Scientifico12-542B 
Vetrini coprimicroscopio 24x50 mmFisher Scientifico12-545K 
Vetrini per microscopio 25x75x1 mmGlobo scientifico1380 
SlideBook 6.0Innovazioni di imaging intelligente  
Motore leggero Spectra XLumencor  

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Legionella pneumophilaFluorescence ImagingPolarity QuantificationDynamic MeasurementsLive Cell ImagingCytosolic RedistributionFluorescence GradientsTime lapse ImagingMask StatisticsRegion Analysis

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