Method Article

Luce Correlativo e Microscopia Elettronica (CLEM) come strumento per visualizzare molecole microiniezione e dei loro sub-cellulari eucariotiche Obiettivi

DOI:

10.3791/3650

May 4th, 2012

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La tecnica CLEM è stato adattato per analizzare morfologia ultrastrutturale delle membrane, organelli e strutture subcellulari affetti da molecole microiniezione. Questo metodo combina le potenti tecniche di micromanipolazione / microiniezione, microscopia confocale a fluorescenza, e la microscopia elettronica per consentire millimetro a multi-risoluzione nanometrica. Questa tecnica è suscettibile di una vasta gamma di applicazioni.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La cellula eucariotica si basa su complessi, altamente regolamentato, e compartimenti di membrana funzionalmente distinti associati, che conservano una polarità biochimica necessaria per una corretta funzione cellulare. Capire come gli enzimi, proteine, e componenti del citoscheletro governare e mantenere questa separazione biochimica è quindi di fondamentale importanza. L'utilizzo di molecole fluorescenti tag di localizzare e / o turbano compartimenti subcellulari ha prodotto un patrimonio di conoscenze e avanzato la nostra comprensione della regolazione cellulare. Tecniche di imaging come la microscopia confocale a fluorescenza e rendere esaminano la posizione di una molecola fluorescente etichettato piccola relativamente semplice, tuttavia la risoluzione di strutture molto piccole è limitato 1.

D'altra parte, microscopia elettronica ha rivelato i dettagli di morfologia subcellulare ad altissima risoluzione, ma la sua natura statica rende difficile misurare pro altamente dinamicoprocessi con precisione 2,3. Pertanto, la combinazione di microscopio ottico con il microscopio elettronico dello stesso campione, chiamato Luce correlativa e Microscopia Elettronica (CLEM) 4,5, offre il duplice vantaggio di imaging fluorescente con ultraveloce ad alta risoluzione della microscopia elettronica 6. Questa potente tecnica è stata implementata per studiare molti aspetti della biologia cellulare 5,7. Fin dalla sua nascita, questa procedura ha aumentato la nostra capacità di distinguere architetture subcellulari e morfologie ad alta risoluzione.

Qui, presentiamo un metodo semplificato per eseguire microiniezione rapida seguita da CLEM (Fig. 1). La procedura CLEM microiniezione può essere utilizzato per introdurre quantità specifiche di piccole molecole e / o proteine ​​direttamente nel citoplasma delle cellule eucariotiche e studiare gli effetti di millimetro a multi-nanometri risoluzione (Fig. 2). La tecnica si basa sul microinjectingcellule coltivate su vetrini con laser a griglia applicata sul fondo dei piatti cellule vive e immagini sia con la microscopia confocale a fluorescenza ed elettronica. Localizzazione della cella (s) di interesse è facilitata dalla griglia, che viene facilmente trasferita, insieme con le cellule di interesse, alla resina Epon utilizzato per l'immobilizzazione di campioni e sezionamento prima analisi microscopia elettronica (Fig. 3). Sovrapposizione di immagini fluorescenti e EM permette all'utente di determinare la localizzazione subcellulare nonché eventuali cambiamenti morfologici e / o ultrastrutturali indotte dalla molecola microiniezione di interesse (Fig. 4). Questa tecnica è suscettibile di punti di tempo variabili da ≤ 5 s fino a diverse ore, a seconda della natura del campione microiniezione.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Colture Cellulari mammiferi

  1. Rene di ratto normale (NRK), immortalata tumore della cervice uterina (HeLa), o di altre linee cellulari di mammiferi appropriate sono coltivate a 37 ° C, 5% di CO 2, su vetrini fotoincisioni gridded apposti a vivere piatti cellulari (vedi Tabella 1 per ogni reagente o apparecchiatura utilizzata in questo protocollo) in DMEM + 10% FBS e 1% Pen / Strep. Devono essere prese precauzioni per mantenere un ambiente sterile quando si lavora con una coltura di cellule di mammifero.
  2. A seconda del tempo sperimentale-line (0-5 ore vs 1-2 giorni dopo iniezione) la confluenza di cellule dovre....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Il metodo qui presentato permette la fornitura diretta di proteine ​​purificate, acidi nucleici, o piccole molecole nel citoplasma eucariotico e offre ultra analisi ad alta risoluzione attraverso la correlazione di microscopia a fluorescenza ed elettronica. L'uso di questo metodo è semplice ma robusto e possono essere eseguite in-house con molti servizi di base esistenti e / o opportunamente attrezzati laboratori di microscopia elettronica. La tecnica è anche soggetto a live-cella, permettendo all'utente di moni.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nessun conflitto di interesse sono dichiarati.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ringraziamo i membri del laboratorio Alto per le discussioni utili. Ringraziamo anche lo strumento per imaging molecolare e cellulare del Southwestern Medical Center, in particolare il dottor Chris Gilpin, Tom Januszewski, e Laurie Mueller per la competenza tecnica e consulenza. Ringraziamo anche il Dott. Xionan Dong per la lettura critica del manoscritto. Questo lavoro è sostenuto da NIH sovvenzione AI083359 a NMA

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Nome del reagente Azienda Numero di catalogo Commenti
Coverslip Fotoincisioni e Live-cell piastra MatTek P35G-2-14-CGRD
Texas Red Invitrogen D3329
Cascade Blu Invitrogen D7132
Rhodamine Labeling Kit Thermo Scientific 53002
0,22 unità di micron di filtrazione centrifuga Millipore UFC30GV00
Pipette in vetro borosilicato Sutter Instruments BF100-50-10
Micropipetta Puller Sutter Instruments Modello P-97 Utilizzare il programma # 4 dopo aver eseguito test di rampa
FemtoJet Microiniezione sistema Eppendorf InjectMan NI2
Coverslip rimozione dei liquidi MatTek PDCF OS 30
Technai Transmission Electron Microscope FEI Technai G2 BioTWIN
Ultramicrotombe Leica EM UC6

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Schmolze, D. B., Standley, C., Fogarty, K. E., Fischer, A. H. Advances in microscopy techniques. Arch. Pathol. Lab Med. 135, 255-263 (2011).
  2. Giepmans, B. N. Bridging fluorescence microscopy and electron microscopy. Histochem. Cell Biol. 130, 211-217 (2008).
  3. Mayhew, T. M.,....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Correlative Light Electron MicroscopyMicroinjection ProcedureFluorescent MicroscopyElectron MicroscopyGridded Glass CoverslipConfocal ImagingEpon Resin ProcessingImage Overlay AlignmentSubcellular LocalizationMorphological Changes

Related Articles