Articolo metodologico

Visualizzazione di miniSOG Tagged proteine ​​di riparazione del DNA, in combinazione con Electron spettroscopica Imaging (ESI)

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DOI:

10.3791/52893

24 settembre 2015

In questo articolo

Sommario

L'imaging spettroscopico elettronico può visualizzare e distinguere l'acido nucleico dalle proteine con una risoluzione nanometrica. Può essere combinato con il sistema miniSOG, che è in grado di marcare in modo specifico le proteine marcate in campioni di microscopia elettronica a trasmissione. Illustriamo l'uso di queste tecnologie utilizzando come esempio i fuochi di riparazione della rottura a doppio filamento.

Abstract

I limiti della risoluzione ottica e la sfida di identificare popolazioni di proteine ​​specifiche in microscopia elettronica a trasmissione sono stati gli ostacoli in biologia cellulare. Molti fenomeni non possono essere spiegati mediante analisi in vitro in sistemi semplificati e necessitano di ulteriori informazioni strutturali in situ, in particolare nel campo tra 1 nm e 0,1 micron, per essere pienamente compreso. Qui, electron spettroscopica di imaging, una tecnica di microscopia elettronica di trasmissione che permette la mappatura simultanea della distribuzione delle proteine ​​e acidi nucleici, e un tag espressione, miniSOG, vengono combinati per studiare la struttura e l'organizzazione di DNA a doppio filamento break riparazione foci.

Introduzione

Nonostante i progressi significativi nella microscopia ottica negli ultimi anni 1, cell-biologi soffrono ancora di una lacuna nella risoluzione. Questo limita comprensione delle relazioni struttura-funzione nei processi cellulari fondamentali che coinvolgono l'interazione coordinata tra complessi macromolecolari (ad esempio, nel rimodellamento della cromatina, la riparazione del DNA, RNA trascrizione e replicazione del DNA). Sebbene microscopi elettronici a trasmissione (TEM) s fornire la risoluzione richiesta, è stato difficile da definire questi processi strutturalmente a causa della incapacità di etichettare specifiche proteine ​​pur essend....

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Protocollo

1. Generazione di linee cellulari miniSOG

  1. Grow U2OS (osteosarcoma umano) cellule in un piatto da 35 mm contenente 2 ml di glucosio basso modificata mezzo di Eagle Dulbecco (DMEM) che è integrato con 10% di siero fetale bovino (FBS) a 37 ° C in un incubatore umidificato con 5% di CO 2 atmosfera.
  2. Trasfezione le cellule quando sono l'80% confluenti da lipofezione con qualità trasfezione purificato (A269 / 280 rapporto 1,8-2,0) costrutti plasmidici contenenti le sequenze per miniSOG e mCherry contrassegnati proteine ​​di riparazione secondo il protocollo del produttore del reagente trasfezione 19. I plasmidi di espressione m....

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Risultati

ESI

Confrontando le immagini ESI del nucleo (figura 1) con le immagini TEM convenzionali (ad esempio, la Figura 7-1) rivela un drammatico aumento strutture anatomiche che possono essere facilmente distinguibili. Le creste cromatina appaiono in giallo ed è abbastanza facile identificare le chromocenters in cellule di topo. Nucleoli può essere facilmente distinta dalla cromatina dalla loro struttura rotonda e colore diverso, dal momen.......

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Discussione

ESI può servire come un ottimo strumento per l'esame diversi stati di cromatina e ribonucleoproteine ​​nel nucleo, perché è in grado di mappare in particolare le aree che sono ricchi di fosforo. Essa aumenta profondamente la quantità di dettagli che può essere ottenuta con un microscopio elettronico e non dipende opposti metodi non specifici. Uno svantaggio di ESI è che richiede sezioni sottili di TEM convenzionale alla stessa tensione di accelerazione. Questo può essere superato lavorando con sezioni seriali o con .......

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

Ringraziamo il Dr. Roger Tsien per averci fornito i costrutti miniSOG. Dr. Xuejun Sun per l'aiuto con il TEM. Lisa Lem e Peter Shipple del Cross Cancer Institute per la fornitura di ossigeno. Hilmar Strickfaden è titolare di una borsa di studio post-dottorato presso l'Alberta Cancer Foundation ed è stata sostenuta dalla Bayrische Forschungsallianz. Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni del Canadian Institutes of Health Research e dell'Alberta Cancer Foundation.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Piastre con fondo in vetro da 35 mmMatTekP35G-1.5-14-C
Piastre con fondo in vetro da 35 mmgrigliate MatTekP35G-2-14-CGRD Non realizzato per obiettivi ad immersione
LR Bianco: resina acrilicaemsdiasum14381
LR Bianco acceleratoreemsdiasum14385
3,3′-Diaminobenzidina tetracloridrato 10 mg compresseSigmaD5905
Slim Bar Grids 300 MeshSPI1161123
Tungsten-Point Lab Penemsdiasum41148
Tetrossido di osmioemsdiasum19100
Carbon Coater 208 carbonCressington
Ultra microtome Leica EM UC6Leica
Photoshop CS5Adobepotrebbe funzionare anche con le versioni precedenti
Digital Micrograph V.2.30Gatanpotrebbe funzionare anche con le versioni precedenti
Hoechst 33342SigmaH-1399
EffecteneQuiagen
MiniSOG-ConstructsTsien-Labtsienlab@yahoo.com
MDC1 miniSOG mCherry
53BP1 miniSOG mCherry
Rad52 miniSOG mCherry
cesio 137 sorgente di radiazioni "MARCO 1" ( J.L. Shepherd & Associato)
ImageJ/FiJiopen sourcehttp://fiji.sc/Fiji
2 ml Eppendorf tubiFisherbrand05-408-146
Coltello diamantato ultra 35°diatomee
ultratrimDiatomee
Cacodilato di sodio triidratoemsdiasum12300Attenzione Tossico!
Glutaraldeide EM Grado 8%emsdiasum16020Attenzione Tossico!
Sodio fosfato bibasicoemsdiasum21180
Sodio fosfato monobasicoemsdiasum21190
Paraformaldeideemsdiasum19202
Tetrossido di osmio 4% soluzioneemsdiasum19150
Micoscopio a fluorescenza invertita Axiovert 200MZeiss
AcidocloridricoFisherbrandA142-212
Soluzione di idrossido di sodio 10MFluka72068
OssigenoMedigas
3-Ammino-1,2,4-triazoloSigmaA8056
Cianuro di potassioSigma207810Attenzione Tossico!
Etanoloemsdiasum15058Attenzione Tossico!
Lama di rasoio Single Edge in acciaio al carbonioemsdiasum71960Attenzione Sharp!
DMEMSigmaD 5546
FBSLife Technologies16000-044
G418Life Technologies11811-023
DMSOSigmaD2650
Microscopio elettronico a trasmissione 200 kVJEOL2100
GIF Tridiem 863 Filtro energeticoGatan
Coltello da taglio per

Riferimenti

  1. Schermelleh, L., Heintzmann, R., Leonhardt, H. A guide to super-resolution fluorescence microscopy. The Journal of Cell Biology. 190, 165-175 (2010).
  2. Bazett-Jones, D. P., Hendzel, M. J., Kruhlak, M. J. Stoichiometric analysis of protein....

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tag miniSOGmicroscopia elettronica a trasmissionemicroscopia a fluorescenzamicroirradiazione lasermappatura del fosforomappatura dell azotoultrastruttura della cromatinarottura del doppio filamento di DNA

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