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DOI:

10.3791/54173

8 agosto 2016

In questo articolo

Sommario

I meccanismi di ridimensionamento cellulare e intracellulare rimangono sfuggenti. L'uso di estratti di embrioni di Xenopus è diventato sempre più comune per chiarire i meccanismi di regolazione delle dimensioni degli organelli. Questo metodo descrive la preparazione dell'estratto embrionale e un nuovo saggio di scala nucleare attraverso il quale è possibile identificare i meccanismi di regolazione delle dimensioni nucleari.

Abstract

Una questione fondamentale nella biologia delle cellule è come dimensioni delle celle e organelli sono regolati. È stato riconosciuto che la dimensione del nucleo generalmente diminuisce con la dimensione della cella, in particolare durante l'embriogenesi quando si verificano drammatiche riduzioni sia cella e dimensioni nucleari. Meccanismi di regolazione dimensione nucleare sono in gran parte sconosciuti e possono essere rilevanti per il cancro in cui le dimensioni nucleare alterato è un parametro diagnostico e prognostico chiave. In vivo approcci per identificare i regolatori di dimensioni nucleari sono complicate dalla natura essenziale e complessa della funzione nucleare. L'approccio in vitro descritto qui per studiare il controllo dimensione nucleare sfrutta le normali riduzioni di dimensioni nucleare che si verificano durante lo sviluppo laevis Xenopus. Innanzitutto, nuclei sono assemblati in X. laevis estratto uovo. Poi, questi nuclei sono isolati e risospese nel citoplasma da embrioni in fase avanzata. Dopo un 30 - periodo di incubazione di 90 minuti, la superficie nuclearediminuisce di 20 - 60%, fornendo un test utile per identificare i componenti citoplasmatici presenti negli embrioni fase avanzata che contribuiscono al ridimensionamento dimensione nucleare di sviluppo. Un importante vantaggio di questo approccio è la relativa facilità con cui gli estratti uova e embrioni possono essere manipolati biochimicamente, consentendo l'identificazione di nuove proteine ​​e attività che regolano dimensione nucleare. Come con qualsiasi approccio in vitro, convalida dei risultati in un sistema in vivo è importante, e microiniezione di X. embrioni laevis è particolarmente adatto per questi studi.

Introduzione

Le dimensioni di organelli cellulari tipicamente scala con la dimensione della cella, e questo è stato forse meglio documentati per la disincrostazione di dimensioni nucleare con dimensione delle celle 1-10. Questo è particolarmente vero durante l'embriogenesi e la differenziazione cellulare, quando drammatiche riduzioni sia cellulare e dimensione nucleare sono spesso osservate 11,12. Inoltre, la dimensione nucleare alterato è un parametro fondamentale nella diagnosi del cancro e la prognosi 13-17. I meccanismi che contribuiscono alla regolazione di formato nucleare sono in gran parte sconosciuti, in parte a causa della complessit....

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Protocollo

Tutte le procedure di Xenopus e gli studi sono stati condotti in conformità alla guida NRC per la cura e l'uso di animali da laboratorio 8 ° edizione. I protocolli sono stati approvati dalla University of Wyoming Istituzionale cura degli animali e del Comitato uso (Assurance # A-3216-01).

1. Preparazione di X. Estratto laevis Egg (adattato da 27,28)

  1. Prime X. femminile laevis rane un minimo di tre giorni e un massimo di due settimane prima della raccolta delle uova con una singola iniezione 100 UI di gravidanza gonadotropina del siero di cavalla (PMSG).
  2. Un giorno prima dell'esperi....

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Risultati

Assemblea dei nuclei a Egg estratto

I primi passi di questo protocollo sono da preparare X. laevis estratto di uovo (protocollo 1) e nuclei degli spermatozoi demembranated (protocollo 2). Questi reagenti vengono poi utilizzati per assemblare nuclei de novo (protocollo 3). La Figura 1 mostra alcuni dati rappresentativi. Aggiunta di calcio spinge dell'estratto dell'uovo.......

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Discussione

Qui viene presentato un nuovo metodo per studiare i meccanismi di regolazione delle dimensioni nucleari durante lo sviluppo di X. laevis . La progressione dello sviluppo è associata a cambiamenti drammatici nella fisiologia cellulare, nel metabolismo, nei tassi di divisione e nella migrazione, nonché ad alterazioni delle dimensioni delle cellule e delle strutture intracellulari. Questi vari processi sono complessi ed essenziali, quindi è difficile studiare solo uno di questi aspetti dello sviluppo in un cont.......

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

I membri dei laboratori Levy e Gatlin, così come i colleghi del Dipartimento di Biologia Molecolare, hanno offerto utili consigli e discussioni. Rebecca Heald ha fornito supporto nelle prime fasi di sviluppo di questo protocollo. Questo lavoro è stato sostenuto dal NIH/NIGMS (R15GM106318) e dall'American Cancer Society (RSG-15-035-01-DDC).

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Alexa Fluor 568 Sonda molecolare IgG anti-topo asinoA10037
ATP sale disodicoSigma AldrichA2383
benzocainaSigma AldrichE1501
siero bovino albuminaSigma AldrichA3059
CaCl2Sigma AldrichC3306
centrifugaBeckmanJ2-21M
Rotore per centrifugaBeckmanJS 13.1
chimostatinaSigma AldrichC7268
creatina fosfato disodicoCalbiochem2380
cicloesimideSigma AldrichC6255
citocalasina DSigma AldrichC8273
usa e getta salviette (kimwipes)Sigma AldrichZ188956
L-cisteinaSigma AldrichW326306
EGTASigma AldrichE4378
FormaldeideSigma AldrichF8775
Capsula di cristallizzazione in vetro (150 x 75 mm)VWR89090-662
GliceroloMacron5094-16
HEPESSigma AldrichH4034
Hoechst - bisBenzimide H 33342 tricloridratoSigma AldrichB2261
HCG - Gonadotropina corionica umana Prospechor-250-c
L15 MediaSigma AldrichL4386
leupeptinSigma AldrichL2884
LysolecithinSigma AldrichL1381
mAb414Abcamab24609
MgCl2EMDMX0045-2
MgSO4 Sigma AldrichM9397
MaltosioSigma AldrichM5885
NP40BDH56009
ParaformaldeideMicroscopia elettronica Scienze15710
Penicillina + StreptomicinaSigma AldrichPp0781
pepstatinaSigma AldrichP5318
TUBISigma AldrichP6757
Film plastico di paraffina (parafilm)Sigma AldrichP7793
KClSigma AldrichP9541
KH2PO4Mallinckrodt70100
KOHBaker5 3140
PMSG - Siero di cavalla incinta GonadotropinaProspecHor-272-A
NaClSigma AldrichS3014
NaHCO3FisherBP328
Na2HPO4EMDSX0720-1
NaOHEMDSX0590
PestelloThomas Scientific3411D56
Tubi di vetro a fondo tondo, 15 mlCorex8441
Anticorpo secondario (Alexa Fluor 568 asino anti-topo IgG)ThermoFisherA10037
saccarosioCalbiochem8550
termociclatoreBio-RadT100
UltracentrifugaBeckmanL8-80M
Rotore per ultracentrifugaBeckmanSW 50.1
Vectashield (mezzo di montaggio anti-sbiadimento)VectorH-1000

Riferimenti

  1. Conklin, E. Cell size and nuclear size. J. Exp. Embryol. 12, 1-98 (1912).
  2. Wilson, E. B. The Cell in Development and Heredity. , The Macmillan Company. 727-733 (1925).
  3. Levy, D. L., Heald, R.

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Estratti di XenopusSaggio di restringimento nuclearePreparazione dell estratto di uovoIsolamento dell estratto di embrioneManipolazione dell estratto citoplasmaticoProtocollo di assemblaggio nucleareFasi di centrifugazioneVisualizzazione al microscopioMicroiniezione dell embrione

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