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Il protocollo qui descritto può essere usato per studiare il comportamento di una particolare proteina di interesse in risposta allo stress indotto da calore. Aumento della temperatura a 30 ° C è stato segnalato per innescare la risposta allo stress termico e in queste condizioni la vitalità di D. discoideum è marcatamente ridotta.
modifiche
Il protocollo può essere modificato per confrontare il comportamento delle varie proteine nelle stesse condizioni di stress. Per questo, le cellule che esprimono proteine diverse con lo stesso tag fluorescenti vengono trasferiti in piatti multi-e, come quattro piatti da camera (sezione 1.3.1). Il protocollo può essere applicato anche su cellule co-esprimono proteine con differenti marcatori, come GFP o RFP. Questo può essere ad esempio utilizzato per monitorare il comportamento delle varie componenti del sistema di controllo qualità delle proteine (PQC). Le cellule che esprimono marcatore aggregazione GFP-tagged e diversi componenti PCQ RFP-tag possono essere osservate con multi-pozzobombati per l'imaging. Questo garantisce le stesse condizioni di stress (velocità di aumento della temperatura / diminuzione, la durata della temperatura incremento / decremento) e permette studi comparativi.
Inoltre, il protocollo può essere usato per studiare l'influenza del sistema PQC sulla risposta allo stress termico. L'attività dei componenti può essere modulata cambiando livelli di espressione utilizzando strumenti genetici come knock-out o sovraespressione o utilizzando disponibili in commercio inibitori specifici 6. Il proteasoma può essere inibita aggiungendo MG132 (100 mM) o lactacistina (10 pM) per mezzo di crescita. Il chaperone Hsp90 può essere inibita mediante geldanamycin (6 micron) o radicicol (10 micron). Il chaperone Hsp70 può essere inibita con VER-155088, anche se non siamo riusciti a confermare l'efficacia di inibizione nelle nostre impostazioni sperimentali finora. Inibitori dovrebbero essere aggiunti un giorno prima di imaging e le cellule sono incubate per 14 ore.
Criti CAL passaggi all'interno del protocollo
Il passaggio critico per la valutazione della perturbazione indotta dal calore è lo stato delle cellule prima dell'esperimento di imaging. Studi in lievito hanno mostrato che le cellule acquisiscono la resistenza ad una varietà di stress ambientali durante la fase stazionaria 13. Abbiamo anche osservato risposta minimo per applicare lo stress da calore se D. cellule discoideum avevano raggiunto fase stazionaria prima di imaging. Pertanto, mantenendo un numero costante di cella <5 x 10 5 cellule / ml è critica.
Inoltre, il numero di cellule elevate possono indurre la transizione dal ciclo vegetativo di D. discoideum al ciclo di sviluppo, innescando così percorsi da fame, che potrebbero portare ad una diversa risposta allo stress da calore. Se il numero di cellule alti sono raggiunti in fase di recupero dopo lo stress da calore, lo streaming e le cellule aggregazione possono interferire con l'analisi dei dati come le cellule si muovono fuori fuoco (vedi Figura 4).
contenuto "> limitazione della tecnica
La perdita di messa a fuoco è il collo di bottiglia del protocollo. Durante variazioni di temperatura, il piano focale può spostare drasticamente, che richiede rifocalizzazione manuale in un periodo di tempo immediatamente dopo la modifica della temperatura. Il salto nel fuoco può essere a volte troppo estremo da superare con autofocus software, soprattutto se il tempo tra i punti di tempo è alta. Tuttavia, se il microscopio utilizzato è dotato di un autofocus hardware, questa strozzatura può essere aggirato.
Importanza della tecnica con rispetto a metodi esistenti
In confronto con configurazioni esistenti, come l'uso di camere climatizzate, scatole di incubazione a temperatura controllata che coprono gli obiettivi ei fase fasi microscopio o temperatura controllata e collari oggettive, l'uso di una camera di raffreddamento fornisce un controllo più preciso del ambiente temperatura. Il Peltier-elemento nella camera di raffreddamento può mantenere una tem costante ed uniformetemperatura in tutto l'apparato sperimentale. In configurazioni classiche, le differenze di temperatura locali potrebbero portare a risultati di osservazione diversi. Inoltre, può rispondere rapidamente e rapidamente ai cambiamenti indotti nella temperatura, mentre configurazioni classici adattano molto lentamente alle variazioni di temperatura indotte, in particolare l'abbassamento della temperatura. Il Peltier-elemento nella camera di raffreddamento può anche coprire una gamma più ampia di temperatura (15-40 ° C) rispetto configurazioni classici, con le temperature che raggiungono come 15 ° C o 40 ° C è molto difficile.
Dictyostelium discoideum è particolarmente sensibile alla foto-tossicità. Precedenti studi utilizzati ascorbato come spazzino per ridurre la foto-tossicità. Tuttavia, i periodi di imaging lunghi richiedono integrazione aggiuntiva. Inoltre, l'uso di ascorbato è limitata a studi in cui il meccanismo di interesse non è influenzato dal supplemento antiossidante. Si propone che l'imaging temperatura controllata può essere utilizzata come alternativa ca.oach per minimizzare fototossicità e potrebbe essere combinata con l'aggiunta di ascorbato di diminuire ulteriormente la tossicità.
effetti fototossiche possono essere minimizzati fornendo una temperatura costante ed uniforme di 23 ° C utilizzando una camera di raffreddamento. Le cellule ripreso con controllo della temperatura mostrano meno segni di foto-tossicità, quali l'arrotondamento delle cellule, per un periodo di tempo più lungo. Questo permette anche di imaging con intensità elevate, intervalli di tempo più o più campi di vista (FOV).
Applicazione generale
Stress termico a temperature superiori ha dimostrato di innescare calore diversa risposta allo stress 14. Pertanto, aumentando la temperatura a 34 ° C o 37 ° C potrebbe indurre una risposta differente. Oltre allo stress temperatura applicata, la durata di una particolare situazione di stress può essere modificato per studiare la risposta immediata o adattamento a lungo termine per stress termico.
In generale, il protocollo descritto può essereesteso a una vasta gamma di applicazioni. Poiché il controllo preciso della temperatura riduce considerevolmente effetti foto-tossico, il protocollo può essere utilizzato in ambienti che richiedono elevati tempi di esposizione e / o elevate intensità di luce di eccitazione, per esempio, per la visualizzazione di proteine con un livello di espressione basso, o in combinazione con brevi intervalli di tempo tra le immagini, ad esempio, durante il time-lapse imaging. Può anche essere vantaggioso per immagini di oggetti che coprono tutta la cella, ad esempio, microtubuli, come queste impostazioni richiedono un elevato numero di z-sezioni ottiche.