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Articolo metodologico

In Vitro Polimerizzazione di F-actina su Early Endosomes

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DOI:

10.3791/55829

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28 agosto 2017

In questo articolo

Sommario

Funzioni di endosoma precoce dipendono dalla polimerizzazione di F-actina. Qui, descriviamo un saggio basato su microscopia in vitro che ricostituisce la nucleazione e la polimerizzazione di F-actina sulle prime membrane endosomal in provette, rendendo questa serie complessa di reazioni suscettibili di biochimica e genetica manipolazioni.

Abstract

Molte funzioni di endosoma precoce, particolarmente carico proteico ordinamento e membrana deformazione, dipendono dalla patch di brevi filamenti di F-actina nucleate sulla membrana endosomal. Abbiamo stabilito un dosaggio basato su microscopia in vitro che ricostituisce la nucleazione e la polimerizzazione di F-actina sulle prime membrane endosomal in provette, rendendo questa serie complessa di reazioni suscettibili di genetica e biochimica manipolazioni. Endosomal frazioni vengono preparate dal galleggiamento in pendenze del saccarosio dalle cellule che esprimono la precoce endosomal proteina GFP-RAB5. Citosoliche frazioni sono preparate da batch distinti delle cellule. Endosomal sia citosoliche frazioni possono essere congelate in azoto liquido, se necessario. Nell'analisi, la endosomal e frazioni citosoliche sono mescolate, e la miscela viene incubata a 37 ° C in condizioni appropriate (ad esempio, forza ionica, riducendo l'ambiente). Al momento desiderato, la miscela di reazione è stato risolto, e la F-actina si rivela con falloidina. Polimerizzazione e nucleazione di actina vengono poi analizzati da microscopia di fluorescenza. Qui, segnaliamo che questa analisi può essere usata per studiare il ruolo di fattori che sono coinvolti sia nella nucleazione di actina sulla membrana, o nel successivo allungamento, ramificazione o reticolazione dei filamenti di F-actina.

Introduzione

Nelle cellule eucariotiche superiori, proteine e lipidi sono interiorizzati in early endosomes dove si verifica l'ordinamento. Alcune proteine e lipidi, che sono destinati ad essere riutilizzati, sono incorporati in tubolare regioni della early endosomes e poi trasportati alla membrana plasmatica o trans-Golgi network (TGN)1,2. Al contrario, altre proteine e lipidi in modo selettivo sono confezionati in regioni della early endosomes che presentano un aspetto multivesicular. Espandere queste regioni e, al momento di distacco dai primi endosomal membrane, finalmente maturo in vescicole di vettore libero endosoma....

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Protocollo

1. soluzioni e preparazioni

Nota: tutti i buffer e soluzioni devono essere preparati in bidistillata (dd) H 2 O. Poiché lo stato di idratazione di saccarosio varia, la concentrazione finale di tutte le soluzioni di saccarosio deve essere determinata utilizzando un rifrattometro.

Soluzione tampone fosfato e
  1. preparare senza cationi bivalenti (PBS-): 137 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 1,5 mM KH 2 PO 4 e 6,5 mM Na 2 HPO 4. Regolare il pH a 7.4. Sterilizzare in autoclave (1 ciclo a 121 ° C per 15 min) e conservare a temperatura ambiente.
  2. Preparare la soluzione di riserva di imida....

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Risultati

Per approfondire la formazione di patch di F-actina sulle membrane endosoma precoce, abbiamo seguito il protocollo descritto nella Figura 2. Brevemente, le cellule sono state trasfettate con GFP-RAB5 e quindi gli endosomi precoce sono stati preparati da frazionamento subcellulare. Questi purificato endosomi precoce sono stati incubati con citosol al fine di fornire l'actina stessa, nonché altri fattori probabilmente coinvolti nella reazione. Alla fine del per.......

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Discussione

Actina svolge un ruolo cruciale nell'endosoma membrana dinamica4,14. Precedentemente abbiamo segnalato che la polimerizzazione e actina nucleazione verificarsi su early endosomes, formando piccole patch di F-actina o reti. Queste reti di F-actina sono assolutamente necessari per il trasporto di membrana oltre early endosomes lungo la via di degradazione. Interferire in ogni fase di questo processo di nucleazione e polimerizzazione previene endosoma maturazione e .......

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Dichiarazioni

Gli autori dichiarano di non avere nessun concorrenti interessi finanziari.

Ringraziamenti

Supporto è stato ricevuto da Swiss National Science Foundation; il programma svizzero Sinergia; il polacco-Swiss ricerca programma (PSPB-094/2010); il PRN in biologia chimica; e LipidX dall'iniziativa Svizzera SystemsX.ch, valutati da Swiss National Science Foundation (di J. G.). O. M. è stato sostenuto da una borsa di studio a lungo termine dell'EMBO (ALTF-516-2012).

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
NaClSigma-Aldrich71380
KClAcros Organics196770010
KH2PO4AppliChemA1042
Na2HPO4Acros Organics424370025
HepesAppliChemA3724
Magnesiun acetato tetraidratoFluka63047
Ditiotreitolo (DTT)AppliChemA2948
ImidazoleSigma-Aldrich10125
NaOHFluka71690
SaccarosioMerck Millipore107687
LeupeptinRoche11017101001
PepstatinaRoche10253286001
AprotininaRoche10236624001
ParaformaldehidePolysciences. Inc380
Alexa Fluor 555 falloidinaSonde molecolariA34055
Actina rodaminaCitoscheletro. IncAPHR-A
Mowiol 4-88Sigma-Aldrich81381poli(alcool vinilico), Mw ~31 000
DABCOSigma-AldrichD-2522
Tris-HClAppliChemA1086
β-caseinaSigma-AldrichC6905
Filtro 0.22 μ mMillexSL6V033RS
Piastre rotonde da 10 cm per colture cellulariThermo Fisher Scientific150350
Pipetta Pasteur in plasticaAssistent569/3 40569003
Provetta in polipropilene da 15 mlTPP91015
Ago ipodermico 22G Nero 30mmBD Microlance300900
Siringhe Luer-slip sterili da 1 ml senza agoBD Plastipak300013
Micro vetriniAssistent2406
vetrino coprioggetti in vetro 18 x 18 mm ProvvistaAssistent1000/1818
SW60ColtroBeckman 344062
Provetta da centrifuga TLS-55Coltro Beckman343778
200-μ L punta giallaStarlabS1111-0706
1.000-μ L Punta graduata bluStarlabS1111-6801
Provetta da 1,5 mlAxygenMCT-175-C 311-04-051
Vetrino coprioggetti rotondo da 18 mm di diametroAssistent1001/18
Piatto rotondo da 35 mm di diametro con fondo in vetro da 20 mm (0,16 - 0,19 mm)Rifrattometro in vitro ScientificD35-20-1,5-N
Carl Zeiss79729
Pulitore al plasmaHarrick PlasmaPDC-32G
Sorvall WX80 UltracentrifugaThermo Fisher Scientific46900
Ultracentrifuga da tavoloColtro BeckmanTL-100
SW60 rotoreColtro Beckman335649
rotore TLS-55Coltro Beckman346936
Microscopia confocaleCarl ZeissLSM-780
Fugene HD reagente di trasfezionePromegaE2311
Reagente per il dosaggio delle proteine ABio-Rad500-0113
Reagente per il dosaggio delle proteine BBio-Rad500-0114
Reagente per il dosaggio delle proteine SBio-Rad500-0115
Raschietto cellularefatto in casaPezzo di gomma siliconica di circa 2 cm, tagliato ad angolo molto acuto e fissato ad una barra metallica o tenuto con una pinza
RifrattometroCarl Zeiss
Minimum Essential Medium Eagle (MEM)Sigma-AldrichM0643
FCSThermo Fisher Scientific10270-106
MEM Aminoacidi Non Essenziali (NEAA)Thermo Fisher Scientific11140-035
L-GlutamminaThermo Fisher Scientific25030-024
Penicillina-StreptomicinaThermo Fisher Scientific15140-122
Misuratore di pH 691Metrohm
ImageJ softwareNIH, Bethesda MD
da centrifuga

Riferimenti

  1. Huotari, J., Helenius, A. Endosome maturation. EMBO J. 30 (17), 3481-3500 (2011).
  2. Scott, C. C., Vacca, F., Gruenberg, J. Endosome Maturation, Transport and Functions. Semin. Cell Dev Biol. 31, 2-10 (2014).
  3. Puthenveedu, M. A., et al.

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Ristampe e permessi

Tag

Polimerizzazione della F-actinasaggio in vitromicroscopia a fluorescenzagradiente di saccarosiofrazione citosolicafrazione endosomialenucleazione dell'actinacolorazione con falloidinamicroscopia confocale