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Articolo metodologico

Analisi di co-immunoprecipitazione utilizzando proteine endogene nucleari da cellule coltivate in condizioni di ipossia

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DOI:

10.3791/57836

2 agosto 2018

In questo articolo

Sommario

Qui descriviamo un protocollo di co-immunoprecipitazione per studiare le interazioni proteina-proteina tra proteine endogene nucleari in condizioni di ipossia. Questo metodo è adatto per la dimostrazione delle interazioni tra fattori di trascrizione e co-regolatori trascrizionali all'ipossia.

Abstract

Bassi livelli di ossigeno (ipossia) innescano una serie di risposte adattative con il Hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1) che agisce come un regolatore matrice complessa. HIF-1 è costituito da una subunità α ossigeno-regolato di heterodimeric (HIF-1 α) e costitutivamente espresso subunità β (HIF-1 β) noto anche come arilico dell'idrocarburo del recettore nucleare translocator (ARNT), regolazione di geni coinvolti in diversi processi tra cui l'angiogenesi , eritropoiesi e glicolisi. L'identificazione di proteine interagenti HIF-1 è la chiave per la comprensione dell'ipossia via di segnalazione. Oltre alla regolazione della stabilità di HIF-1 α, ipossia attiva inoltre la traslocazione nucleare di molti fattori di trascrizione tra cui HIF-1 α e ARNT. In particolare, la maggior parte dei metodi attualmente utilizzati per lo studio di tali interazioni proteina-proteina (PPIs) sono basata su sistemi dove i livelli della proteina sono aumentati artificialmente attraverso la sovraespressione della proteina. Sovraespressione di proteine spesso porta a risultati non-fisiologica derivanti dagli elementi spaziali e temporali. Qui descriviamo una co-immunoprecipitazione modificata a seguito del trattamento di ipossia utilizzando proteine nucleari endogene e come un proof of concept, per mostrare l'interazione tra HIF-1 α e ARNT di protocollo. In questo protocollo, le cellule ipossiche sono state raccolte in condizioni ipossiche e tampone di lavaggio di Dulbecco Phosphate-Buffered Saline (DPBS) era anche pre-equilibrato a condizioni di ipossia prima dell'uso per mitigare la degradazione della proteina o proteina complessa dissociazione durante la riossigenazione. Inoltre, le frazioni nucleari sono stati successivamente estratti per concentrare e stabilizzare le proteine nucleari endogene ed evitare possibili risultati spuri spesso visto durante la sovraespressione della proteina. Questo protocollo consente di dimostrare endogeni e nativi di interazioni tra fattori di trascrizione e co-regolatori trascrizionali in condizioni di ipossia.

Introduzione

L'ipossia si verifica quando viene fornito ossigeno insufficiente di cellule e tessuti del corpo. Esso svolge un ruolo critico in vari processi fisiologici e patologici, quali il differenziamento di cellule staminali, infiammazione e cancro1,2. Fattori inducibili dall'ipossia (HIFs) fungono da eterodimeri composto di una subunità α ossigeno-regolato e una subunità β costitutivamente espressa anche conosciuto come ARNT3. Tre isoforme della subunità HIF-α (HIF-1 α, HIF-2α e HIF-3 α) e tre subunità HIF-β (ARNT/HIF-1 β, ARNT2 e ARNT3) sono state identificate fino ad oggi. HIF-1 α e ARNT son....

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Protocollo

In questa sezione del protocollo, che utilizza 293A embrionali umane del rene (HEK293A) cella, s segue le linee guida del comitato etico di ricerca umana a Nanyang Technological University, Singapore.

1. induzione di ipossia in cellule di HEK293A

  1. Preparare quattro piatti di 10cm e semi di 3 – 5 x 106 HEK293A cellule per piatto in 10 mL Dulbecco per volta medium dell'Aquila (DMEM, glucosio di 4,5 g/L) supplementato con 10% siero bovino fetale (FBS), 2 mM L-Glutammina, 110 mg/L sodio piruvato, 100 U/mL di penicillina e 100 mg / mL di streptomicina. Coltura le cellule in un 37 ° C, 5% CO2 incubator.
    Nota: Cel....

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Risultati

Per valutare la risposta cellulare all'ipossia, l'espressione sono stati esaminati i livelli e localizzazione subcellulare delle componenti del trattamento seguente complesso di ipossia HIF-1. HEK293A cellule sono state coltivate in condizioni di ipossia per 4 h o tenuti a normoxia come controlli. Livelli della proteina HIF-1 α e ARNT sono stati esaminati in cellule intere o nucleare/citoplasmico estratti mediante western blot. Come previsti, totali livelli di HIF-1 α sono stati aumentati.......

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Discussione

Il complesso di HIF-1 è un regolatore dell'omeostasi dell'ossigeno cellulare e regola una pletora di geni coinvolti in diverse risposte adattative cellulari all'ipossia. Identificazione di nuove proteine interagenti di HIF-1 è importante per la comprensione della trasduzione del segnale ipossico. Esperimenti di co-immunoprecipitazione comunemente utilizzati per studi di PPIs per delineare vie di trasduzione del segnale cellulare. Tuttavia, la sovraespressione di proteina è ancora ampiamente usata e questo può portare ad .......

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Dichiarazioni

Gli autori non dichiarano conflitti di interesse.

Ringraziamenti

Ringraziamo Assoc. Prof. ssa Sin Tiong Ong per l'utilizzo della workstation ipossia. Questo lavoro è stato supportato dal testo seguente: Singapore Ministry of Education, MOE 1T1-02/04 e MOE2015-T2-2-087 (a Y.A.), Lee Kong Chian School of Medicine, Nanyang Technological University avviamento sovvenzione M4230003 (p.o.b.), il Consiglio svedese della ricerca, il Famiglia Erling Persson Foundation, la Fondazione di Novo Nordisk, l'af di Stichting Jochnick Foundation, l'associazione svedese di diabete, la compagnia di assicurazione di Scandia, la ricerca sul diabete e Wellness Foundation, Fondazione di ormeggio von Kantzow, il Programma di ricerca strategico nel diabete a....

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Materiale
1,0 M Tris-HCl tampone, pH 7,4 1st BASE1415
Proteina A/G Perle di SefarosioAbcamab193262
Proteina IgG naturale di topoAbcamab198772
EDTABio-Rad1610729
2x tampone campione LaemmliBio-Rad1610737
2-MercaptoetanoloBio-Rad1610710
Nitrocellulosa Membrana    Bio-Rad1620112
Blotting-Grade BlockerBio-Rad1706404Latte scremato in polvere per applicazioni di western blotting
10x Tris Buffered Saline (TBS)Bio-Rad1706435
10% Tween 20Bio-Rad1610781
10x Tris/Glycine/SDSBio-Rad1610732
10x Tris/Glycine Buffer Bio-Rad1610771
Precision Plus Protein Dual Color StandardsBio-Rad1610374
IgG anti-coniglio, segnalazione cellulare anticorpo legata a HRP7074
IgG anti-topo, anticorpo legato a HRP Segnalazione cellulare7076
Reagente ECL SignalFireSegnalazione cellulare6883
salina tamponata con fosfato di DulbeccoCorning21-030-CV
Fenilmetilsulfonilfluoruro (PMSF)Anticorpo beta Merck Millipore52332
ARNT/HIF-1Novus BiologicalsNB100-124 Concentrazione: 1,4 mg/mL
Anticorpo HIF-1 alfaNovus BiologicalsNB100-479Concentrazione: 1,0 mg/mL
YY1 AnticorpoNovus BiologicalsNBP1-46218Concentrazione: 0,2 mg/mL
Kit di proteine nucleari QproteomeQiagen37582Il tampone di lisi NL e il tampone di estrazione NX1 sono forniti nel kit
Anticorpo GAPDHSanta Cruzsc-47724Concentrazione: 0,2 mg/mL
Glicerolo (≥ 99%)SigmaG5516
Cloruro di potassioSigmaP9541
tampone RIPASigmaR0278
Cloruro di sodio (NaCl)Sigma71376
NP-40Sigma127087-87-0
Dulbecco' s Eagle modificato' s medium (DMEM, 4,5 g/L glucosio)Thermo Fisher Scientific 11995065
Ditiotreitolo (DTT)Thermo Fisher ScientificR0861
Siero fetale bovinoThermo Fisher Scientific10270106
HEK293A linea cellulareThermo Fisher ScientificR70507
Metanolo Thermo Fisher Scientific67-56-1
Penicillina-StreptomicinaThermo Fisher Scientific15140122
Pierce Compresse di inibitori della proteasi Thermo Fisher Scientific88660
Pierce BCAThermo Fisher Scientific23225
Punta di caricamento del gel QSPThermo Fisher ScientificQSP#010-R204-Q-PK1-200 uL
Equipment/Instrument
Thick Blot Filter Paper, Pretagliato, 7,5 x 10 cmBio-Rad1703932
Mini-PROTEAN  Cella di elettroforesi verticale Tetra per mini gel prefabbricati, con Mini Trans-Blot Modulo e alimentatore di base PowerPacBio-Rad1658034
4– 15% Mini-PROTEAN TGX Gel proteici prefabbricatiBio-Rad4561083
ChemiDoc XRS+ SistemaBio-Rad1708265
GuantoBioSpherixI-Glove
Synergy HTX Lettore di micropiastre multimodale PipetteBTS1LFTA
Costar 5mL StripetteCorning4487
Pipette sierologiche Costar 10mL StripetteCorning4488
Pepette sierologiche Costar 25mL StripetteCorning4251
Corning Micropiastre in polistirene nero a fondo trasparente a 96 pozzettiCorning3631
15mL High Clarity PP conici provette da centrifugaCorning352095
Raschietto per piccole celleCorning3010
Gilson  Kit 4 pipette Pipetman LGilsonF167370P2, P20, P200, P1000 e accessori
Provette per microcentrifuga in polipropilene da 1,5 mlGreiner Bio-One 
PIPETBOY acu 2 PipettatoreINTEGRA Biosciences155 000 
Armadi per la conservazione di liquidi infiammabili JustriteJustrite Manufacturing Co.896000
Miscelatore a vorticeLabnetS0200
Incubatore a CO2NuAireNU-5820
Agitatori orbitaliStuartSSL1
Rotatore a tubo SB3StuartSB3
MicroCL 21R MicrocentrifugaThermo Fisher Scientific75002470
Sorvall ST 16 CentrifugaThermo Fisher Scientific75004240
Piastre per colture tissutali (100 mm)Thermo Fisher Scientific150350
Slide-A-Lyzer MINI Dispositivo per dialisiThermo Fisher Scientific6958010K MWCO, 0,1 mL
Boe galleggianti per 0,1 mL Slide-A-Lyzer MINI Dispositivi per dialisiThermo Fisher Scientific69588
LSE Riscaldatori digitali per bagno seccoThermo Fisher Scientifico1168H25
Thermo Scientific  Armadi di sicurezza biologica serie 1300 A2 Classe II, tipo A2Thermo Fisher Scientific13-261-308
Software
Image Lab SoftwareBio-Rad1709691
Soluzione Kit per il dosaggio delle proteine sierologiche BioTek 616201

Riferimenti

  1. Semenza, G. L. Hypoxia-inducible factors in physiology and medicine. Cell. 148 (3), 399-408 (2012).
  2. Bartels, K., Grenz, A., Eltzschig, H. K. Hypoxia and inflammation are two sides of the same coin. Proc Natl Acad Sci U S A. 110 (46), 18351-18352 (2013).
  3. Jiang, B. H.,....

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Ristampe e permessi

Tag

HIF 1 alfaProteina ARNTKit di estrazione nucleareSferette di Protein AG SepharoseAnticorpo monoclonale di topoTampone di immunoprecipitazioneTampone di campionamento di Laemmli