ここでは、site-specifically 変更された λ DNA 基板とタンパク質をラベル量子ドットを用いた全反射蛍光顕微鏡 (TIRFM) による DNA 蛋白質の相互作用を研究するためのプロトコルを提案する.
このコンテンツを表示するには、JoVEへの購読が必要です。 または、無料トライアルをお申し込みください。
方法論記事
* These authors contributed equally
ここでは、site-specifically 変更された λ DNA 基板とタンパク質をラベル量子ドットを用いた全反射蛍光顕微鏡 (TIRFM) による DNA 蛋白質の相互作用を研究するためのプロトコルを提案する.
蛍光顕微鏡は、単一分子レベルでの複雑な生物学的過程のメカニズムを解剖に多大な貢献をしました。単一分子アッセイ DNA 蛋白質の相互作用を研究するため、検討のための 2 つの重要な要因がある: 十分な長さの簡単な観察と適切な蛍光プローブを用いたタンパク質を標識 DNA 基板。48.5 kb λ DNA は DNA の基質の良い候補です。量子ドット (Qdots)、蛍光プローブのクラスとして長年観察 (時間分) と高品質画像の取得を許可します。Site-specifically 変更された λ DNA を準備して、ラベリング、ストレプトアビジン コーティング Qdots と標的タンパク質など分子レベルで DNA 蛋白質の相互作用を研究するためのプロトコルを提案します。コンセプトの証明、我々 興味の蛋白質として出芽酵母におけるオーク (原点認識複合体) を選択し、観察を使用して、アルス (自律的複製シーケンス) との相互作用を視覚化します。他の蛍光プローブと比較して、Qdots は退色、に対して高い安定性のための単一分子の研究で明白な利点を持っているが、定量的アッセイへの応用をこのプロパティに制限に注意してください。
タンパク質と DNA の相互作用は、DNA 複製、DNA 修復および転写など、多くの複雑な生物学的プロセスに不可欠です。従来のアプローチは、これらのプロセスのプロパティに光を当てるが、多くの主なメカニズムはまだ明らかではありません。最近では、急速に成長の単一分子技術メカニズムのいくつかは対処1,2,3をされています。
主にリアルタイムで蛋白質 DNA 相互作用の視覚化の単一分子蛍光顕微鏡の応用は、蛍光検出蛍光プローブの開発に依存します。単一分子研究のため適切な蛍光プローブ蛍光検出システム、ほとんど商業的に利用可能なので興味の蛋白質にラベルすることが重要です。
蛍光タンパク質は、分子生物学の一般的使用されます。ただし、低蛍光輝度とフォトブリーチングに対する安定性は、多くの単一分子アッセイへの応用を制限します。量子ドット (Qdots) は、小さな発光ナノ粒子4。彼らのユニークな光学特性のため Qdots は 10-20 倍明るく、数千倍より安定したよりも広く使われている有機染料5。さらに、Qdots は大きなストークス シフト (励起と放射のピークの位置差)5にあります。したがって、彼らは定量的アッセイに利用することはできませんしながら Qdots を長年観察 (時間分) の高い信号対雑音比を持つ画像の取得使用できます。
日には、site-specifically Qdots と標的タンパク質をラベルに 2 つのアプローチがある: ラベリングした Qdot 共役のプライマリまたはセカンダリ抗体6,7,8; の助けを借りてやラベル、ターゲット蛋白質 Qdots と直接、ビオチンとストレプトアビジン9,10、11,12,13間の強い相互作用に基づいています。ストレプトアビジン コーティング Qdots 市販されています。最近の研究では、site-specifically 高効率で出芽酵母のビオチン化タンパク質により精製された・ ビラと avi ファイルのタグ付きタンパク質の過剰発現の co体内10。次一分子アッセイ14,15,16,17を最適化することで我々 は単一分子のレベルを使用した Qdot 標識タンパク質と DNA の相互作用を観察観察10。
ここで、我々 は出芽を選択興味の私達の蛋白質として原点認識複合体 (オーク) を具体的に認識して自律的に複製シーケンス (ARS) バインドできますの酵母。次のプロトコルは、観察を使用してアルスした Qdot というラベルの付いたオークの相互作用を視覚化するステップバイ ステップの手順を示します。Site-specifically 変更された DNA の基質、DNA ビオチン化、coverslip のクリーニングし機能化、フロー セル ・ アセンブリおよび単一分子イメージングの準備を説明します。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
1. λ ARS317 DNA 基板の作製
2. λ ARS317 DNA ビオチン化
3. Coverslip のクリーニングと機能化
4. フロー セル ・ アセンブリ
5. 単一分子の可視化
6. データの分析
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
初めてした Qdot というラベルの付いたオークと、アルスの相互作用を視覚化するには、λ ARS317 DNA 基板を構築します。ARS317 を含んでいる DNA のフラグメントは統合されたXhoに私は (図 1 a) の相同組み換えによるネイティブ λ DNA の (33.5 kb) をサイトします。遺伝子組み替え品はエキスを使用してパッケージ化され、パッケージ化されたバクテリオファージの粒子は LB プレート (図 1 b) で培養しました。肯定的な phage プラークは PCR によって選別され、(図 1) の配列によって確認します。Λ ARS317 DNA は液体の溶解液 (図 1) から精製した.
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
ここでは、した Qdot 標識タンパク質およびフロー セル内の観察を使用して site-specifically 変更された λ DNA 間の相互作用を観察するためのプロトコルを提案する.必要な手順には DNA 基板、ビオチン化 DNA、coverslip 洗浄し高機能化、フロー セル準備、および単一分子イメージング サイト固有の変更が含まれます。注意すべき 2 つの重要なポイントがあります。まず、すべての λ DNA と手順は、例えば、任意の可能な被害を減らすため優しく操作する必要があります繰り返し上下にピペッティングにより混合を避けること。第二に、非常に、coverslip がそのバック グラウンド ノイズを最小限に抑えるため十分にきれいであることを確認することが重要です。Coverslip のクリーニングと機能化プロセス中に水超純水レベルに到達する必要があり、空気であるべきほこり無料します。Coverslip の高機能化・ クリーン ベンチのフロー セル ・ アセンブリを行うことをお勧めします。
蛋白質 DNA 相互作用を研究するため単一分子アッセイ、λ D...
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
著者が明らかに何もありません。
我々 は博士・ ハサン ・ Yardimci に感謝し、種類のフランシスの Crick 研究所の Dr.Sevim Yardimci は、単一分子の実験博士ダニエル Duzdevich、コロンビア大学の博士エリック ・ グリーンの研究室から北京大学の博士タマ太陽との Chunlai ドクター有用な議論の清華大学。本研究は、国家自然科学基金、中国の 31371264、31401059、CA 学際的革新チームと、ニュートン高度な交わり (NA140085) 英国王立協会からによって支えられました。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| ラムダDNA | ニューイングランドバイオラボ | N3011 | ストア25 μLアリコートは-20°Cです。 |
| XhoI酵素 | サーモフィッシャーサイエンティフィック | FD0694 | |
| クイックフュージョンクローニングキット | Biotool | B22611 | |
| MaxPlax Lambda 包装 抽出物 | Epicentre | MP5110 | 細菌株 LE392MP は、このパッケージに含まれています。 |
| MgSO4 | Sinopharm化学試薬Co.、株式会社 | 10013092 | どのブランドでも受け入れられます。 |
| Tris | Amresco | 0497-5KG | |
| NaCl | 北京化学作品 | N/A | どのブランドでもかまいません。 |
| MgCl2 | Sinopharm化学試薬Co.、株式会社 | 10012818 | |
| クロロホルム | 北京化学作品 | N/A | 任意のブランドが受け入れられます。 |
| NZアミン | アムレスコ | J853-250G | |
| カサミノ酸 | Sigma-Aldrich | 22090-500G | |
| PEG8000 Beyotime | ST483 | ||
| 磁気攪拌装置 | IKA | KMO2 塩基性 | |
| 15 mL エッペンドルフ チューブ | エッペンドルフ | 30122151 | 15 mL 滅菌、バルク、500pcs |
| Rnase | SIGMA | R4875-100MG | |
| Dnase | SIGMA | D5319-500UG | |
| Proteinase K | Amresco | 0706-100MG | |
| ビオチン化プライマー | サーモフィッシャーサイエンティフィック | N/A | |
| T4 DNAリガーゼ、T4 DNAリガーゼ、反応バッファー (10x) | ニューイングランドバイオラボ | M0202 | |
| カバースリップ | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 22266882 | |
| エタノール | Sinopharm化学試薬Co.、Ltd | 10009259 | |
| 水酸化カリウム(KOH) | Sigma-Aldrich | 306568-100G | |
| アセトン | サーモフィッシャーサイエンティフィック | A949-4 | |
| H2SO4 | Sinopharm化学試薬Co.、Ltd | 80120891 | 硫酸 |
| H2O2 | Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd | 10011218 30% 過酸化水素 | |
| メタノール | Sigma-Aldrich | 322415-2L | |
| 酢酸 | Sigma-Aldrich | V900798 | |
| APTES | Sigma-Aldrich | A3648 | |
| mPEG (メトキシポリエチレングリコール) | Lysan | mPEG-SVA-5000 | |
| ビオチン-PEG (ビオチン-ポリエチレングリコール) | Lysan | Biotin-PEG-SVA-5000 | |
| NaHCO3 | Sigma-Aldrich | 31437-500G | |
| 真空乾燥器 | 天津分公社 Billion Lung Experimental Equipment Co., Ltd. | IPC250-1 | |
| 真空シーラー | マジックシール | WP300 | |
| ダイヤモンドチップガラススクライブ | 電子顕微鏡 SCIENCES | 70036 | |
| ガラススライド | セイル ブランド | 7101 | |
| インレットチューブ | SCI(サイエンティフィックコモディティーズ) | BB31695-PE/2 | 内径0.38mm、外径1.09mm。 |
| アウトレットチューブ | SCI(サイエンティフィック・コモディティーズ社) | BB31695-PE/4 | 内径0.76mm、外径1.22mm。 |
| 両面テープ | Sigma-Aldrich | GBL620001-1EA | |
| エポキシ | LEAFTOP | 9005 | 5分 エポキシ |
| ストレプトアビジン | Sigma-Aldrich | S4762 | |
| 蛍光顕微鏡 | オリンパス | IX71 | |
| 注入/回収 プログラム可能なポンプ | ハーバード大学装置 | 70-4504 | |
| 532 nm レーザー | Coherent | Sapphire-532-50 | |
| 640 nm レーザー | Coherent | OBIS-640-100 | |
| EMCCD カメラ | Andor | DU-897E-CS0-BV | |
| W-View Gemini Imaging splitting optics | 浜松ホトニクス | A12801-01 | |
| TIRF照明システム | オリンパス | IX2-RFAEVA2 | |
| 60回;TIRF対物 | リンパス | APON60XOTIRF | |
| クアッドエッジレーザーダイクロイック ビームスプリッターSemrock | Di01-R405 / 488 / 532 / 635-25x36 | ||
| ワッドバンドバンドパスフィルターSemrock | FF01-446 / 510 / 581 / 703-25 | ||
| クロイックビームスプリッターSemrock | FF649-Di01-25x36 | ||
| 蛍光フィルター | クロマ技術Corp | ET585/65m | |
| 蛍光フィルター | Chroma Technology Corp | ET665lp | |
| FocalCheck 蛍光、顕微鏡テストスライド #1 | Thermo Fisher Scientific | F36909 | |
| SYTOX Orange | Thermo Fisher Scientific | S11368 | |
| Qdot705 Streptavidin Conjugate | Thermo Fisher Scientific | Q10163MP | Store4時とordmで。C、凍結しないでください。 |
| ATP | Amresco | 0220-25G | ddH2Oを使用して200 mM ATP溶液を調製し、pHを7.0に調整し、10 μLアリコートは-20°Cです。 |
| DTT | アムレスコ | M109-5GddH | 2Oを使用して1M溶液を準備し、10μ-20°Cのアリコート |
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。