油中水マイクロエマル ジョンのアフリカツメガエルの卵抽出液をカプセル化して単一細胞レベルでの細胞分裂自律振動体外の生成法を提案します。
油中水マイクロエマル ジョンのアフリカツメガエルの卵抽出液をカプセル化して単一細胞レベルでの細胞分裂自律振動体外の生成法を提案します。
単一細胞レベルの振動の実時間測定は、生物時計のメカニズムを明らかにすることが重要です。アフリカツメガエル卵から調製した一括抽出物は、細胞周期の進行を基になる生化学的なネットワークを切り裂くことに強力なされているが、彼らのアンサンブル平均測定が通常にもかかわらずそれぞれの減衰振動につながる個々 の発振器は支えられています。これは騒々しい生物システムで個々 の発振器の間で完全に同期の難しさのためです。発振器の単一細胞ダイナミクスを取得、アフリカツメガエル卵の細胞質抽出物サイクリングをカプセル化細胞のようなコンパートメントで分裂サイクルを再構築できる液滴を利用した人工細胞システムを開発しました。これらの単純型細胞質だけの細胞は、以上 30 サイクルの持続的な振動を展示します。複雑な細胞核を構築するには、我々 は自己組織システムの核をトリガーする鞭毛精子クロマチンを追加しました。私たちは染色体凝縮/decondensation の定期的な進行を観察し、核が実際の細胞のような内訳/改革を包みます。これは細胞分裂の発振器に複数のダウン ストリーム分裂イベントを駆動する忠実に機能することを示します。我々 は同時に分裂の発振器とマルチ チャネル タイムラプス蛍光顕微鏡を用いた個々 のしぶきの下流プロセスのダイナミクスを追跡しました。人工細胞周期システム定量的操作と単一セルの解像度、おそらく規制機械との機能に重要な洞察を提供する分裂振動解析の高スループット フレームワークを提供します。クロック。
アフリカツメガエル卵から調製した細胞質のエキスを表す大量の卵母細胞、急速な細胞周期進行および再構成の機能を与え、細胞周期に関する生化学的研究の最も支配的なモデルの一つ分裂イベント体外1,2。初期検索と本質的な細胞周期調節因子の性質を含む下流の分裂プロセスと同様に成熟促進因子 (MPF) 紡錘アセンブリおよび染色体分離1 のようにこのシステムを許可しています。 ,2,3,4,5,6,7,8,9,10、 11。アフリカツメガエル卵抽出液は、細胞周期クロック8,12,13,14の調節ネットワークの詳細な解剖、DNA 損傷の研究にも使用されています。/replication チェックポイント15と紡錘アセンブリ チェックポイント16,17,18。
アフリカツメガエル卵抽出液を用いた細胞周期のこれらの研究は、一括測定を主にに基づいています。しかし、従来のバルク反応アッセイは寸法、反応分子の細胞内空間区画の大きな矛盾を与えられた本当のセル動作をまねるかもしれない。また、分裂活動の一括測定は8をすばやく減衰する前にサイクルの限られた数を与えることになりやすいです。バルク反応のこれらの欠点は、さらに複雑なクロックの動的プロパティは、関数の理解を提供する抽出システムを妨げています。最近の研究を無細胞 cytostatic 要因逮捕 (CSF)アフリカツメガエルサイズ定義セルのような区画は、によってスピンドルのサイズを調整する方法の解明に貢献しているに19,20を抽出しカプセル化、細胞質の体積。しかし、この生体外でシステムは1は細胞増殖抑制因子との作用により減数分裂 II の中期で逮捕され、単一細胞レベルで長期的な持続的な振動の対応システムが細胞周期の研究の必要発振器。
単一セルの解像度と細胞周期振動の研究、細胞規模、再構成と複数の自律的な核分裂振動プロセスは個々 のマイクロエマル ジョンの同時測定のための高スループット システムを開発しました。水滴。この詳細なビデオ プロトコルでサイクリングアフリカツメガエル卵細胞質に至る 10 300 μ m サイズのマイクロエマル ジョンをカプセル化して人工細胞分裂振動システムの作成を示しています。このシステムは、染色体凝縮と解消凝縮、核膜崩壊と改革と合成と分解の後期基板 (例えば、 securin-mCherry このプロトコルで) を含む分裂の振動だった正常に再構成。
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ここで説明するすべての方法は、制度的動物ケアおよび使用委員会 (IACUC) ミシガン大学によって承認されています。
1. 細胞周期の再構成と検出のための材料の準備
2 エキスアフリカツメガエルをサイクリングの準備
注: 抽出物を準備する手順の概要は、図 1 aに示されています。マレー 19911から適応。
3. 液滴生成
4 画像処理およびデータ解析
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図 2でこのプロトコルが複雑な細胞核、発振器が核形成と変形の繰返しの交替をドライブと同様、両方のシンプルで無料の核細胞における有糸分裂振動を生成することを示します。核無料液滴生成細胞分裂の振動を 30 不減衰サイクルに 92 時間の時間にわたって定期的な合成と、蛍光レポーター securin-mCherry (図 2 a) の劣化によって示される。後期促進複合 APC/C. の基板は、securin後期中に securin mCherry の劣化はこうして APC/C のアクティビティを示します
有糸分裂のダウン ストリーム イベントを駆動する分裂の発振器の機能を確認するには、我々 はさらに鞭毛精子クロマチン、精製された緑色蛍光タンパク質核局在化信号 (NLS GFP)、および細胞質にヘキスト 33342 染料指定抽出します。
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有効の試験管内再構成、単一細胞レベルで自律的な細胞周期振動の長期的な追跡高スループット人工細胞システムを開発するための手法を提案しました。このメソッドが成功するいくつかの重要な手順があります。良い品質で最初、絞りたてのアフリカツメガエル卵は卵と比較して、長く持続振動活動とエキスを生産する傾向があります。第二に、界面活性剤安定化微小内抽出物のカプセル化は振動活動を維持するために重要です。細いチューブ範囲液滴の画像処理の長期的な追跡しやすく、単層中に油滴の第三に、インキュベーション。第四に、表面のエネルギーを下げる対策接着剤として (1 H, 1 H, 2 H, 2 H ペルフロロオクチル) トリクロロ シランとチューブの内壁をコーティングに抽出活動を保持できます。第五に、液滴挙動を防ぐオイル チューブをシールします。オイル シール メソッドはまた蒸発を防ぐし、さらに抽出活動を維持できます。これらは一緒に滴の堅牢な振動の体外復興と分割の精度と長期的にこれらの液滴の追跡の成功率を向上させます。
マイクロエマルション液滴を生成するには、...
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何を開示する必要があります。
マドレーヌ Lu にありがとう GFP NLS を構築提供するためジェームス e. フェレル ジェレミー B. チャンと液滴生成に関する議論のためのアレン P 劉ケネス Ho ラップ男李 securin mCherry プラスミドを構築します。この作品は全米科学財団によって支えられた (早いキャリア助成金 #1553031)、健康の国民の協会 (ミラ #GM119688) とスローン研究員。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| Xenopus laevisカエル | Xenopus-I Inc. | ||
| QIAprep スピンミニプレップキット | QIAGEN | 27104 | |
| QIAquick PCR Purification Kit (250) | QIAGEN | 28106 | |
| mMESSAGE mMACHINE SP6 転写キット | Ambion | AM1340 | |
| BL21 (DE3)-T-1 コンピテントセル | Sigma-Aldrich | B2935 | |
| カルシウムイオノフォア | Sigma-Aldrich | A23187 | |
| Hoechst 33342 | Sigma-Aldrich | B2261 | 有毒 |
| なトリクロロ | Sigma-Aldrich | 448931 | 有毒 |
| な(1H,1H,2H,2H-パーフルオロオクチル) シラン | |||
| PFPE-PEG 界面活性剤 | Ran Biotechnologies | 008-フルオロ界面活性剤-2wtH-50G | |
| GE Healthcare グルタチオン セファロース 4B ビーズ | Sigma-Aldrich | GE17-0756-01 | |
| PD-10 | Sigma-Aldrich | GE17-0851-01 | |
| VitroComミニチュア中空ガラス管 | VitroCom | 5012 | |
| オリンパスSZ61 実体顕微鏡 | オリンパス | ||
| オリンパスIX83顕微鏡 | オリンパス | ||
| オリンパスFV1200共焦点顕微鏡 | オリンパス | ||
| NanoDrop分光光度計 | サーモフィッシャー | ND-2000 | |
| 0.4 mL スナップキャップマイクロチューブ | E&K Scientific | 485050-B | |
| PureLink RNA Mini Kit | ThermoFisher (Ambion) | 12183018A | |
| Fisherbrand アナログボルテックスミキサー | Fisher Scientific | 2215365 | |
| Imaris | Bitplane | Version 7.3 | 画像解析ソフトウェア |
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