2015年2月1日
本手順の目的は、糸状菌においてオートファジーを誘導し、観察することです。まず、少量の栄養培地に胞子または少量の菌糸片を接種します。次に、ガラス製顕微鏡スライドのキャビティ内で飢餓パッドを作製し、そこに接種物を移します。
最終ステップでは、オートファジーを誘導するために、飢餓パッドを湿潤チャンバー内でインキュベートします。最終的に、蛍光顕微鏡を用いて目的の蛍光マーカータンパク質の液胞への移行をモニタリングすることで、オートファジーを追跡できます。この手法は、オートファジープロセスを調節する新規化合物の同定など、細胞生物学分野における重要な課題の研究に役立ちます。
飢餓実験の準備として、目的のP cresa菌株を緑米で保持している場合は、まず、菌糸に覆われた米粒2〜3粒を1.5 µL遠心チューブに入れ、500 µLの酵母エキスグルコース増殖培地(GG培地)をチューブに満たします。次に、チューブを30秒間ボルテックスし、米から胞子を分離させ、室温で1日間インキュベートします。翌日、胞子懸濁液を滅菌した水道水で1:50に希釈し、十分に混合します。P cryogenが寒天培地で保持されている場合は、この手順を省略してください。
ピペットチップを用いて、菌糸の小さな断片を、400 µLの滅菌した水道水と約100 mgのガラスビーズが入った1.5 mLマイクロ遠心チューブに移します。次に、菌糸が断片化されるまで、チューブを2分間ボルテックスします。飢餓パッド(starvation pad)でPCE遺伝子を培養するには、まずホットプレートを約60 °Cに加熱します。
次に、2 gのarosを100 mLの水道水に加え、得られた溶液が完全に透明になるまで電子レンジで加熱し、その後arosが約60 °Cまで冷却されるまで待ちます。サンプルごとに1.5 mLマイクロ遠心チューブを用意し、400 µLの滅菌水道水または化合物溶液を分注します。その後、加熱プレートを用いて、チューブと顕微鏡スライドを少なくとも60秒間温めます。
60 °Cに加温したaros 400 µLをすべてのチューブに分注し、各チューブの全量を800 µLにします。チューブを短時間ボルテックスした後、早期の凝固を防ぐため、チューブを再びホットプレートに戻します。次に、適切なaros溶液140 µLを各顕微鏡スライドのキャビティにピペッティングします。気泡が入らないように注意しながら、すぐにカバーガラスでarosを平坦にし、スライドを約4分間静置します。
室温でアガロースパッドが凝固したら、親指または人差し指を使用してカバーガラスを慎重にスライドさせ、顕微鏡スライドとパッドをウェットチャンバーに入れます。次に、あらかじめ調製したP er genum 5 µLを飢餓パッドの中央にピペットで滴下し、乾燥をさらに防ぐためウェットチャンバーをプラスチック袋で包みます。この際、ボックスを動かしすぎたり、培養物を乱したりしないよう注意してください。その後、サンプルを分析するまで、接種物を室温で少なくとも20時間保存します。
翌日、スライドを乾いたティッシュペーパーに移し、各飢餓パッドに50 µLの水を与えます。カバーガラスを用いて余分な水を押し出し、新しいティッシュペーパーで除去してください。その後、各スライドについて20倍の対物レンズを使用し、菌糸成長の概観を撮影します。
Hy-FiにおけるGFPの局在を評価します。63倍または100倍の対物レンズで画像を開いてください。最後に、次回の実験時間まで、観察ごとにスライドをウェットチャンバーに戻してください。
これらの画像に示されているように、培養20時間におけるペルオキシソームの分解を評価するために、G-F-P-S-K-L-P Creo Genum株を使用しました。液胞内にGFPは観察されず、それらのオルガネラの肥大も見られませんでした。しかし、増殖40時間後には、一部の菌糸にGFPで標識された液胞が視認でき、オートファジーの活性化が示唆されました。さらに、60時間後にはGFP蛍光の観察と液胞の肥大が認められました。
本実験では、p caressa Genumのdelta 80 G one変異体を陰性コントロールとして使用しました。未処理のG-F-P-S-K-L株で観察されたように、陽性コントロールとしてオートファジー刺激剤であるラパマイシンを使用しても、培養60時間後であっても液胞の拡大およびGFPは見られなかったことに注意してください。GFP標識された液胞は培養40時間後に視認できるようになり、60時間までにはHy-Fiが巨大なGFP含有液胞で完全に満たされました。
このビデオを視聴することで、メンティス真菌におけるオートファジーの解析方法について十分に理解できるはずです。
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本記事では、飢餓パッドを用いて Penicillium chrysogenum のオートファジーを研究する方法を紹介します。この手法では、菌を接種し、蛍光顕微鏡を用いてオートファジーを観察します。
飢餓パッドと蛍光顕微鏡を用いたPenicillium chrysogenumにおけるオートファジーの定量分析により、細胞内の品質管理機構を精密に調査することが可能です。このワークフローは、オートファジー調節に焦点を当てた創薬探索段階のプログラムにおいて、メカニズムの不確実性の解消(de-risking)およびターゲットのバリデーションを支援します。本手法は様々な糸状菌に適用可能であるため、初期段階のスクリーニングや機能ゲノミクスにおけるポートフォリオとしての有用性が高まります。
この手法は、初期のメカニズム研究からリード化合物の特定、そして前臨床検証に至る創薬の連続的なプロセスに組み込まれるものであり、特にオートファジーや細胞品質管理を標的としたプログラムに適しています。