Name: アフリカツメガエルは、翻訳減損を識別するためのモデルとして、 アフリカツメガエル (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-09-27T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 24 s
Description: 学ぶ翻訳開始因子変異の影響評価法。アフリカツメガエル卵母細胞を用い、プロゲステロン刺激による成熟誘導とウェスタンブロット解析でタンパク質合成制御機構を解明するモデルです。

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この研究は、INSERM、リール大学1、リール大学2、リール地域病院センター（CHR de Lille）からの助成金によって支援されました。MCCHは、フランス財団からの支援に感謝し、IRCL、V5プラスミドの寄贈についてSonenberg教授、抗GFP抗体を寄贈したDissous博士(リール、パスツール研究所)、Xenopus卵母細胞を購入したUMS 3387(レンヌ大学)、原稿のテキストを批判的に読んでくださったTaymans博士(JPArc、リール)に感謝します。

すべてのアフリカツメガエルの実験は、実験動物実験のための欧州共同体理事会のガイドライン（609分の86 / EEC）の規則に従ってリール1大学の動物施設で実施しました。動物プロトコルは、（アン実験ANIMALEノールパドカレ、CEEA 07/2010ComitéドールEthique）ローカルの機関審査委員会によって承認されました。 1.卵母細胞の取り扱い<ol><li>滅菌水1Lにトリカインメタンスルホン酸の粉末1gを溶かす：麻酔液を準備します。 </li><li>プランジメスアフリカツメガエルは、エスケープを回避し、完全に（足のピンチに任意の反応なし）鎮静されるべき動物のために約45分を待つようにビーカーをカバーし、この溶液に、 アフリカツメガエル 。 </li><li>石鹸でカエルを洗い、きれいなアルミ箔の上に、その背中に動物を配置した後、水道水ですすいでください。 </li><li>腹部の横部分のとピンセットで卵巣レベルで皮膚を固定します。エタノール70％で使用する前に洗浄はさみで約1cmの切開を行います。セクションでは、十分な深さであることを確認し、開発のさまざまな段階で、いくつかの卵母細胞が発見された卵巣組織の切除を可能にするために、基礎となる腹壁に到達します。 </li><li> ND96培地（96ミリモルのNaCl、2mMのKClを含むペトリ皿（50 mm）の中にそれらを4回洗浄し、卵巣葉を分析、1mMのMgCl 2、1.8mMのCaCl 2を、5mMのHEPESは、NaOHでpH7.4に調整補っ50μg/ mlのストレプトマイシン/ペニシリン、225 / mlのピ​​ルビン酸ナトリウムと、/ mlの大豆トリプシン阻害剤30μgの、1μL/ mlのテトラサイクリン）の血液や破片の痕跡をすべて削除します。 注意：テトラサイクリンは、最適な保全とマイクロインジェクション処理後の良好な回収を可能にします。 </li><li>一週間のために彼らの保存を可能にする、14℃で培地中に沈め覆われたペトリ皿に保管してください。 </li><li>獣医吸収トンと腹壁と皮膚をステッチhreadと縫合針（3または4のステッチが必要となります）。 </li><li>水なしでビーカー内で動物を置き、カエルが再び移動されるまで、水道水で肌をしっとり。逃げるのを防ぐために、ビーカーをカバー。 </li><li> 10倍の倍率での実体顕微鏡下に鉗子の2組を使用して、慎重に5〜10個の卵母細胞のグループで培地中で卵巣ローブを区切ります。第VI段階で卵母細胞を選択します。彼らは、茶色の色素性動物極と直径10 1.2 mmまでⅱ）その大きさの優れた明瞭なベルトで区切られた黄色の栄養極に）iで、その形や色を認識することができます。 </li><li> （コラゲナーゼは、卵母細胞/濾胞細胞接続を消化）卵母細胞defolliculationを容易にするために、45分の間、穏やかな攪拌下シャーレ内コラゲナーゼ溶液（テトラサイクリンなしND96に溶解クロストリジウムヒストリチカムから1 mg / mlのコラゲナーゼA）で選択された卵母細胞をインキュベートします。 ND96培地で3〜4回は14に保たれた卵母細胞をすすぎます°C。 注：以下の卵母細胞または卵母細胞表面タンパク質を破壊する、貧しい生存能力を引き起こすリスクに起因する以上45分間インキュベートしないでください。コラゲナーゼ処理は、自発GVBDを誘導することができます。 </li><li> 3-4時間のための培地中の卵母細胞をインキュベートします。両眼虫眼鏡の下に細かいピンセットで濾胞細胞を除去し、ND96培地で19℃で保管してください。 </li></ol> mRNAの合成の調製<ol><li> Pme I制限酵素の酵素を用いた酵素消化により以下のプラスミド5μgのを線形化。 注：1599のアミノ酸eIF4G1 cDNAを、野生型（eIF4G1-WT; NM_198241）を含むpcDNA6.2 / V5-DEST変異c.2105TでeIF4G1ドミナントネガティブのcDNA（eIF4G1-DN）を含む、pcDNA6.2 / V5-DEST &gt; G c.2106A&gt; C、c.2120-&gt; G、c.2122T&gt; A、2125T&gt; -位置612でeIF4G1とのeIF4E間の相互作用の領域にとc.2126T&gt; G乱す対応するタンパク質の618に対話betweアンeIF4G1とのeIF4E 8、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ（GFP）を含むpcDNA6.2 / C-EmGFP。 3プラスミドのそれぞれについて、2の混合物を準備します。I酵素Pmeを含む第1および制御などの酵素なし秒。 </li><li>古典的なエタノールの手順を用いてプラスミドDNAを沈殿し、ヌクレアーゼフリーのH 2 O20μlに再懸濁し、それを</li><li>分光光度計を用いてその濃度を決定します。濃度は、cRNAのを転写するμlの150 ngの/よりも優れている必要があります。 </li><li>プラスミド線形化を確認するために、0.8％アガロースゲルでのローディングバッファー5μlのサンプルとそのコントロールの1μLを実行します。 </li><li> in vitro転写し、製造業者の指示に従ってcRNAを精製するためのキットを使用してください。転写されたcRNAは、ヌクレアーゼフリーの H 2 O20μlに再懸濁し、必要に応じて、サンプルは-80℃で保存することができます。 </li><li> 0.2 M MOPS（pH7.0）で、20メートルを含むMOPS 10X移行バッファを準備M酢酸ナトリウムおよび10mM EDTA（pHは8.0）。 0.45μmのフィルターで溶液を滅菌します。溶液の酸化を避けるために、室温で、光から保護した溶液をストック。 </li><li> NaOH、HClを用いて連続的に電気泳動槽を清掃し​​、完全にO / NのRNaseを避け、RNA分解を防ぐためのための二重濾過し、水ですすぎました。 </li><li> MOPSおよびホルムアルデヒドを含む1.5％アガロースゲルをキャストします。完全にアガロースに溶解するまで加温し、それが55℃まで冷却しましょう​​。ヒュームフードの下では、MOPS 10X 0.1容量、ホルムアルデヒドの6.6％エチジウムブロマイドの4μgの（10mg / ml）を追加します。ヒュームフードの下でゲルを注ぎ、ゲルが硬化するのに約1時間を待ちます。 注意：ホルムアルデヒドとエチジウムブロマイドは有毒です。 </li><li> cRNAの1μlを、ホルムアルデヒドの8.8％、ホルムアミドの60％とMOPS 10X 0.1容量0.2 mlチューブに移行するためのサンプルを準備します。 70℃で3分間インキュベートし、氷上で10分間、チューブを置きました。遠心サンプル数秒で5,000×gで。ゲルローディング緩衝液2μlのを追加します。 注意：ホルムアミドは有毒です。 </li><li> 90Vで20分間、サンプルを実行します。 cRNAの品質をチェックするためにそれを分析する前に、ゲルを脱色するためにヌクレアーゼフリーH 2 OO / Nでゲルを浸し。 </li><li>分光光度計を使用したcRNAの濃度を測定し、-80℃で保存します。 </li></ol>合成されたRNAおよび卵母細胞成熟刺激の3マイクロインジェクション<ol><li>卵母細胞のマイクロインジェクションのために必要な機器を準備します。小さなガラスキャピラリーを引っ張ってマイクロピペットプラーを使用してください。実体顕微鏡下では、平滑末端を作成するために、ピンセットでキャピラリーの先端を断ちます。反対側の先端にミリポア0.45μmのフィルターで1mlシリンジを使用して、鉱物油とキャピラリーマイクロピペットを埋めます。マイクロインジェクションピペットの上にマイクロピペットをマウントします。適切なガラスキャピラリーを使用した場合に良好な精度を得るためにメーカーで校正正確なマイクロピペットを選択してください。 </li><li> 、defolliculation後に14℃に保たれた卵母細胞に、卵母細胞の回復のために必要な遅延をマイクロインジェクション1〜2時間を実行します。ボトムでペトリ皿を使用した卵母細胞のための接着面を作成し、ND96媒体でそれらを埋めるためにピンセットで掻き取っ。 </li><li> 45℃の角度でキャピラリーマイクロピペットで卵母細胞の連続注入を可能にするペトリ皿で​​掻き取っレーンに沿って卵母細胞を配置します。 </li><li>細胞質中のサンプルの最適な拡散のための着色された動物のエリアの下に、卵母細胞赤道域に注入します。深さの約150〜200ミクロンのキャピラリー先端の唯一の最も薄い部分を挿入します。 </li><li>最初の卵母細胞における60 NL量の異なるプラスミドからそれぞれ得られたcRNAの30 ngのを注入します。注入後、サンプルエスケープ（ 図2A）を回避するために、キャピラリー先端を除去する前に5〜10秒間待ちます。 注意：120 NLを超えないようにしてください。ゆっくりとすることができますように注入します。蒸留水で制御することをお勧めします。 </li><li>次卵母細胞を注入するために手動でペトリ皿を移動します。 注意：先端が2〜3マイクロインジェクション後、浴溶液から小さなパルスを生成することにより、目詰まりしていないことを確認します。 </li><li>転送が新鮮ND96培地3mlで満たし、19℃でそれらを残す（10卵母細胞/ウェル）を24ウェルの培養プレートに卵母細胞を注入しました。 </li><li> pcDNA6.2 / V5-DESTeIF4G1とpcDNA6からそれぞれ取得した19°C、ポリアデニル化cRNAをマイクロインジェクション後15時間または4時間で減数分裂成熟（GVBD）をトリガするためにプロゲステロン（PG）（2μg/ ml）でND96で卵母細胞をインキュベート0.2 / C-EmGFPは、コントロール（ 図2A）として使用します。 注：cRNAを蛍光マーカーの同時注入は、cRNAを注入した卵母細胞に残ったことを確実にするために便利なツールです。 GFPタグと利益のcRNAを使用して、このような予備実験を行います。 </li><li> TEのためにポリアデニルeIF4G1-WT及びeIF4G1-DNのcRNAの＃3.5異なる比（1：;：; 2 3 3 2 1）のように顕微注入しますST変異体の表現型（ 図2D）にeIF4G1-WTたcRNAの翻訳効果が。 </li></ol> 4.卵核胞崩壊の決意<ol><li>実体顕微鏡と黒の動物極に白いスポットの存在を観察することにより、PG刺激後、成熟した卵母細胞の数をカウントします。第二十四時間（ 図2B、2C）までカウントを時間ごとに繰り返します。 </li></ol> 5.ウエスタンブロット（WB）分析<ol><li> 50mMのHEPES、pHが7.4、500mMのNaCl、0.05％SDS、5mMのMgCl 2、1mgの次のバッファ内の200μl中、4℃で、マイクロピペットチップで前後に動きによって10卵母細胞のグループを均質化/ mlのウシ血清アルブミン、10 mg / mlのロイペプチン、10 mg / mlのアプロチニン、10 mg / mlの大豆トリプシン阻害剤、10 mg / mlのベンズアミジン、1mMのPMSF、1mMのバナジン酸ナトリウム。 </li><li>脂質（上相）および膜（下相）は、fを除去するために万×gで15分間遠心サンプルractions。細胞質画分を集め、タンパク質濃度を決定し、レムリまたはビス - トリスサンプル緩衝液（1：1）を用いて、残りを完了するためにアリコートを格納します。 注：ビス - トリスゲルローディング緩衝液は、加水分解からタンパク質を保護し、より中性のpHを有します</li><li> 10分間95℃で試料の20μgのを加熱します。アクリルアミドゲルのウェルに各サンプルをロードします。適切な緩衝液を用いてタンク内にゲルを置きます。 </li><li> 200 Vで1時間電気泳動を行います</li><li>またはウサギ抗と共に：ヤギ抗オーロラA / Eg2の（3000、2時間1）を用いてTBS pH8.0の中でWB（トリスHCl 15mMの、NaClを150 mMの、ツイーン0.1％、10％のウシ血清アルブミンを含む）を実現-Aurora A / Eg2の-P（1：4°Cで1,000 O / N）、マウス抗ERK2（1：3000、2時間）、ヤギ抗ERK2-P（Tyr204）（1：3000、2時間）、ウサギ抗MOS（1：5000、4時間）、ウサギ抗GFP（1：10,000 2時間）およびウサギ抗Rskが（1：3000、2時間）antibodies.Useマウス抗V5を（1抗体：1,000、2時間）（）のローディングコントロールとして。 </li><li>ウォッシュ膜をTBS-Tween中で10分間3回、抗マウスまたは抗ウサギまたは1の希釈で抗ヤギ（IgM抗体）、西洋ワサビペルオキシダーゼ標識二次抗体のいずれかで1時間インキュベートする：5000、1：7500および1 ：それぞれ5,000。 </li><li> TBS-Tween中で10分の3回の洗浄を行い、高度なECL検出システムと抗原抗体複合体を検出します。 </li></ol> 6.ポリアデニル化アッセイ<ol><li>サンプル1.5ミリリットルで条件あたり5卵母細胞。ヌクレアーゼフリーのPBS 1X（pHは7.4）1mlでそれらを洗ってください。次の手順では、ヒュームフードの下で行われます。 </li><li> （製造元の説明書を参照してください）​​古典的な有機の手順を用いてRNAを抽出します。 </li><li> 4℃で5分間の遠心分離（10,000×gで）によるRNAを回復します。 10分間上清と空気乾​​燥RNAを削除します。 </li><li>ヌクレアーゼフリーH 2 O30μlの中で再懸濁し、RNAペレット</li><li>新しいチューブ内のサンプルの15μLを取り、ヌクレアーゼフリーの H 2 Oの85μlを添加しますクリーンアップSEのサンプルを、製造業者の説明書に従って、シリカのカラム上での品質を向上させることができます。ヌクレアーゼフリーの H 2 O 30μLを用いてRNAを溶出</li><li> RNAの完全性を確認するために、0.8％アガロースゲル上のローディングバッファー5μlのサンプルの1μLを実行します。 </li><li>分光光度計を用いてRNA濃度を決定します。 </li><li> RNAリガーゼの10 U、10×バッファーの0.1体積、1mMのATP、PEG8000の10％：50％以下の試薬 ​​を用いて（ すなわち、eIF4G1-WT、eIF4G1-DNとH 2 Oコントロール）条件あたり2ライゲーション混合物を準備します、0.1プライマーP1（5&#39;-P-GGTCACCTTGATCTGAAGC-NH2-3 &#39;）11μgのとヌクレアーゼフリーのH 2 Oで10μlの最終容量をもたらしますPG刺激することなく、卵母細胞から得られた第一の混合物のRNA中に追加して、PGから得られた第2の混合物のRNA中に卵母細胞を刺激しました。 </li><li>酵素を不活性化するために65°Cで20分間、次いで37℃で1時間インキュベートします。 </li><li>お問い合わせEA cDNAを逆転写（RT）キット。チューブあたり、RT混合物を準備します。10X RT緩衝液の0.1容量、プライマーP2（5&#39;-GCTTCAGATCAAGGTGACCTTTTT）100.1μgの、4 mMののdNTP混合物、逆転写酵素の50 U最終容量にヌクレアーゼフリーのH 2 Oで完全に10μlに。先に得られたライゲーション反応物10μlを追加します。製造業者によって記載された条件の下でRTを実行します。 </li><li>バッファ10倍の0.1体積、1.5のMgCl 2、133μMのdNTP混合物、0.2μMの特異的プライマー、0.2μMのプライマーP2、0.025 UのTaqポリメラーゼ 、cDNAの1μlのとで完了：チューブあたりポリメラーゼ連鎖反応（PCR）の混合物を、準備50μlの最終体積にヌクレアーゼフリーH 2 Oを。 * 40サイクル、72°C [30秒、30秒、1分、56℃、95℃、72℃]、10分間、2分間、95°C、50°C以下の条件でPCRを行います10分9用 。次のように特異的プライマーは以下のとおりです。モス、GTTGCATTGCTGTTTAAGTGGTAAヒストン様B4、AGTGACAAACTAGGCTGATATACT。サイクリンA1、CATTGAACTGCTTCATTTTCCCAG。サイクリンB1：GTGGCATTCCAATTGTGTATTGTT 9。 </li><li> 3％アガロースゲルを準備します。各PCR産物をローディング緩衝液10μlに追加します。最適な移行のために110 Vでのサンプルの10μlのゲルを実行します。テールポリ（A）の長さとその翻訳するための前提条件であるので、RNAの成熟を反映した大きさの変化を観察するために10と20分後にゲルを分析。 </li></ol>

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著者らは開示するものは何もない。

翻訳は、いくつかの神経変性疾患を含む多数のヒトの疾患の生理病理学に関与する機構です。パーキンソン病における例えばいくつかの報告は、遺伝性突然変異8,12,13に関連付けられている訳で障害を示唆しました。 いくつかの細胞モデルは、翻訳を勉強するために利用可能です。ここでは、eIF4G1とeIF4Eのパートナー8との間の相互作用を減少させるなどのドミナントネガティブ変異を働きeIF4G1における突然変異の翻訳結果を研究するために、 アフリカツメガエル卵母細胞が使用されているアフリカツメガエル 。それは、生化学的実験のための材料のかなりの量をもたらし、卵成熟の異なる段階の肉眼観察を容易にする、合成mRNAの微量注入を容易にするただ1つの巨細胞から構成されているので、このモデルは、単純化の利点を有します。このプロセスは、安定した細胞と比較しても、時間効率的ですラインの生成。また、卵母細胞の準備とRNAマイクロインジェクションのいくつかのプロトコルは既に細胞周期または核-細胞質間輸送14,15を研究する...

タンパク質は、細胞の生命の本質的な要素であり、したがって、生物の大規模で。彼らは、それらの発現はmRNAのタンパク質への変換を可能にする翻訳の複雑な機構の結果であるなど構造、輸送、反応触媒、規制、遺伝子発現を含む細胞機能の大部分を確保します。翻訳に適応するために、開発および分化、老化、生理学的ストレスまたは病理学的徴候の間、細胞の必要に応じて遺伝子発現を調節するために様々な制御に供されます。 キャップ依存性、キャップ非依存の内部リボソーム侵入セグメント（IRES）の構造とキャップ非依存性翻訳エンハンサー（ 経由 ：翻訳は、3開始翻訳システムこれらのニーズに対応するために3段階（開始、伸長及び終了）やプレゼントに分割され、 ）CITE。 ほとんどの真核生物のmRNAはキャップDEPEに翻訳されていますタンパク質合成の間に認識機能として機能7-メチル5&#39;-三リン酸キャップ経由 ndentの方法。このキャップは、eIF4Eの、eIF4G1とeIF4AとeIF4F複合体の成分に結合します。ポリ（A）結合タンパク質（PABP）のような他のパートナーに関連する、EIF2-GTP-Metの-tRNAのMetは 、これらの翻訳開始因子は、mRNAを環状と認識1 AUG開始コドンまで、フォームに43S複合体をそのアクセス性を向上させることができます。このイベントは、翻訳開始、すなわち、翻訳の最初のステップの終わりに相当します。 キャップ非依存性翻訳は、例えば細胞増殖およびアポトーシスのために誘導するストレスの条件下で必須タンパク質をコードするmRNAによって使用されます。このメカニズムは、mRNA中の二次構造を伴う5&#39;-非翻訳領域（UTR）はIRES、eIF4Aおよび43S複合体と会合しeIF4G1のカルボキシ末端と呼ばれます。この43S開始前Cの結合IRESにomplexは、eIF4Eの係数2,3を必要とせずにキャップ依存性翻訳を開始します。 mRNAのUTR 4内に配置された構造をCITE を経由して最後に、まだよくわかっていない別の変換メカニズムは、ストレス条件下では、このキャップ非依存性翻訳活性をサポートしています。 彼らの開始段階によって異なる翻訳のこれらの様々なモードを通じ、翻訳が細胞の恒常性に重要な役割を果たし、これらのプロセスのいずれかの変化は、このように大規模な効果のために小さなと生物に影響を与えるだろう。実際、開始は、タンパク質へのmRNAの正しい翻訳プロセスを支配する律速段階であるため、多数のコントロールの対象と規制点5です。一つは欠陥があることが判明した場合、それは後者のために、またはこれらのプロセスのコンポーネントのためのものであるかどうか、それが細胞内で確立されたバランスを乱すますので、病理学的コンディにつながる可能性ション。この文脈では、翻訳因子における変異は、潜在的に、ウォルコット-Rallison症候群（PERK用EIF2AK3をコードする遺伝子）7に 、白matter&#39;（eIF2B1-5サブユニット）6を消失して、そのような`巣性白質脳症などの神経変性疾患を含むいくつかの疾患に関与してきましたパーキンソン病（eIF4G1のp.R1205H）8。それは、疾患の開発に、翻訳開始の一般的な方法で知識を高めるために、これらの変異体タンパク質の細胞および分子の試験を実施することが重要です。 これらの研究を行うためには、これらの変異の影響を観察するための最も適切なモデルを選択することが重要であるアフリカツメガエルの卵母細胞は、特によく、それらの生理学的および生化学的性質に適合されているアフリカツメガエル ：（細胞周期の位相G2にブロックされた）生理的な同期タンパク質合成の、大容量（200〜400 ngの/日/卵母細胞）、抽出されたOOCの数が多いです同じ動物からytes（800〜卵母細胞/女性）と、その操作を容易に細胞の大きさ（直径1.2〜1.4ミリメートル）。合成されたmRNAとアフリカツメガエル卵母細胞のマイクロインジェクションは簡単に翻訳手順を分析するために実施することができます。このビューでは、他の利点を提供します。減数分裂の進行の速さと翻訳のmRNAのマイクロインジェクション（〜24時間）の後を考えると、 アフリカツメガエル卵母細胞は、再構成された携帯（ 大腸菌から抽出された、小麦胚芽やウサギ網状赤血球...）システムmRNAがある、と比較して高速なシステムを表しています縮小翻訳速度とし、低速で翻訳。だから、mRNA中に導入された変異の効果はすぐに観測可能となり、簡単にいくつかの卵母細胞で研究。 アフリカツメガエル卵母細胞のもう一つの利点は、母性mRNAが潜伏しているとタンパク質翻訳がプロゲステロンの刺激の前にブロックされていることです。プロゲステロンの添加は、このように、翻訳の誘導を制御するための良い手段です。細胞質Polyadenylationは卵形成時に発生しません。これは、時間順にプロゲステロンで刺激した卵母細胞で卵成熟の間に始まり、開発の初期段階を通じて継続し、翻訳の異なる段階を研究するために使用することができます。 MOS mRNAのポリアデニル化が起こり、最初のうちであり、それはチャールズワースらに定義されている「早期成熟」遺伝子のクラスにオーロラA / Eg2の、ヒストン様B4 mRNAと属しています。（2004）9。そのようなサイクリンA1およびサイクリンB1と「後期」のmRNAの翻訳の誘導は、胚胞崩壊（GVBD）の頃に発生します。 MOS mRNAは、セリン/スレオニンプロテインキナーゼをコードします。それは間接的に卵成熟を活性化するMAPキナーゼカスケードを誘発するので、その翻訳は非常に重要です。実際には、プロゲステロンに応答して、MOS mRNAのポリアデニル化を目でオーロラA / Eg2の調節タンパク質および他のRNA結合タンパク質を伴うプロセスを介して促進されますMOS mRNAの電子3&#39;UTR。 MOS mRNAのこの増加したポリアデニル化は、次にMEK1を活性化するMOSタンパク質レベルの増加をもたらします。このプロセスは、細胞外シグナル調節キナーゼ2（ERK2）（ 図1）の活性化を媒介します。このシグナル伝達カスケードは、その後成熟M期促進因子、サイクリンBとはCdc2キナーゼによって形成された複合体をトリガーし、最終的に減数分裂再開につながることができます。 アフリカツメガエル卵母細胞したがって、そのようなMOSなどの母性mRNAの研究では、簡単にいくつかのモス、シグナリング成分もGVBD率の決意を含めての翻訳への効率的なポリアデニル化のいくつかのエンドポイントとその翻訳可能をテストするために使用することができます。このシステムは、新たに転写されたmRNAまたはトランスフェクション効率を妨害することなく、翻訳開始因子の突然変異の最初の結果を評価することは興味深いことである問題がしばしば発生してeukary耳の細胞研究。 ここでは、プロトコルは、 アフリカツメガエル卵母細胞と母性mRNAの翻訳をテストするに変異eIF4G1のmRNAが微量注入される確立されています。卵母細胞の減数分裂細胞周期を通って、初期および後期のクラスのmRNAのその後の翻訳のために進行に不可欠であるGVBD進行中の欠陥、MOSのmRNAのポリアデニル化の存在下で確認されます。リン酸化オーロラA / Eg2のおよびERKものMOS deregulation.Thusの結果を確認するために検討され、 アフリカツメガエル卵母細胞は、mRNAの翻訳の異なるステップを分析するための簡単な方法を表します。

<table><tbody><tr><td>トリカイン、メタン、スルホン酸</td><td>、サンド、</td><td>MS-222</td><td>、卵子、取り扱い</td></tr>、<tr><td>鉗子</td><td>、モリア</td><td>・デュモン、MC40</td><td></td></tr>、<tr><td>ストレプトマイシン/ペニシリン</td><td>、シグマ</td><td>、781</td><td></td></tr>、<tr><td>ピルビン酸ナトリウム</td><td>、シグマ</td><td>、P2256</td><td></td></tr>、<tr><td>大豆トリプシン阻害剤</td>、<td>シグマ</td><td>T9128</td><td></td></tr>、<tr><td>テトラサイクリン</td><td>、シグマ</td><td>、T7660</td><td></td></tr><tr><td>獣医師吸収性ビクリル糸</td><td>ジョンソン&Johson Intl</td><td>JV1205</td><td></td></tr><tr><td>コラゲナーゼ A</td><td>ロシュ診断</td><td>10103586001</td><td></td></tr><tr><td>PmeI</td><td>New England Biolabs</td><td>R0560S</td><td>合成 mRNA</td></tr><tr><td>DNAse/RNAse フリーの調製 H2O</td><td>Life Technologies</td><td>10977</td><td></td></tr><tr><td>酢酸ナトリウム</td><td>メルク</td><td>6268</td><td></td></tr><tr><td>無水エタノール</td><td>シグマ</td><td>02854</td><td></td></tr><tr><td>Nano Drop</td><td>Thermo Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>TBE 10X</td><td>Eppendorf</td><td>0032006.507</td><td></td></tr><tr><td>Ethidium bromide 10 mg/ml</td><td>Life Technologies</td><td>15585-011</td><td></td></tr><tr><td>mMESSAGE mMACHINE Kit</td><td>Ambion by Life Technologies</td><td>AM1344</td><td></td></tr><tr><td>MOPS</td><td>Sigma</td><td>M1254</td><td></td></tr><tr><td>EDTA</td><td>Fluka</td><td>03609</td><td></td></tr><tr><td>アガロース</td><td>ライフテクノロジー</td><td>ズ16500-500</td><td></td></tr>ホルム<tr><td>アルデヒド37%</td><td>メルク</td><td>1.04003.1000</td><td></td></tr><tr><td>ホルムアミド</td><td>フルーカ</td><td>47671</td><td></td></tr><tr><td>ゲルドックイメージャー</td><td>バイオラド</td><td></td><td></td></tr><tr><td>卵母細胞ピペット100 8インチガラス毛細血管ドラ</td><td>モンドサイエンティフィ</td>ック<td>カンパニー3-000-510-X</td><td>マイクロインジェクション</td></tr><tr><td>交換用ガラス 8 インチ</td> <td>ドラモンド サイエンティフィック カンパニー</td><td>3-000-210-G8</td><td></td></tr><tr><td>0.45 & マイクロ;mフィルター</td><td>ミリポア</td><td>SLHA025NB</td><td></td></tr><tr><td>プロゲステロン</td><td></td><td>Σ P0130</td><td></td></tr><tr><td>Hepes</td><td>Σ</td><td>H3375</td><td>ウェスタンブロット</td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Σ</td><td>S5886</td><td></td></tr><tr><td>SDS</td><td>Biorad</td><td>161-0301</td><td></td></tr><tr><td>MgCl2</td><td>Σ</td><td>A3294</td><td></td></tr><tr><td>ウシ血清アルブミン</td><td>Σ</td><td>A4612</td><td></td></tr><tr><td>ロイペプチン</td><td></td><td>Σ L8511</td><td></td></tr><tr><td>アプロチニン</td><td>Σ</td><td>A1153</td><td></td></tr><tr><td>ベンザミジン</td><td>Σ</td><td>B6506</td><td></td></tr><tr><td>PMSF</td><td>Σ</td><td>P7626</td><td></td></tr><tr><td>バナジン酸ナトリウム</td><td></td><td>Σ S6508</td><td></td></tr><tr><td>Laemmli バッファー</td><td>Biorad</td><td>161-0737</td><td></td></tr><tr><td>NuPAGE Novex 4-12%Bis-Tris Protein Gels、1.0 mm、15 well</td><td>Life Technologies</td><td>NP0323BOX</td><td></td></tr><tr><td>SDS-PAGE 電気泳動、ミニプロティアン TGX</td><td>Biorad</td><td>456-1036 および -1096</td><td></td></tr><tr><td>水平セミドライブロッティングシステム</td><td>W.E.P. Compagny</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Glycine</td><td>Biorad</td><td>161-0718</td><td></td></tr><tr><td>Tris-HCl</td><td>Biorad</td><td>161-0719</td><td></td></tr><tr><td>Hybond ECL メンブレン</td><td>アマシャムライフサイエンス</td><td>10401180</td><td></td></tr><tr><td>メタノール</td><td>VWR</td><td>20846-292</td><td></td></tr>ポン<tr><td>ソーレッド(0.5%)</td><td>シグマ</td><td>P3504</td><td></td></tr>トゥ<tr><td>イーン20</td>シ<td>グマ</td><td>P2287</td><td></td></tr><tr><td>反GFP</td><td>ライフサイエンステクノロジーA11122</td><td></td><td></td></tr>反<tr><td>V5</td>サンタ<td>クルスバイオテクノロジーsc-58052</td><td></td><td></td></tr><tr><td>反Eg2</td><td>サンタクルス</td><td>バイオテクノロジーsc-27884</td><td></td></tr>抗<tr><td>Eg2-P</td><td>細胞シグナル伝達</td><td>C39D8</td><td></td></tr>抗<tr><td>ERK2</td>サンタ<td>クルスバイオテクノロジーsc-1647</td><td></td><td></td></tr>反<tr><td>ERK2-P(Tyr204)</td><td>サンタクルスバイオテクノロジーsc-7976</td><td></td><td></td></tr>反<tr><td>RSK</td><td>サンタクルスバイオテクノロジーsc-231</td><td></td><td></td></tr>反<tr><td>mos</td><td>サンタクルスバイオテクノロジーsc-86</td><td></td><td></td></tr><tr><td>抗マウス西洋ワサビペルオキシダーゼ標識二次抗体</td><td>サンタクルーズ</td><td>バイオテクノロジーsc-2005</td><td></td></tr><tr><td>抗ウサギワサビペルオキシダーゼ標識二次抗体</td><td>サンタクルス</td><td>バイオテクノロジーsc-2812</td><td></td></tr><tr><td>抗ヤギワサビペルオキシダーゼ標識二次抗体</td><td>サンタクルス</td><td>バイオテクノロジーsc-2378</td><td></td></tr><tr><td>高度なECL検出システム</td><td>Amershan Life Science</td><td>RPN2135</td><td></td></tr><tr><td>PBS 1x</td><td>Sigma</td><td>P4417</td><td>ポリアデニル化アッセイ</td></tr><tr><td>TRIZOL (Qiazol Lysis Reagent)</td><td>Qiagen</td><td>79306</td><td></td></tr><tr><td>クロロホルム</td><td>Sigma</td><td>31998-8</td><td></td></tr><tr><td>Isopropanol</td><td>Sigma</td><td>278475-1L</td><td></td></tr><tr><td>RNeasy mini kit</td><td>Qiagen</td><td>74106</td><td></td></tr><tr><td>RTL buffer&nbsp;</td><td>Qiagen</td><td>79216</td><td></td></tr><tr><td>RNAseフリーDNAseセット</td><td>Qiagen</td><td>79254</td><td></td></tr><tr><td>Primers</td><td>Eurogentec</td><td></td><td></td></tr><tr><td>T4 RNA ligase 1&nbsp;</td><td>New England Biolabs</td><td>M0204S</td><td></td></tr><tr><td>大容量 c-DNA 逆転写キット</td><td>Applied Biosystems, Life Technologies</td><td>4368813</td><td></td></tr><tr><td>Taq polyase</td><td>Life Technologies</td><td>10342020</td><td></td></tr></tbody></table>

アフリカツメガエルは、翻訳減損を識別するためのモデルとして、 アフリカツメガエル

Xenopus laevis as a Model to Identify Translation Impairment

タンパク質合成は、多様な生物学的プロセスに影響を与える遺伝子発現環境条件に特に適応への基本的なプロセスです。 mRNAの開始コドン、eIF4G1含む関与の開始因子でリボソームサブユニットの組み立てを伴う開始段階、。翻訳のこの律速段階の欠陥は、多様な疾患にリンクされています。そのような規制緩和の潜在的な影響を検討するために、 アフリカツメガエル卵母細胞が、ヒトとの本質的な細胞および分子メカニズムの保全度の高い魅力的なモデルを構成しているアフリカツメガエル 。また、減数分裂成熟中に、卵母細胞は、転写抑制され、すべての必要なタンパク質は、既存の、母体由来のmRNAから翻訳されます。この安価なモデルは、効果的な翻訳と完全に統合になるために、外因性のmRNAを可能にします。ここではSTORを使用して（ここではeIF4G1）興味の率で翻訳を評価するためのプロトコルに記載されています生理的な読み出しとして、卵母細胞の成熟中にポリアデニル化および翻訳することが最初のものである母性mRNAのエド。最初に、関心のプラスミドのインビトロ転写（ここeIF4G1）によって合成さmRNAは卵核胞崩壊検出が決定されることにより、卵母細胞および卵成熟の速度で注入されます。研究母性mRNA標的は、セリン/スレオニンプロテインキナーゼモスです。そのポリアデニル化およびその後の翻訳は、卵母細胞の成熟に関与するシグナル伝達カスケードMOSのタンパク質の発現およびリン酸化と一緒に検討しています。現在のプロトコルのバリエーションが提唱する翻訳の欠陥は、その一般的な適用性を強調するために提案されています。異常なタンパク質合成は、神経疾患の病因に関与し得ることを新たな証拠に照らして、そのようなモデルは、簡単にこの障害を評価し、新たな標的を同定するための機会を提供します。

アフリカツメガエル卵母細胞とPG刺激の24時間後の割合卵母細胞GVBDの決意（ 図2B、2C）のキネティック成熟： eIF4G1-DN変異の翻訳結果を研究するために、 アフリカツメガエルにおけるPGに対する応答は（H 2 O、GFP）eIF4G1-WTおよび他の制御条件と比較されたcRNA eIF4G1-DNに微量注入した卵母細胞をアフリカツメガエル 。コントロールは関係なく、注入されたcRNAのかeIF4G1過剰発現の自然の卵母細胞のマイクロインジェクションの発生率を評価することができます。 マイクロインジェクション制御条件（H 2 OおよびGFP）によって特徴づけられる10卵母細胞の運動maturationsは、WTと類似しており、GVBDを受けるの数は、PG刺激（ 図2B）の後に、非常に12で互いに近接し、24時間です。 24時間後、卵母細胞の成熟は<s...

タンパク質合成制御は主に翻訳開始段階で行われ、その欠陥は多様な障害に関連しています。それらの病因をよりよく理解するために、ここでは、翻訳開始因子eIF4G1の変異体の存在下でmos転写産物の翻訳を評価するXenopus laevis卵母細胞を使用したプロトコルについて説明しました。

Protein synthesis is a fundamental process to gene expression impacting diverse biological processes notably adaptation to environmental conditions. The ...

本手法の全体的な目的は、新たに転写されたmRNAによる干渉や、真核細胞の研究でしばしば発生するトランスフェクション効率の問題を排除した状態で、翻訳開始因子の変異による初期の影響を評価することです。これは、まず対応するプラスミドから、野生型、変異型、コントロール、またはGFPのmRNAを合成することで達成されます。次に、合成したRNAをステージ6のXenopus laevis 卵細胞に微量注入し、プロゲステロンを用いて成熟を促進させます。次に、胚胞崩壊の可視化によって細胞の成熟度を評価し、mossタンパク質の発現に依存して活性化するMAPKカスケードの構成要素の一部をウェスタンブロッティングにより解析します。最後に、mossおよびXPO細胞の減数分裂回復に必要なその他のmRNAのポリA付加について検討します。最終的に、細胞成熟のキネティクスを解析します。翻訳開始因子の変異がタンパク質発現に及ぼし得る影響を示すために、ウェスタンブロットおよびポリアデニレーション解析が用いられます。既存の手法や、胚またはウサギ網状赤血球から抽出した再構成細胞系と比較して、この手法の主な利点は、mRNAに導入された変異の影響を迅速に観察でき、複数の細胞系において容易に検討できる点にあります。このモデルは、単一の巨大細胞であるため簡便であるという利点があり、その利用により生化学的実験に十分な量の材料を得ることができます。また、このプロセスは安定細胞株の作製と比較して時間効率に優れています。この手法は、翻訳研究における重要な問い、例えば翻訳因子の特定のドメインの役割のより深い理解や、これらの因子のスプライシングの研究などに役立ちます。私たちは、転写の干渉を受けることなく、変異した翻訳開始因子がタンパク質合成に及ぼす影響を研究したいと考え、この手法を考案しました。これにより、これら2つのオーム機構間の潜在的なフィードバックループを回避できます。実際、物質的な転写産物は保存され、配置されています。転写はプロゲステロンで誘導できます。排便後、本文のプロトコルに従ってxus lavos cytesおよびCRNを調製し、10 x mopsおよび6.6% formaldehydeを用いて1.5% AROSゲルを作製します。0.2 milliliterチューブに8.8% formaldehyde、60 percent for AMIDE、0.1 volumesの10 x mops、および1 microliterのCRNAを入れ、サンプルを調製します。70 °Cで3分間インキュベートし、その後、チューブを氷上で10分間静置します。2 microliterのゲルローディングバッファーを加える前に、サンプルを5,000 ×gで数秒間遠心分離します。ゲルを染色するため、サンプルを90 Vで20分間泳動させます。その後、ヌクレアーゼフリー水に一晩浸漬させます。次に、分析を行い、CNAの品質を確認します。分光光度計を用いてcNA濃度を測定し、RNAのマイクロインジェクションを実施するため、サンプルを-80°Cで保存します。除葉の1〜2時間後に、ND 96培地を用いて、あらかじめ線を引いたペトリ皿を満たします。細胞を皿の中の引いた線に沿って配置します。次に、先端を斜めにカットし、45度の角度に調整したキャピラリーマイクロピペットを使用します。キャピラリーの先端を、色素沈着した動物極領域の下にある赤道帯に約150～200 µmの深さまで挿入します。最初の卵母細胞に、60 nLに溶解した30 ngのCRNAを注入します。その後、サンプルが漏れ出すのを防ぐため、キャピラリーチップを抜く前に5〜10秒間待機します。次の細胞を注入するには、手動でディッシュを移動させます。注入した細胞を、ND 96培地 3 mLを満たした24ウェル培養プレートに移し、有糸分裂の成熟を誘導するため19 °Cで保持します。卵母細胞を、2 µg/mLのプロゲステロン（PG）を含むND 96で19 °Cで15時間インキュベートします。テキストのプロトコルに従い、野生型EIF 4G1 CRNAが変異体表現型に及ぼす翻訳効果を検証します。実体顕微鏡下で胚嚢崩壊（GVBD）の程度を判定します。黒い動物極に白点が出現したことで、PG刺激後の成熟細胞数をカウントします。ウェスタンブロット分析を行うため、24時間目まで1時間ごとにカウントを繰り返します。4 °Cにて、マイクロピペットチップで前後的に撹拌し、ここで示すバッファー200 µL中で10個の細胞をホモジナイズします。サンプルを10,000 ×gで15分間遠心分離し、中層の細胞質画分を抽出します。上層を脂質、下層を細胞残渣として分離します。細胞質画分を回収し、タンパク質濃度を測定するために分注して保存します。SDS-PAGEおよびウェスタンブロッティングを行う前に、残量をLaemmliバッファーまたはBissサンプルバッファーと1:1の比率で混合します。テキストプロトコルに従ってください。ポリベンチレーションアッセイを行うには、条件ごとに5個のサイトを1.5 mLマイクロ遠心チューブに入れ、1 mLのヌクレアーゼフリー1x PBSでサイトを洗浄します。次に、ドラフトチャンバー内で、メーカーの指示に従ってRNA抽出キットを用いてRNAを単離します。RNAの完全性を確認し濃度を決定した後、CRNAの条件ごとに2つのライゲーション混合液を準備し、最初の混合液に以下の試薬を加えます。さらに、pgで刺激していない細胞由来のRNAを加え、2番目の混合液にも同様に加えます。PG刺激した卵母細胞から抽出したRNAを添加します。37°Cで1時間、その後65°Cで20分間インキュベートします。これは、cDNA逆転写キットを用いて酵素を不活性化するためです。各サンプルについて、ここに記載したRT混合液を調製します。あらかじめ調製したライゲーション反応液を10 µL加え、製造元の指示に従ってRTを行います。PCRを実施した後、以下の反応混合液および条件を用い、各反応に4 µLのローディングバッファーを加えて、各サンプル10 µLを3%アガロースゲルにて110 Vで電気泳動します。最後に、10分後と20分後にゲルを解析し、polyAテールの長さを反映したサイズの変化を観察します。これにより、翻訳の前提条件となるRNAの成熟を確認します。ここに示されているように、対照条件下でマイクロインジェクションされた卵細胞の速度論的な成熟は野生型と同様であり、PG刺激後12時間および24時間でGVBDに至る卵細胞数は同程度でした。成熟に至った卵細胞の割合は、野生型、ならびに水およびGFPを注入した対照群で同様であり、水、対照群、またはEIF 4G one CRNAのマイクロインジェクションは卵細胞の減数分裂にほとんど影響を及ぼさないことが示されました。しかしながら、ドミナントネガティブ型EIF 4G oneをマイクロインジェクションしたところ、PG刺激後であってもGVBDが劇的に減少しました。この図は、野生型とドミナントネガティブ型EIF 4G one CRNAの比率が高まるにつれて、成熟不全が野生型CRNAによって回復し得ることを示しています。同様に、期待通りに成熟する細胞の割合も変化します。PG刺激がない状態では内因性mossの発現は検出されず、EIF 4Gのドミナントネガティブ体の過剰発現は、 previous resultsと一致して内因性mossにほとんど影響を与えません。さらに、moss誘導の上流で機能するAurora AEEG 2においても、PG刺激後のタンパク質調節不全やリン酸化形態の誘導は認められませんでした。逆に、mTORによって誘導されるeIF2のリン酸化は、ドミナントネガティブ型EIF4G1の存在下で抑制されます。習得すれば、適切に行うことでこの手法は5日間で完了できます。この手順を行う際は、CNAの量が120 nLを超えないこと、および濃度が特定のng未満であることを忘れないようにしてください。どのRNAが翻訳効率の低い、あるいは高い状態にあるかといった追加の疑問を解消するために、ポリソームプロファイリング解析などの手法を用いることができます。

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JoVE Journal

Biology

生物学

アフリカツメガエル胚上皮は、上皮形態形成時の極性の開発と形状の変化などの細胞の挙動を研究する理想的なモデルシステムです。固定試料の伝統的な組織は、ますます生細胞の共焦点イメージングによって補完されています。ここでは、カエルの組織を分離し、生きた細胞の共焦点顕微鏡を使用して、ライブ上皮細胞とその細胞骨格を可視化する方法を示しています。...

生細胞イメージングとの胚上皮細胞の定量分析アフリカツメガエル</em

ここでは、生理的に、関連する高感度で特異的な開発のための体系的なアプローチを提示...

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この記事では、切片で免疫蛍光染色を用いて、 アフリカツメガエル胚の中枢神経系における異なる神経細胞集団を可視化するための便利で迅速な方法を提示します。...

でプライマリ神経発生を評価します<em&gt;アフリカツメガエル</em&gt;胚用いた免疫染色

本稿では、可視化し、細胞内コンパートメントのローカライズされた翻訳イベントを定量化する方法について説明します。本稿で提案する手法は基本的な共焦点イメージング...

グローバルを測定する定量的蛍光ローカライズ翻訳

アフリカツメガエルのオタマジャクシは、体内の神経系の機能を調査するためのユニークなプラットフォームを提供しています。リビングに嗅覚情報処理を評価する方法論について述べるアフリカツメガエル幼生通常飼育条件や外傷後。...

生きているアフリカツメガエルのオタマジャクシ嗅覚経路の機能評価

本稿では、機能的なレポーターシステムを用いて、モデル・...

機能向上レポーター・システムによる特異的マイコバクテリア・誤訳率の測定

このプロトコルは、DNA/DOTAP混合物を1日齢のXenopus...

キセノプス・レービス胚における眼芽へのDNAのマイクロインジェクションとGFPのイメージングは、無傷で光学軸軸樹園を発現し、生きているキセノプス・タマジャクシ

このプロトコルは、 インビトロ...

単一の卵母細胞レポーターアッセイを用いたインビトロ成熟時の母体母体翻訳プログラムの定義

哺乳類の脳の発達には、翻訳のレベルでの遺伝子発現の適切な制御が必要です。ここでは、発達中の脳におけるmRNAの翻訳状態を評価するための、組み立て易いショ糖勾配および分画プラットフォームを備えたポリソームプロファイリングシステムについて説明する。...

ポリソームプロファイリングを用いたマウス脳の発達における翻訳の解析

ここでは、トランスクリプトミクスおよびプロテオミクス研究のためにアフリカツメガエルから組織サンプルを調製するための効果的な迅速な血液灌流プロトコルを示します。...

アフリカツメガエルにおける効果的な急速な血液灌流

学ぶ翻訳開始因子変異の影響評価法。アフリカツメガエル卵母細胞を用い、プロゲステロン刺激による成熟誘導とウェスタンブロット解析でタンパク質合成制御機構を解明するモデルです。

アフリカツメガエルは、翻訳減損を識別するためのモデルとして、アフリカツメガエル

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