생체 내에서 바이오 센서는 초파리에서 비 세포 사멸 카스파 활동을 추적

Ho Lam Tang; Ho Man Tang; Ming Chiu Fung; J. Marie Hardwick

doi:10.3791/53992

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방법 논문

생체 내에서 바이오 센서는 초파리에서 비 세포 사멸 카스파 활동을 추적

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DOI:

10.3791/53992

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2016년 11월 27일

Ho Lam Tang¹ , Ho Man Tang¹ , Ming Chiu Fung² , J. Marie Hardwick¹

¹W. Harry Feinstone Department of Molecular Microbiology and Immunology, Johns Hopkins University Bloomberg School of Public Health, ²School of Life Sciences, Chinese University of Hong Kong

이 논문에서

요약

카스파 제 활성의 낮은 농도를 포함하는 전체 동물의 건강한 세포를 검출하기 위해, CaspaseTracker 지정된 고감도 바이오 센서 초파리에 대해 생성 하였다. 카스파 따라 바이오 활성 데스 자극의 부재 하에서 최적 조건 하에서 사육 성인 동물의 내부 장기에 걸쳐 긴 수명이 건강한 세포에서 검출된다.

초록

Caspases는 단백질 분해 활성을 통해 apoptotic cell death의 핵심 매개체입니다. 세포에서 카스파제(caspases)가 사용 가능한 기술로 검출할 수 있는 수준까지 활성화되면, 일반적으로 세포사멸(apoptosis)은 그 직후에 발생하는 것으로 가정합니다. 카스파제는 많은 기능적, 구조적 구성 요소를 절단하여 몇 분 내에 빠르고 완전한 세포 파괴를 일으킬 수 있습니다. 그러나 축적된 증거는 정상적인 건강한 세포에서 동일한 카스파제(caspase)가 다른 기능을 가지고 있으며, 아마도 더 낮은 효소 수치를 가지고 있음을 나타냅니다. 비세포사멸 카스파아제 활성에 대한 연구는 낮은 수준의 카스파제 활성을 감지하는 데 어려움이 있고 생체 내에서 궁극적인 세포 운명을 추적하는 데 어려움이 있어 방해를 받았습니다. 여기에서는 전체 동물에서 카스파제 활성을 경험한 세포를 영구적으로 라벨링하는 초고감도 카스파제 리포터인 CaspaseTracker의 사용을 보여줍니다. Drosophila melanogaster용 생체 내 이중 색상 CaspaseTracker 바이오센서는 적색 형광 단백질(RFP)을 일시적으로 발현하여 최근 또는 진행 중인 카스파제 활성을 나타내고, 과거에 카스파아제 활성을 경험했지만 사멸하지 않은 세포에서 녹색 형광 단백질(GFP)을 영구적으로 발현합니다. 중요한 것은 이 카스파제에 의존하는 생체 내 바이오센서가 성충 파리 전체의 장기 조직 조직에서 비세포사멸 카스파아제 활성의 존재를 쉽게 드러낸다는 것입니다. 이는 뇌, 장, 말피기세뇨관, 심장, 난소 관 및 기타 조직 전체의 건강한 세포에서 바이오센서 활동을 감지하기 위해 개별 파리의 전체 마운트 해부를 사용하여 입증되었습니다. CaspaseTracker는 카스파제 활성화 후 최소 10일 후에 성인 뉴런 및 기타 조직에서 바이오센서 활성이 감지되기 때문에 수명이 긴 세포에서 비세포사멸 카스파제 활성을 감지합니다. 이 바이오센서는 살아있는 동물에서 비세포사멸 카스파아제 활성의 역할과 분자 메커니즘을 밝히는 중요한 도구 역할을 합니다.

서론

카스파는 키 아스 파르 테이트 잔류 후 많은 세포 내 단백질을 절단하여 사멸 세포 사멸을 매개 시스테인 프로테아제이다. 예를 들어, 개시제 카스파는 효과기 카스파, derepress DNA의 뉴 클레아 제, 쪼개짐 세포 골격 성분을 활성화하고 신속하게 세포를 분해하고, 셀 시체 처리 인접 셀하여 인식 말림을 자극하는 세포막의 지질 조성 변화. ^1-4 이것은 추정 세포의 수십억 인간의 몸에서 하루에 사망하고, 세포 사멸 화학 요법에 의한 종양 세포 사멸의 중요한 메커니즘이다. ⁵ 카스파의 다른 세트는 선천성 면역을 자극하는 독특한 비 세포 사멸 과정에 의해 세포 사멸의 원인이 될 수 있습니다. ⁽⁶⁾ 따라서, 카스파 대부분의 연구는 직업 죽음의 기능에 초점을 맞추고있다.

흥미롭게도, 현장에서 초기 증거 홍보 세포 죽음에 책임이있는 같은 카스파도 아닌 죽음의 F를 밝혀unctions. 선구적인 연구는 카스파는 배아 동안 세포 증식 및 이동의 규제를 포함하여 건강한 세포에서 다양한 세포 기능에 관여하고 있음을 증명하고있다. ^7-9 카스파가 다른 necroptotic 세포 사멸 경로를 차단, 초파리 ^{10, 11에} spermatid 개....