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방법 논문

세포내 루멘 Morphogenesis 그리고 Vivo에서 편광 막 속 단일 셀에 대 한 모델로 선 충 C. Excretory 운하: GFP 융해, RNAi 상호 작용 화면 및 이미징 라벨

9.1K 조회수

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DOI:

10.3791/56101

⸱

2017년 10월 3일

이 논문에서

요약

C. 선 충 배설 운하 드 노 보 편광 막 속의 시각적 vivo에서 분석에 대 한 고유한 단일 셀 모델입니다. 이 프로토콜 표준 유전 RNAi 및 이미징 접근, 식별 및 분자 단 세포 tubulogenesis, 그리고 꼭대기 막 및 루멘 속 감독의 특성에 대 한 적응의 조합을 설명 합니다.

초록

4 선 충 C. 배설 운하는 좁은 튜브를 거의 동등 하 게 멀리 확장된 세포내 endotubes 구축 하 고 막 및 submembraneous 루멘 안정화와 함께 단일 셀에서 동물의 길이 통해 확장 꼭대기 캐릭터의 골격입니다. 배설 셀 확장의 길이 약 2, 000 번 드 노 보 편광 막 속, 세포내 루멘 morphogenesis vivo에서 평가 대 한 독특한이 모델을 만드는이 운하를 생성 및 단 세포 tubulogenesis입니다. 여기에 제시 된 프로토콜 표준 라벨, 이득 및 손실-의-기능 유전자 또는 RNA 간섭 (RNAi) 결합 하는 방법을 보여줍니다-, 그리고를 사용 하 여이 모델 기능 분자 수준에서이 프로세스를 분석 하 고 시각적으로 해 부 현미경 접근. 표기 방법의 예를 들어, 프로토콜 tubulogenesis의 실시간 분석을 위한 유전자 변형 동물 형광 성 융해 단백질의 생성을 설명합니다. 유전 접근의 예를 들어, 그것은 함수 이득 낭 성 운하 형을 수정 하도록 설계 된 시각적 RNAi 기반 상호 작용 스크린의 핵심 포인트를 강조 표시 합니다. 특정 방법을 설명 하는 방법: 레이블 및 형광 단백질; 표현 하 여 운하를 시각화 타겟된 RNAi 라이브러리를 구성 하 고 전략을 RNAi 운하 morphogenesis;의 분자 분석에 대 한 심사 시각적으로 고기;의 수정 평가 형광 현미경 검사 법;를 해 부하 여 점수 confocal 현미경 검사 법;에 의해 더 높은 해상도에서 subcellular 운하 구성 요소 특징 그리고 시각적 매개 변수를 측정. 방식은 확인 및 intracellular 루멘 phylogenetically 보존된 과정에 참여 하 고 단 세포 유전자에 대 한 선 충 C. 배설 채널의 활용에 관심이 있는 탐정에 대 한 유용 morphogenesis 튜브.

서론

모든 내부 장기의 튜브, 전송 및 가스, 액체 및 영양분의 교환 및 변화 낭비의 배설물 같은 그들의 여러 가지 기능에 대 한 중요 한 구성 됩니다. 그들의 편광된 캐릭터, 독특한 꼭대기와 lumenal 멤브레인과 이러한 특정 기능, 적응 하 고 결함 그들의 엔도-및 플라즈마 멤브레인 시스템의 속에는 인간의 질병1,2의 빈번한 원인이. 튜브는 맥 관 구조와 내부 장기의 대부분은 다세포 이며 intercellularly;는 루멘을 형성 그러나, 침 루멘을 형성, 단 세포 관, 수 예, 나타낼 만큼 인간의 모 세관 침대2의 30-50%. 비록 그들의 microdomains 튜브의 특정 기능 (예를 들어, 꼬마 장 microvilli 대 배설 운하 canaliculi에 따라 다를 수 있습니다 멀티-및 단 세포 튜브의 편광된 막 구성 면에서 유사 하다 선 충; C. 선 충 장 tubulogenesis 종이 동반 참조)3. 편광된 막 속 및 tubulogenesis의 원리는, metazoans 중 보존 하 고 유사한 분자 기계는 그들에 지시

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프로토콜

1. 형광 성 융해 단백질 14 C. 선 충 Excretory 운하 라벨

참고: 장 tubulogenesis에 함께 종이 참조 3 현장에서 항 체 절차를 배설 운하에 얼룩으로 라벨에 대 한. C. 선 충 배설 운하 엔도-및 플라즈마 막, 발기인 배설도 운전 하는 식의 예제를 보려면 표 2를 시각화 하는 데 유용 하 게 입증 하는 분자의 예제를 보려면 표 1을 참조 하 고 표 3 마커 및 발기인의 더 포괄적인 컬렉션에 대 한 리소스에 대 한 다른 fluorophores의 선택에 대해 참조를 포함 하 여.

  1. 제한 효소에 의해 조직의 특정 형광 성 감 적 플라스 미드의 건설 기반 복제 15
    참고: 건설의 대체 기술에 대 한 토론을 참조 하십시오 형광 성 융해 단백질입니다.
  2. 식별 (transcriptional 융해)에 대 한 발기인의 또는 WormBase

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결과

이 프로토콜에는 시각과 분자로 분석 단 세포 tubulogenesis 및 단일 셀에서 세포내 루멘 morphogenesis C. 선 충 배설 운하를 사용 하는 방법을 설명 합니다. 성인 기 중반 embryogenesis의 시간에서 그들의 확장, 동안 4 개의 배설 운하 그들의 basolateral 및 그들의 canalicular 및 endosomal endomembrane 시스템을 제공 하는 독특한 모델을 함께 꼭대기/lumenal 막 확장 계속 드 노 보 의 비보에 분석 편광 막 속 (그림 1). 꼭대기 막 같은 subcellular 구성 요소, 세포질, 및 endosomal canalicular 소포 대 특정 형광 성 융해 단백질 (프로토콜 섹션 1에서에서 설명), 표현 하 여 구상 될 수 있다 그리고 그들은 서로 의해 구별 될 수 있다 더블 또는 트리플 (

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토론

C. 선 충 유전 다양성, 투명성, 간단한 몸 계획, 고정 세포 계보는 우수한 morphogenesis의 분석 모델 만들. 이 프로토콜 표준 유전 조작 및 이미징 결합 하는 방법을 설명 합니다 2 미크론의 활용 연구 얇은 편광된 막과 세포내 루멘 속 단일 셀 튜브에서 연구 선 충 C. 배설 운하.

라벨
C. 선 충 배설 운하 허용 하는 라이브 분석 (여기에 설명 된), 형광 성 융해 단백질의 표정 또는 항 체 또는 화학 얼룩 (참조 창 자 tubulogenesis 항 체 얼룩이 지기에 대 한 종이 동반 표시 될 수 있습니다. 3). 두 개 이상의 다른 fluorophores, 또는 이들의 조합 식 다른 기술, 라벨 수 있습니다 (그림 2) 이러한 얇은 tubules의 고해상도 영상 해 부에 대 한. 운.......

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공개 사항

저자 들은 아무 경쟁 금융 관심사 선언 합니다.

감사의 글

우리 엠 부 (캔자스의 대학, 캔사스, 미국), K. Nehrke (로체스터 대학 의료 센터, 로체스터, 뉴욕, 미국), 꼬마 유전학 센터, 건강의 국가 학회, 연구 인프라의 투자 감사 프로그램 (P40 OD010440)입니다. 이 작품은 NIH GM078653, MGH는 224570 V.G.에 SAA 223809 교부 금에 의해 지원 되었다

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
Cloning
Plasmid pPD95.75AddgeneCat. No. 37464
PCR KitQiagenCat. No. 27106
결찰 키트New England Biolabs,Cat. 아니요. E2611L
DNA 마커Thermo ScientificCat. 아니요. SM1331
아가로스 DNA 등급피셔 사이언티픽고양이. 아니요. BP164-100
유능 세포New England BiolabsCat. 아니요. C2987H
트리스피셔 사이언티픽고양이 아니요. BP154-1
EDTA시그마Cat. 아니요. ED-1KG
아세트산피셔 사이언티픽고양이. 아니요. A38S-500
에티듐 브로마이드피셔 사이언티픽고양이. 아니요. BP1302-10
Equipments
PCR machine MJ 연구고양이. 아니요. PTG-200 
원심분리기Eppendorf 고양이. No. 5415C
수조정밀 과학 고양이. 번호 666A3 
젤 러닝 기구Fisher ScientificCat. 번호 09-528-165
젤 실행 전원공급 장치 Fisher ScientificCat. No. 45-000-465
분자 이미저  젤 독 XR 시스템Bio-RadCat. 번호 1708195EDU
Nanodrop 분광 광도계Thermo ScientificCat. 아니요. 표준
C. elegans related11see reference19를 참조하십시오.
프로토콜은 LB Medium 및 plates22see reference19를 참조하십시오.
트립톤 Acros Organics카탈로그 번호 611845000
효모 추출물BD Biosciences카탈로그 번호 212750
NaCl시그마카탈로그 번호 S7653
Bacto Agar BD Biosciences카탈로그 번호 214040
암피실린시그마카탈로그 번호 A0116
TetracyclineFisher Scientific카탈로그 번호 프로토콜은 BP912
M9 Medium2<sup>2see reference19를 참조하십시오.
NaClSigma카탈로그 번호 S7653
KH2PO4Sigma카탈로그 번호 P0662
Na2HPO4Sigma카탈로그 번호 S7907
MgSO4Sigma카탈로그 번호 M2773
NGM 플레이트 22see reference19를 참조하십시오.
NaCl시그마카탈로그 번호 S7653
펩톤 BD Biosciences카탈로그 번호 211677
트립톤 Acros Organics카탈로그 번호 611845000
Bacto Agar BD Biosciences카탈로그 번호 214040
MgSO4Sigma카탈로그 번호 M2773
CaCl2Sigma카탈로그 번호 C3881
콜레스테롤 시그마카탈로그 번호 C8667
K2HPO4 SigmaCat. 번호 P3786
KH2PO4SigmaCat. 번호 P0662
RNAi plates33see reference21 참조.
NaCl시그마카탈로그 번호 S7653
펩톤 BD Biosciences카탈로그 번호 211677
트립톤 Acros Organics카탈로그 번호 611845000
Bacto Agar BD Biosciences카탈로그 번호 214040
MgSO4Sigma카탈로그 번호 M2773
CaCl2Sigma카탈로그 번호 C3881
콜레스테롤 시그마카탈로그 번호 C8667
K2HPO4 시그마카탈로그 번호 P3786
KH2PO4Sigma카탈로그 번호 P0662
IPTG US Biological고양이 번호 I8500
CarbenicillinFisher Scientific고양이 번호 BP2648
NaOHFisher Scientific카탈로그 번호 SS266-1
차아염소산나트륨Fisher Scientific카탈로그 번호 50371500
Bacteria
OP50 박테리아CGC
HT115 박테리아CGC
게놈 와이드 RNAi 라이브러리
Ahringer 게놈 와이드 RNAi 공급 라이브러리 (ref21,58,59)출처 BioScience
C. elegans ORF-RNAi 공급 라이브러리 (ref60)출처 BioScience
Imaging related
LidocaineMP Biomedicals,LLGCat. no. 193917
재료
Vacuum Grease SiliconeBeckmanCat. no. 335148
현미경 슬라이드 Fisher Scientific카탈로그 번호 4448
조직 배양 플레이트, 6 웰 코닝 Inc.카탈로그 번호 08-772-33
Equipment
SMZ-U 해부 현미경(Nikon)
SZX12 해부 현미경(Olympus), 고출력 스테레오 형광 부착물(Kramer Scientific), Q 캡처 소프트웨어가 있는 CCD 카메라 및 X-Cite 형광 램프(Photonic Solutions) 장착.
TCS SL 레이저 스캐닝 컨포칼 현미경(Leica Microsystem)
ECLIPSE Ti-E 도립 현미경(Nikon)
, 예쁜꼬마선충 배양 및 유지 절차는 ND1000에 장착된 C2 레이저 스캐닝 컨포칼

참고문헌

  1. Lubarsky, B., Krasnow, M. A. Tube morphogenesis: making and shaping biological tubes. Cell. 112 (1), (2003).
  2. Sundaram, M. V., Cohen, J. D. Time to make the doughnuts: Building and shaping seamless tubes. Semin. Cell Dev. Biol. S1084-9521, 30130-30136 (2016).
  3. ....

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