November 15th, 2010
우리는 mtDNA의 biogenesis를 공부하기 위해서는 각각의 세포에서 새로 합성된 DNA mitochondrial (mtDNA)를 라벨에 민감한 기술을 개발했습니다. 기술은 뉴런의 subcellular 구획 내에 mtDNA 복제를 시각화하는 tyramide 신호 증폭 (TSA) 프로토콜과 함께 에듀의 결합이 결합되어 있습니다.
이 절차의 전반적인 목표는 배양된 뉴런에서 M-T-D-N-A 복제를 라벨링하고 시각화하는 것입니다. 이는 먼저 2시간에서 24시간 동안 티미딘 아날로그 EDU로 뉴런을 배양함으로써 이루어집니다. 절차의 두 번째 단계는 구리 촉매 공유 반응을 통해 형광 오르곤 그린 4 88 아지드와 알킨을 함유한 EDU를 라벨링하는 것입니다.
절차의 마지막 단계는 새로 합성된 MT DNA에 통합된 EDU를 시각화하기 위해 아라미드 신호 증폭 단계로 오르곤 그린 신호를 증폭하는 것입니다. 궁극적으로, clicka EDU 화학과 그에 따른 tear mind 신호 증폭의 조합을 통해 뉴런의 특정 세포 내 구획에서 MT DNA 복제를 보여주는 결과를 얻을 수 있습니다. BRDU 라벨링과 같은 기존 방법에 비해 이 기술의 주요 장점은 EDU 라벨링이 더 쉽고 가벼워 신경 세포 마커의 추가 면역 형광 염색이 가능하다는 것입니다.
이 방법은 뉴런이 세포체, 축삭돌기, 수상돌기 및 시냅스 말단을 포함한 세포 내 구획에서 변화하는 에너지 부하를 어떻게 충족시키는지와 같은 미토콘드리아 수 조절의 주요 질문에 답할 수 있습니다. 따라서 이 방법은 신경병증 및 신경퇴행을 포함한 여러 미토콘드리아 기반 신경학적 질병의 발병 기전의 기저에 있는 메커니즘에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다. 그러나 중요한 것은 미토콘드리아 DNA 복제의 변화가 약물 독성, 암 및 노화를 포함한 질병 상태의 발병 기전의 기초가 될 수 있는 다른 시스템에도 적용될 수
있다는 것입니다.이 비디오는 멸균 12mm 유리 커버 슬립에서 성장한 배근 신경절 뉴런에서 새로 합성된 미토콘드리아 DNA 축약어 M-T-D-N-A를 라벨링하는 방법을 보여줍니다. 24웰 배양 플레이트에서 5개의 에탄올 2개 독시 우리딘(2개 독시 우리딘)의 10밀리몰 스톡을 Clicka EDO Microplate 분석 키트의 EDU로 축약하여 10 XEDU 스톡에 대한 배양 배지에서 100으로 희석합니다. 그런 다음 10 XEDU 스톡을 각 웰의 배지에 직접 첨가하고 처리된 뉴런을 섭씨 37도에서 5% 이산화탄소로 2-24시간 동안 배양합니다.
실온에서 10-15분 동안 2%Paraform aldehyde의 뉴런을 고정합니다. 한 번의 XPBS로 2-5분 동안 두 번 세탁하십시오. 고정 뉴런은 섭씨 4도의 신선한 XPBS에 최대 1개월 동안 보관할 수 있습니다.
동반 된 텍스트에 설명 된대로 습한 챔버를 준비하십시오. 끝이 가는 집게를 사용하여 포지티브 및 네거티브 EDU 컨트롤을 포함한 28개의 고정 커버 슬립을 습한 챔버 내부의 소수성 파라폼 M 시트로 옮깁니다. 각 커버 슬립의 표면을 덮기 위해 하나의 XPBS를 200-300 마이크로 리터로 다시 적용합니다.
본문 및 제조업체에 설명된 대로 Click it 분석 키트를 준비하여 하나의 XPBS에 0.1%tritton X를 포함하는 투과성 용액의 75-80마이크로리터에서 미토콘드리아 DNA를 각 덮개, 슬립, 커버 및 10분 동안 실온에서 배양합니다. 끝에 200마이크로리터 팁이 부착된 전구 전사 피펫을 사용합니다. 세포를 잃지 않고 액체를 부드럽게 제거합니다.
전구 피펫을 사용하여 덮개를 부드럽게 적십니다. 200-300마이크로리터의 XPBS 1개를 넣어 이전 용액을 완전히 씻어냅니다. 각 커버 슬립을 두 번 세탁하십시오.
75-80 마이크로리터의 신선한 1% 과산화수소를 하나의 XPBS에 피펫으로 넣어 각 커버 슬립에 끼웁니다. 내인성 과산화효소 활성을 억제하기 위해 실온에서 30분 동안 덮고 배양합니다. 이전과 같이 하나의 XPBS로 두 번 헹구고 함께 제공된 텍스트에 자세히 설명된 대로 반응 칵테일에서 클릭을 새로 준비합니다.
위아래로 파이프를 연결하여 섞습니다. 커버 슬립당 EDU 고정제에서 75-80마이크로리터의 딸깍 소리로 뉴런을 소용돌이치지 말고 실온에서 5분 동안 배양하십시오. 후위 배양 중에 반응 칵테일을 동일한 부피의 clicka EDU 정착제로 희석합니다.
각 커버 슬립 커버에 반응 칵테일을 추가하여 빛으로부터 보호하고 실온에서 25분 동안 배양합니다. 에피 형광 현미경 아래에서 희석된 1 x 블로킹 버퍼로 반응 칵테일 세척을 두 번 부드럽게 제거합니다. EDU 염색이 완료되면 핵에서 오르곤 그린 염색이 있는지 확인합니다.
흰개미 신호 증폭 또는 TSA를 시작하고 각 커버 슬립에 1%TSA 블록 용액을 추가하고 30분 동안 실온을 배양합니다. antione green horse radish peroxidase conjugated antibody stock을 간단히 회전시키고, TSA 2-24시간 전에 1차 항체를 TSA 차단 용액에 1-300으로 희석하고, 매듭 와류를 혼합하기 위해 반전 또는 피펫을 만듭니다. 각 덮개에 75마이크로리터를 넣고 미끄러지게 한 다음 섭씨 4도에서 하룻밤 동안 배양합니다.
다음 날, 실온에서 하나의 XPBS로 세 번 헹굽니다. 최종 세척 시 커버 슬립을 추가로 30-60분 동안 배양하여 결합되지 않은 1차 항체가 제거되었는지 확인합니다. 사용하기 직전에 이 프로토콜의 텍스트 부분에 따라 IDE 반응을 준비합니다.
IDE 반응과 함께 커버 슬립을 실온에서 15분 동안 배양합니다. 현미경으로 이전과 같이 30-60분 동안 최종 세척에서 한 개의 XPBS를 배양하여 세 번 세척합니다. DPI를 포함하는 ANTIFA 장착 매체를 사용하여 유리 슬라이드에 성공적으로 염색된 뉴런을 장착한 MT DNA 라벨링 확인을 확인하십시오. 다음은 일반적으로 분석에 사용되는 배아 및 성인 배근 신경절 뉴런의 대표적인 미분 간섭 대비 이미지입니다.
이 개략도는 MTD NA에서 녹색 형광 신호로 EDU를 라벨링하는 절차를 나타냅니다. 유사분열 활성 F 11 신경모세포종 세포는 양성 대조군 역할을 하며 명시야 위에 겹쳐진 이러한 대표적인 형광 이미지에서 핵 및 미토콘드리아 DNA에 통합된 EDU의 라벨링 패턴을 보여줍니다. 녹색 반점 신호는 배아 및 성인 등쪽 뿌리 신경절 뉴런의 새로 합성된 M-D-D-N-A에 통합된 증폭된 EDU 신호를 보여줍니다.
EDU 라벨링 절차를 통해 빨간색의 뉴로필라멘트와 같은 뉴런 마커의 후속 면역형광 염색이 가능합니다. 이 개략도는 적색 형광 신호로 EDU 및 MTD NA를 라벨링하는 절차를 나타냅니다. 유사분열 활성 F 11 신경모세포종 세포는 양성 대조군 역할을 하며 핵 및 미토콘드리아 DNA에 통합된 EDU의 표지 패턴을 보여줍니다.
이 개략도는 녹색 또는 적색 형광 신호로 새로 합성된 M-T-D-N-A에서 BRDU를 라벨링하는 절차를 나타냅니다. 이 절차를 시도하는 동안, MT DNA 라벨링을 시각화하기 위한 증폭 단계를 진행하기 전에 성공적인 EDU 라벨링 및 세포핵을 확인하기 위해 유사분열 활성 세포를 사용하여 대조군을 실행하는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 표준 면역 형광과 같은 다른 방법은 미토콘드리아 DNA 합성이 뉴런 또는 뉴런 구획의 특정 하위 집단에서 어떻게 조절되는지와 같은 추가 질문에 답하기 위해 수행할 수 있습니다.이 기술의 개발로 인해 신경 생물학 분야의 연구자들이 정상 생리학의 배양 모델과 손상된 질병을 시뮬레이션하는 배양 모델 모두에서 미토콘드리아 수의 조절을 탐구할 수 있는 길을 열 것입니다.
신경학적 상태.
본 연구는 배양된 뉴런에서 새로 합성된 미토콘드리아 DNA(mtDNA)를 표지하는 새로운 기술을 제시하여, mtDNA 복제의 시각화를 가능하게 합니다. 이 방법은 EdU 결합과 티라마이드 신호 증폭을 결합하여 뉴런의 세포 소기관 내 mtDNA 생합성에 대한 통찰을 제공합니다.
This technique enables sensitive visualization of mitochondrial DNA replication in individual cells, providing a quantitative readout for mitochondrial biogenesis. It supports target validation in neurodegenerative and metabolic disease models by linking mtDNA dynamics to cellular energy demands. The method enhances predictive confidence in preclinical screening by allowing direct comparison with neuronal markers and subcellular localization studies.
The method fits within the discovery continuum from target hypothesis testing through lead optimization, particularly for mitochondrial modulators. It supports hit validation by confirming on-target engagement via mtDNA synthesis in relevant subcellular compartments. The quantitative output aids in prioritizing compounds with favorable mitochondrial safety profiles.