Method Article

Correlatieve licht-en elektronenmicroscopie (CLEM) als een hulpmiddel om gemicroinjecteerd Moleculen en hun Eukaryotische Subcellulaire Doelen Visualiseer

DOI:

10.3791/3650

May 4th, 2012

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De CLEM techniek is aangepast aan ultrastructurele morfologie van membranen, organellen, en subcellulaire structuren die door microgeïnjecteerde moleculen analyseren. Deze methode combineert de krachtige technieken van micromanipulatie / micro-injectie, confocale fluorescentie microscopie, en elektronenmicroscopie zodat millimeter tot multi-nanometer resolutie. Deze techniek is ontvankelijk voor een groot aantal toepassingen.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De eukaryote cel steunt op complexe, sterk gereguleerd en functioneel verschillende membraan gebonden compartimenten die een biochemische polariteit noodzakelijk te bewaren voor een goede cellulaire functie. Begrijpen hoe de enzymen, eiwitten, en het cytoskelet componenten besturen en onderhouden van deze biochemische scheiding is dan ook van het grootste belang. Het gebruik van fluorescent gelabeld moleculen te lokaliseren en / of verstoren subcellulaire compartimenten heeft een schat aan kennis en ons begrip van cellulaire regelgeving. Beeldvormingstechnieken zoals fluorescente confocale microscopie en maakt bepaling van de positie van een fluorescent gelabeld kleine molecule relatief eenvoudig, is echter de resolutie van zeer kleine beperkt 1.

Anderzijds heeft elektronenmicroscopie details bekend van subcellulaire morfologie bij zeer hoge resolutie, maar de statische aard is het moeilijk te meten zeer dynamische proprocessen met precisie 2,3. Dus de combinatie van lichtmicroscopie met elektronenmicroscopie van hetzelfde monster, genoemd Correlatieve licht-en elektronenmicroscopie (CLEM) 4,5, biedt de dubbele voordelen van ultrasnelle fluorescente beeldvorming met de hoge resolutie van elektronenmicroscopie 6. Deze krachtige techniek is geïmplementeerd om vele aspecten van celbiologie 5,7 bestuderen. Sinds haar oprichting heeft deze procedure vergroot ons vermogen om subcellulaire architecturen en morfologie met een hoge resolutie te onderscheiden.

Hier geven we een gestroomlijnde werkwijze voor het uitvoeren snel gevolgd door micro-injectie CLEM (Fig. 1). De microinjectie CLEM procedure kan worden gebruikt om bepaalde hoeveelheden kleine moleculen en / of eiwitten rechtstreeks in de eukaryote cel cytoplasma en onderzoeken de effecten van millimeter tot meerdere nanometer resolutie (Fig. 2). De techniek is gebaseerd op microinjectingcellen gekweekt op laser geëtst glas gerasterde dekglaasjes aan de onderkant van levende cellen gerechten en imaging zowel confocale fluorescente en elektronenmicroscopie. Lokalisatie van de cel (len) plaats wordt vergemakkelijkt door het rasterpatroon, dat gemakkelijk wordt, overgebracht samen met de cellen van belang, de EPON hars gebruikt voor immobilisatie van monsters en snijden voor elektronenmicroscopie analyse (Fig. 3). Overlay van fluorescerende en EM foto laat de gebruiker toe om de subcellulaire lokalisatie alsmede morfologische en / of ultrastructurele veranderingen geïnduceerd door de microgeïnjecteerde molecule plaats (Fig. 4). Deze techniek is ontvankelijk voor tijdstippen van ≤ 5 s tot enkele uren, afhankelijk van de aard van de microgeïnjecteerde monster.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Mammalian Cell Culture

  1. Normale Rat Kidney (NRK), onsterfelijk baarmoederhalskanker (HeLa) of andere geschikte zoogdiercellijnen worden gekweekt bij 37 ° C, 5% CO2 op Photoetched glazen dekglaasjes grid aangebracht cel schotels leven (zie tabel 1 voor reagens of inrichting in dit protocol) in DMEM + 10% FBS en 1% Pen / Strep. Er dienen voorzorgsmaatregelen te worden genomen om een ​​steriele omgeving te houden bij het werken met gekweekte zoogdiercellen.
  2. Let op experimentele tijdlijn (0-5 uur vs 1-2 dagen na injectie) de confluentie van cellen moet worden aangepast aan ~ ~ 50% of 25%, respectievelijk.
  3. <....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Werkwijze hier gepresenteerde maakt de directe levering van gezuiverde eiwitten, nucleïnezuren of kleine moleculen van de eukaryote cytoplasma en biedt ultrahoge resolutie analyse door de correlatie van fluorescerende en elektronenmicroscopie. Het gebruik van deze methode is eenvoudig maar toch robuust en kan worden uitgevoerd in eigen huis met veel bestaande kern faciliteiten en / of op de juiste wijze voorzien van elektronenmicroscopie labs. De techniek is ontvankelijk voor levende cellen, zodat de gebruiker de dynami.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Geen belangenconflicten worden gedeclareerd.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wij danken de leden van de Alto laboratorium voor nuttige discussies. We danken ook de moleculaire en cellulaire beeldvorming Facility aan de UT Southwestern Medical Center, in het bijzonder Dr Chris Gilpin, Tom Januszewski, en Laurie Mueller voor technische expertise en advies. We danken ook Dr Xionan Dong voor kritisch lezen van het manuscript. Dit werk wordt ondersteund door NIH subsidie ​​AI083359 naar NMA

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Naam van de Reagens Vennootschap Catalogus nummer Reacties
Photoetched Coverslip en Live-cell Plate MatTek P35G-2-14-CGRD
Texas Red Invitrogen D3329
Cascade Blue Invitrogen D7132
Rhodamine Labeling Kit Thermo Scientific 53002
0,22 urn centrifugale filtereenheid Millipore UFC30GV00
Borosilicaatglas Pipetten Sutter Instrumenten BF100-50-10
Micropipet Puller Sutter Instrumenten Model P-97 Gebruik programma # 4 na het uitvoeren van ramp-test
FemtoJet Micro-injectie-systeem Eppendorf Injectman NI2
Dekglaasje verwijderen Fluid MatTek PDCF OS 30
Technai Transmissie Elektronen Microscoop FEI Technai G2 BioTWIN
Ultramicrotombe Leica EM UC6

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Schmolze, D. B., Standley, C., Fogarty, K. E., Fischer, A. H. Advances in microscopy techniques. Arch. Pathol. Lab Med. 135, 255-263 (2011).
  2. Giepmans, B. N. Bridging fluorescence microscopy and electron microscopy. Histochem. Cell Biol. 130, 211-217 (2008).
  3. Mayhew, T. M.,....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Correlative Light Electron MicroscopyMicroinjection ProcedureFluorescent MicroscopyElectron MicroscopyGridded Glass CoverslipConfocal ImagingEpon Resin ProcessingImage Overlay AlignmentSubcellular LocalizationMorphological Changes

Related Articles