Method Article

Monitoring Plasmide Replicatie in Live zoogdiercellen over meerdere generaties door fluorescentie microscopie

DOI:

10.3791/4305

December 13th, 2012

In This Article

Summary

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

Werkwijze voor het observeren individuele DNA-moleculen in levende cellen beschreven. De techniek is gebaseerd op de binding van een fluorescent gelabeld lac repressor eiwit bindingsplaatsen ontworpen in het DNA van belang. Deze methode kan worden aangepast aan vele recombinant DNA volgen in levende cellen in de tijd.

Abstract

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

Weinig natuurlijk voorkomende plasmiden worden gehandhaafd in zoogdiercellen. Onder deze zijn genomen van gamma-herpesvirussen, zoals Epstein-Barr virus (EBV) en Kaposi-sarcoom-geassocieerd herpesvirus (KSHV) die leiden tot meerdere menselijke maligniteiten 1-3. Deze twee genomen worden gerepliceerd in een erkende wijze elk een unieke virale eiwitten en cellulaire replicatie machines, en worden doorgegeven aan dochtercellen bij celdeling ondanks hun waar traditionele centromeren 4-8.

Er is veel werk gedaan om de replicatie van deze plasmide genomen karakteriseren methoden zoals Southern blotting en fluorescentie in situ hybridisatie (FISH). Deze methoden zijn beperkt, alhoewel. Kwantitatieve PCR en Southern blots informatie over het gemiddelde aantal plasmiden per cel in een populatie van cellen. FISH is een single-cell assay dat zowel het gemiddelde aantal en de verdeling van plasmide onthult s per cel in de populatie van cellen, maar statisch, zodat geen informatie over de ouder of nakomelingen van de onderzochte cel.

We beschrijven een werkwijze voor het visualiseren van plasmiden in levende cellen. Deze methode is gebaseerd op de binding van een fluorescent gelabeld lactose repressor eiwit naar meerdere locaties in het plasmide plaats 9. Het DNA van belang is ontworpen om ongeveer 250 tandem repeats van de lactose operator (LACO) sequentie omvatten. LACO is specifiek gebonden door de lactose repressor eiwit (LacI), die kan worden gefuseerd aan een fluorescerend eiwit. Het fusie-eiwit kan tot expressie worden gebracht van de kunstmatige plasmide zijn of van een retrovirale vector. Op deze wijze worden de DNA moleculen fluorescent gelabeld en daardoor zichtbaar via fluorescentiemicroscopie. Het fusie-eiwit wordt geblokkeerd binden van plasmide DNA door het kweken van cellen in aanwezigheid van IPTG tot de plasmiden kan worden bekeken. NHOUD "> dit systeem kan de plasmiden worden bewaakt in levende cellen heen zijn de eigenschappen onthullen hun synthese en partitionering dochtercellen. Ideal hechtende cellen, getransfecteerd eenvoudig en hebben grote kernen. Deze techniek is gebruikt om te bepalen of 84% van EBV afgeleide plasmiden worden gesynthetiseerd elke generatie en 88% van de nieuw gesynthetiseerde plasmiden partitie getrouw aan dochtercellen in HeLa cellen. paren van deze EBV plasmiden werden gezien worden gebonden aan of verbonden met zusterchromatiden na hun synthese in S- fase totdat ze werden beschouwd te scheiden als zusterchromatiden gescheiden Anaphase 10. methode wordt momenteel gebruikt om replicatie van KSHV genomen in HeLa cellen en SLK cellen te bestuderen. HeLa cellen geïmmortaliseerde menselijke epitheelcellen en SLK cellen geïmmortaliseerde humane endotheliale cellen. Hoewel SLK-cellen werden oorspronkelijk afkomstig van een KSHV laesie, noch de HeLa noch SLK cellijn natuurlijk harbors KSHV genomen 11. Naast het bestuderen van virale replicatie kan deze visualisatie techniek worden toegepast om de effecten van de toevoeging, verwijdering of wijziging van verschillende DNA sequentie-elementen op synthese, lokalisatie en partitioneren van andere recombinant plasmide DNA te onderzoeken.

Protocol

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

1. Engineering van Cellen met Zichtbare Plasmiden

  1. Gebruik standaard restrictiedigestie of homologe recombinatie technieken om een ​​DNA fragment dat ongeveer 250 kopieën van de operatorsequentie lactose (LACO) in het plasmide te introduceren gevisualiseerd. Het plasmide was bacmide van ongeveer 170 kbp en die het gehele genoom van Kaposi-sarcoom-geassocieerd Herpes Virus (KSHV) en gecodeerde resistentie tegen hygromycine 12.
  2. Introduceren LACO bevattende plasmide DNA in zoogdiercellen door transfectie met Lipofectamine 2000. We HeLa cellen getransfecteerd en SLK in 60 mm schalen gedurende 4 uur met 10 ug gezuiverd plasmide DNA met 25 pl....

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

Results

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

Maximumintensiteit projecties van z-stacks verkregen in een representatief experiment worden getoond in Figuur 3. Typische plasmide signalen in 3-8 segmenten van de z-stack, naargelang zij vertegenwoordigen een of clusters van plasmiden. In het geval van EBV-en KSHV-afgeleide plasmiden, de signalen langzaam bewegen in de cel totdat de cel mitose bereikt. De cellen zelf migreren in de loop van het experiment. Ze worden ook sferische en losmaken van de schotel tijdens de mitose. De celcyclus voor ge.......

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

Discussion

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

De hier beschreven werkwijze kan worden gebruikt om plasmiden in levende zoogdiercellen tijd volgen over meerdere generaties. Door de beperking van de blootstelling aan excitatielicht, hebben we gebruik gemaakt van deze technieken om cellen van nieuw verdeeld paren volgen via kolonies van 16-32 cellen, die ten minste 72 uur en 3 celdelingen. Deze experimenten geven informatie niet kan worden verkregen door statische assays zoals kwantitatieve PCR, Southern blotting en FISH.

Het is essentieel.......

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

Disclosures

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

Geen belangenconflicten verklaard.

Acknowledgements

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

Dit werk werd gefinancierd door subsidies van de NIH en ACS, met inbegrip van T32CA009135, CA133027, CA070723 en CA022443. Bill Sugden is een American Cancer Society Research Professor.

....

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 het reagens Vennootschap Catalogusnummer Reacties
DMEM GIBCO 11965
OptiMEM GIBCO 31985
Foetaal runderserum Hyclone SH30910.03
Penicilline Sigma P3032
Streptomycinesulfaat Sigma S9137
Hygromycine Calbiochem 400050 400 ug / ml voor SLK, 300 ug / ml voor HeLa
Isopropyl-bD-thiogalactoside (IPTG) Roche 10 724 815 001 Eindconcentratie 200 pg / ml
Lipofectamine 2000 Invitrogen 11668-027
HEPES GIBCO 15630
Glazen bodem gerechten MatTek P35G-1.5-10-C
CultFoil Pecon 000000-1116-08
Axiovert 200M Zeiss
Kolibrie Zeiss 423052-9500-000
Neutraal witte LED Zeiss 423052-9120-000
Filter Cube 75 HE Zeiss 489075-0000-000
Plan-Apochromat 63x/1.4 doel Zeiss 440762-9904-000
CascadeII: 1024 EMCCD camera Lichttechniek B10C892007
Tempcontrol mini Zeiss / Pecon 000000-1116-070
Tempcontrol zevenendertig-twee digitale Zeiss / Pecon 000000-1052-320
CTI Controller 3700 digitale Zeiss / Pecon 411856-9903
Doelstelling verwarming Zeiss / Pecon 440760-0000-000
Stage verwarming insert P Zeiss / Pecon 411861-9901-000
Stage-top Incubator S Zeiss / Pecon 411860-9902-000
Luchtbevochtiger System Zeiss / Pecon 000000-1116-065

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Cesarman, E., Chang, Y., Moore, P. S., Said, J. W., Knowles, D. M. Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus-like DNA sequences in AIDS-related body-cavity-based lymphomas. N. Engl. J. Med. 332, 1186-1191 (1995).
  2. Chang, Y., et al.

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

Plasmid ReplicationFluorescence MicroscopyLive Cell ImagingLactose OperatorFluorescent Protein FusionViral Genome PartitioningCell Division TrackingFluorescent TaggingTime Lapse ImagingHeLa Cells

Related Articles