Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Buigstijfheid Metingen van Biopolymeren gebruik Zweefvliegen Assays

10.7K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/50117

⸱

9 november 2012

 ,  , 

In dit artikel

Samenvatting

Een methode om de persistentielengte of buigstijfheid van biopolymeren meten beschreven. De methode gebruikt een kinesine aangedreven microtubule gliding assay experimenteel bepalen de persistentielengte van individuele microtubuli en is aanpasbaar aan actine gebaseerde assays glijden.

Samenvatting

Microtubules cytoskelet polymeren die een rol spelen in celdeling, mechanica en intracellulair transport. Elk van deze functies is microtubules die stijf en recht genoeg om een ​​aanzienlijk deel van de celdiameter overspannen. Daardoor is het microtubule persistentielengte, een maat van stijfheid, actief onderzocht voor de laatste twee decennia 1. Niettemin, open vragen blijven: kort microtubuli zijn 10-50 keer minder stijf dan lange microtubuli 2-4, en zelfs lang microtubuli hebben gemeten persistentie lengten die variëren van een orde van grootte 5-9.

Hier presenteren we een methode om microtubule persistentie lengte te meten. De methode is gebaseerd op een kinesine aangedreven microtubule gliding assay 10. Door het combineren van schaarse fluorescente labeling van individuele microtubuli met enkel deeltje volgen van individuele fluoroforen aan de microtubuli, de gliding trajecten van enkele microtubuli worden bijgehouden met nanometer-niveau precisie. De persistentielengte van de trajecten is hetzelfde als de persistentielengte van het microtubule onder de gebruikte 11. Een geautomatiseerde volgen routine wordt gebruikt microtubule trajecten maken van fluoroforen aan individuele microtubuli, en de persistentielengte van dit traject wordt berekend op basis routines geschreven in IDL.

Deze techniek is snel uitvoerbaar en staat om de persistentielengte van 100 microtubuli in een dag experimenten. De werkwijze kan worden uitgebreid tot persistentielengte meten onder verschillende omstandigheden, waaronder persistentielengte als functie van lengte langs microtubuli. Bovendien kan de gebruikte analyse routines worden uitgebreid tot myosine-based assays werkende glijden, de persistentielengte van actine filamenten maatregel.

Inleiding

Het cytoskelet, een netwerk van biopolymeren in de meeste eukaryotische cellen een rol speelt in cellulaire organisatie, intracellulair transport en cel mechanica. De mechanische eigenschappen van de biopolymeren van het cytoskelet (voornamelijk actine en microtubuli) spelen een belangrijke rol bij het ​​bepalen van de mechanische eigenschappen van de cel als geheel 12. Sinds hele cel mechanica kunnen karakteriseren gezonde en zieke cellen 13,14 en is betrokken bij cellulaire motiliteit 15, zijn de mechanische eigenschappen van de onderliggende cytoskelet componenten al een actief gebied van onderzoek voor de afgelopen twee decennia <....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

1. Microtubuli Zweefvliegen Assay Stock Solutions

Bereid voor op zweefvliegen test.

  1. Polymeriseren 0,5 mg microtubuli dun gelabeld met heldere organische fluorofoor 22. Het doel etiket concentratie is 1 fluorofoor per micrometer van microtubuli, of een etikettering dichtheid van ongeveer 1 fluorofoor per 1.500 tubuline-dimeren. Bewaren bij kamertemperatuur, licht beschermd met aluminium, folie voor maximaal twee weken.
  2. Zuiveren biotine-kinesine 21 ongeveer 1 uM. Bij -80 ° C in 5 pi aliquots voor gebruik in afzonderlijke experimenten.
  3. Bereid de assay buffer (AB) van 50 mM imidiazole, 50 m....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Een momentopname van een glijdende assay is weergegeven in figuur 2. Een goede microtubuli dichtheid is 1 tot 10 microtubuli per gezichtsveld; aanzienlijk meer zal resulteren in Haperingen als microtubuli elkaar kruisen. Een grafiek van de 11 microtubule trajecten van de glijdende assay in figuur 2 is weergegeven in figuur 3. Typische trajecten zijn 10 tot 30 micrometer lang, sommige trajecten hebben gaten waar een microtubule kruist elkaar. Deze trajecten kunnen worden.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Persistentielengte metingen een goede karakterisering van de mechanische eigenschappen van individuele biopolymeren. In dit artikel hebben we een methode beschreven voor het meten van de persistentielengte van microtubuli. Zoals vermeld in de inleiding, is deze werkwijze gemakkelijk uitgebreid onderzoek microtubule mechanische eigenschappen in verschillende omstandigheden eenvoudigweg door het variëren van de reagentia, temperatuur of viscositeit in de laatste stap van de assay glijden, 3.9, of door polymerisatie van mi.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs verklaren dat zij geen concurrerende financiële belangen hebben.

Dankbetuigingen

Wij danken Melissa Klocke voor hulp bereiden Figuur 1 en Anna Ratliff voor het aantonen van het protocol. Dit werk werd ondersteund door de Research Corporation for Science Advancement.

....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Reagentia
Imidazol Sigma-Aldrich I2399
Kaliumchloride Sigma-Aldrich P9541
Magnesiumchloride Sigma-Aldrich M8266
EGTA Sigma-Aldrich E3889
BSA Calbiochem 126615
Gebiotinyleerd BSA Thermo Scientific 29130
Α-caseïne Sigma-Aldrich C6780
Streptavidine Thermo Scientific 21125
Dithiothreitol Sigma-Aldrich D0632
Paclitaxel LC Laboratories P-9600
Glucose oxidase Sigma-Aldrich G2133
Catalase Sigma-Aldrich C100
Glucose Sigma-Aldrich G8270
ATP Sigma-Aldrich A2383
2-mercaptoethanol Sigma-Aldrich M3148 Toxic. Koop klein bedrag.
24X60 mm No 1 1/2 afdekglas VWR 48393-252
22x22 mm nr. 1 afdekglas Gold Seal 3306
High Vacuum Grease Dow-Corning NA
Apparatuur
TIRF microscoop Veel NA De TIRF microscoop gebruikt in deze methode was zelfgemaakt.
IDL (software) Exelis NA Kan vervangen MATLAB, ImageJ, of andere software voor beeldanalyse.

Referenties

  1. Hawkins, T., Mirigian, M., Selcuk Yasar, M., Ross, J. L. Mechanics of microtubules. Journal of biomechanics. 43, 23-30 (2010).
  2. Pampaloni, F., et al. Thermal fluctuations of grafted microtubules provide evidence of a length-depend....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Meer artikelen verkennen

Persistentielengte van microtubuligliding-assaykinesine-gestuurde assayfluorescentielabelingsingle-particle trackingtotal internal reflection fluorescentiemicroscopieIDL-trackingroutinepaclitaxelstabilisatieactinfilamentanalyse