Dit protocol beschrijft een methode om de nucleocytoplasmatische transportsnelheid binnen motor neuronachtige NSC-34 cellen nauwkeurig te meten door de real-time verandering in de nucleaire invoer van een NLS-NES-GFP eiwit te kwantificeren.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Assay voor het meten van nucleocytoplasmisch transport in realtime binnen motor neuronachtige NSC-34 cellen
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Nucleocytoplasmisch transport verwijst naar de import en export van grote moleculen uit de celkern. Onlangs hebben een aantal studies een verband getoond tussen amyotrofische laterale sclerose (ALS) en afwijkingen in de nucleocytoplasmatische route. ALS is een neurodegeneratieve ziekte die de motorneuronen beïnvloedt en resulteert in verlamming en uiteindelijk in de dood, binnen gemiddeld 2-5 jaar. De meeste gevallen van ALS zijn sporadisch zonder enige schijnbare genetische koppeling, maar 10% worden op een dominante manier geërfd. Onlangs werden hexanucleotide-herhalingsuitbreidingen (HREs) in het chromosoom 9 open leesframe 72 (C9orf72) gen geïdentificeerd als een genetische oorzaak van ALS en frontotemporale dementie (FTD). Het is belangrijk dat verschillende groepen onlangs hebben voorgesteld dat deze mutanten nucleocytoplasmisch transport beïnvloeden. Deze studies hebben meestal het uiteindelijke resultaat en de manifestaties veroorzaakt door HRE's op het nucleocytoplasmisch vervoer laten zien, maar ze tonen geen dysfunctie van nucleaire transport inechte tijd. Als gevolg hiervan kan alleen ernstige nucleocytoplasmische transporttekorten worden bepaald, hoofdzakelijk door hoge overexpressie of exogene eiwitinbreng.
Dit protocol beschrijft een nieuwe en zeer gevoelige test om de nucleocytoplasmatische transportdysfunctie in realtime te evalueren en te kwantificeren. De invoerhoeveelheid van een NLS-NES-GFP-eiwit (shuttle-GFP) kan in real-time worden gekwantificeerd met behulp van fluorescerende microscopie. Dit wordt uitgevoerd door gebruik te maken van een exportinhibitor, waardoor de shuttle GFP alleen de kern kan binnendringen. Om de test te valideren, werden de C9orf72 HRE vertaalde dipeptide herhalingen, poly (GR) en poly (PR), die eerder werden getoond om nucleocytoplasmisch transport te verstoren, gebruikt. Met behulp van de beschreven test werd een 50% daling van de nucleaire importrate waargenomen in vergelijking met de controle. Met behulp van dit systeem kunnen kleine veranderingen in nucleocytoplasmisch transport worden onderzocht en het vermogen van verschillende factoren om een nucleocytoplasmatische tr (zelfs gedeeltelijk) te reddenAnsport defect kan worden bepaald.
Inleiding
Het nucleaire porecomplex (NPC) controleert de invoer en uitvoer van grote moleculen in en uit de celkern. In tegenstelling tot kleine moleculen, die de nucleus zonder regulatie 1 kunnen binnengaan, wordt het transport van grotere moleculen sterk gecontroleerd door de NPC. Deze grote moleculen, zoals eiwitten en RNA, associëren met transportfactoren, waaronder importins en exportins, worden geïmporteerd en geëxporteerd vanuit de kern 2 . Om geïmporteerd te worden, moeten eiwitten een klein peptidemotief bevatten, in het algemeen een nucleair lokalisatiesignaal (NLS) genoemd, dat gebonde....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Cell Line Preparation
- Ontdooi ongeveer 1.000.000 muisneuroblastom ruggenmergcellen (NSC-34 cellen) die in een vloeibare stikstofhouder werden opgeslagen. Gebruik een 37 ° C water incubator totdat de cellen volledig ontdooid zijn.
- Voeg fris, warm medium (DMEM medium met 10% foetaal runder serum (FBS), 1% L-glutamine en 1% pen-strep antibiotica toe).
- Centrifuge ontdooide cellen (SL16R) bij 500 xg gedurende 5 minuten, waarbij een celpelletje wordt gevormd. Gooi het medium weg en voeg 1 ml nieuw medium toe voor de celresuspensie.
- Plaats de geresuspendeerde cellen in een 15 ml fles en voeg een extra 5 ml medium toe. Incubeer de ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Met behulp van de hier beschreven procedure werden motorneurachtige NSC-34 cellen getransfecteerd met een NLS-NES-GFP (shuttle-GFP) eiwit. Dit eiwit, dat een NLS- en NES-signaalsequentie heeft ( Figuur 1 ), kan pendelen tussen de kern en het cytoplasma. Generieke GFP kan de nucleus binnengaan of verlaten bij afwezigheid van een lokalisatie signaalmerk alleen door diffusie en wordt daarom gelijkmatig verdeeld tussen de kern en het cytoplasma ( Figuur 2A ).......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Dit protocol toont een zeer gevoelige en kwantitatieve nieuwe analyse om de kleine veranderingen in nucleocytoplasmisch vervoer te evalueren. Met behulp van dit systeem is het mogelijk om nucleocytoplasmatisch transport en de dysfunctie ervan in real-time te observeren en te meten, niet alleen grote defecten die leiden tot dramatische veranderingen in eiwitverdeling. Deze analyse heeft niet alleen een gevoeligheids voordeel, maar vereist ook weinig voorbereiding, is goedkoop, en is een zeer makkelijke en lage-engagement.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
Auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Wij bedanken alle leden van het AI laboratorium voor hun nuttige opmerkingen en suggesties. Wij danken prof. Mark Hipp (Max Planck Instituut voor Biochemie) om ons te voorzien van de shuttle-GFP vector. Dit werk werd ondersteund door subsidies van de Israëlische Wetenschapsstichting (ISF # 124/14), de Binational Science Foundation (BSF # 2013325), FP7 Marie Curie Career Integration Grant (CIG # 333794) en het National Institute for Psychobiology in Israël NIPI # b133-14 / 15).
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Mouse Motor Neuron-Like hybrid Cell Line (NSC-34) | tebu-bio | CLU140-A | |
| DMEM 4.5 g/L L-glucose | Biological Industries | 01-055-1A | |
| FBS European Grade | Biological Industries | 04-007-1A | |
| SL 16R Centrifuge | Thermo Scientific | 75004030 | |
| Thermo Forma Series ii Water Jacketed CO2 Incubator | Thermo Scientific | 3111 | |
| Cover glass 12 mm dia., 0.13-0.17 mm thick | Bar Naor LTD | ||
| TurboFect Transfection Reagent | Thermo Scientific | R0531 | |
| Axiovert 100 inverted microscope | Zeiss | ||
| Imaging Workbench 2 | Axon Instruments | ||
| Leptomycin B | Sigma | L2913 | |
| PBS | Biological Industries | 02-023-1A | |
| Homogenizer motor/control/chuck/90 degree clamp | Glas-Col | 099C K5424CE | |
| MicroCL 17R Centrifuge, Refrigerated | Thermo Scientific | 75002455 |
Referenties
- Alberts, B. Molecular biology of the cell. , 4th edn, Garland Science. (2002).
- Freitas, N., Cunha, C. Mechanisms and signals for the nuclear import of proteins. Curr Genomics. 10, 550-557 (2009).
- Kalderon, D., Roberts, B. L., Richardson, W. D., Smith, A. E.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
