Methodenartikel

4D microscopie van gist

8K weergaven

DOI:

10.3791/58618

28 april 2019

In dit artikel

Samenvatting

Dit protocol beschrijft de analyse van fluorescently gelabelde intracellulaire compartimenten in ontluikende gist met behulp van Multi-Color 4D (time-lapse 3D) confocale microscopie. De beeldvormings parameters worden gekozen om adequate signalen vast te leggen en foto schade te beperken. Met aangepaste ImageJ-plug-ins kunnen gelabelde structuren worden bijgehouden en kwantitatief worden geanalyseerd.

Samenvatting

Het doel van dit protocol is om te karakteriseren hoe membraan compartimenten vorm en transformeren in levende cellen van ontluikende gist. Veel intracellulaire compartimenten in gist zijn dynamisch, en een volledig begrip van hun eigenschappen vereist timelapse-beeldvorming. Multi-Color 4D confocale fluorescentiemicroscopie is een krachtige methode voor het bijhouden van het gedrag en de samenstelling van een intracellulaire compartiment op een tijdschaal van 5-15 min. een grondige analyse van het compartiment dynamiek vereist de vangst van duizenden optische Secties. Om dit doel te bereiken, worden fotobleaching en fototoxiciteit geminimaliseerd door snel te scannen bij zeer lage Laser stroom, en de pixelafmetingen en Z-stap intervallen worden ingesteld op de grootste waarden die compatibel zijn met het bemonsteren van de afbeelding met volledige resolutie. De resulterende 4D-datasets zijn luidruchtig, maar kunnen worden gladgestreden door deconvolutie. Zelfs met gegevens van hoge kwaliteit is de analyse fase uitdagend omdat intracellulaire structuren vaak talrijk, heterogeen en mobiel zijn. Om aan deze behoefte te voldoen, zijn aangepaste ImageJ-plug-ins geschreven naar array 4D-gegevens op een computerscherm, identificeren van belangen structuren, bewerken van de gegevens om individuele structuren te isoleren, kwantificeren de fluorescentie tijd cursussen en maken films van de geprojecteerde Z-stacks. 4D-films zijn vooral handig voor het onderscheiden van stabiele compartimenten van tijdelijke compartimenten die omkomen door rijping. Dergelijke films kunnen ook worden gebruikt om gebeurtenissen zoals compartiment fusie te karakteriseren en om de effecten van specifieke mutaties of andere verstoringen te testen.

Inleiding

Compartimenten van het endomembraansysteem-systeem zijn in constante flux en hun volledige karakterisering vereist Live-celbeeldvorming. Hier beschreven is een protocol dat 4D (time-lapse 3D) confocale microscopie gebruikt om fluorescently gelabelde compartimenten te visualiseren in ontluikende gisten. De methode werd ontwikkeld om de dynamiek van secretoire compartimenten in Pichia pastoris en Saccharomyces cerevisiae1,2,3te volgen. Dit protocol richt zich op S. cerevisiae, die een niet-gestapelde Golgi heeft waarin de individuele cisternae optisch....

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

Protocol

1. voorbereiding

  1. Maak niet-fluorescerende minimale NSD-medium2. De afwezigheid van riboflavine wordt verwacht om achtergrond intracellulaire groene fluorescentie en bijbehorende fototoxiciteit te verminderen.
  2. Kweek de gist stam 's nachts bij ~ 23 °c tot logaritmische fase in 5 ml nsd in een verbijsterd kolf van 50 ml met goede beluchting. Over 3-4 h vóór de analyse, Verdun de gistcultuur in verse NSD zodat de uiteindelijke OD600 0,5-0,8 zal zijn op het moment van beeldvorming.
  3. Bereid een 2 mg/mL oplossing van concanavalin A (ConA). Indien gewenst, Vries aliquots van deze oplossing in vloeibare stikstof en bewaren bij....

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

Resultaten

Het voorbeeld hier documenten gegeven en kwantificeert de rijping van twee gist Golgi cisternae als gevisualiseerd door Dual-Color 4D confocale microscopie3. Een gist cel bevat op de orde van 10-15 Golgi cisternae, elk van die rijpt over een tijdsverloop van ongeveer 2-4 min. rijping kan worden gevisualiseerd door het taggen van de vroege Golgi marker Vrg4 met GFP en door het taggen van de late Golgi marker Sec7 met een rode fluorescerende eiwitten zoals mCherry of.......

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

Discussie

4D confocale beeldvorming van gist organellen vereist zorgvuldige afstemming van meerdere parameters. De belangrijkste zorg is fotobleaching en fototoxiciteit. Een typische 4D-film omvat het verzamelen van duizenden optische secties, zodat de laser verlichting zo laag mogelijk moet worden gehouden. Tandem fluorescerende eiwit Tags kunnen worden gebruikt om het signaal te stimuleren zonder de expressie van het gelabelde eiwit16,17te verhogen. Het maximaliseren van.......

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

Dit werk werd ondersteund door NIH Grant R01 GM104010. Bedankt voor de hulp met fluorescentiemicroscopie aan Vytas Bindokas en Christine labno op de geïntegreerde microscopie kern faciliteit, die wordt ondersteund door de door NIH gefinancierde Cancer Center ondersteuning Grant P30 CA014599.

....

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

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
35 mm glass bottom dishes No. 1.5MatTekP35G-0.170-14-CBeeldvormingsschalen
Concanavalin A poederSigma-AldrichC2010
TroloxVector LaboratoriesCB-1000
Leica SP8 confocale microscoopLeica Microsystems
Leica Application Suite X Leica MicrosystemsMicroscoopsoftware
Huygens Essential software, versie 17.04Scientific Volume ImagingDeconvolutiesoftware
ImageJNIHBeeldverwerkings- en analysesoftware

Referenties

  1. Bevis, B. J., Hammond, A. T., Reinke, C. A., Glick, B. S. De novo formation of transitional ER sites and Golgi structures in Pichia pastoris. Nature Cell Biology. 4 (10), 750-756 (2002).
  2. Day, K. J., Papanikou, E., Glick, B. S. 4D confocal imaging of yeast organelles. <....

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

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

4D confocale microscopiebeeldvorming van gistcellendynamiek van intracellulaire compartimententracking van Golgi cisternenfluorescentie tijdreeksanalyseImageJ pluginanalysedeconvolutie bleekcorrectiez stack optische doorsnedenlevende gistcelkweeklokalisatie van fluorescente markers

Gerelateerde artikelen