In situ frakcjonowanie subkomórkowe komórek ssaków na szkiełkach podstawowych do mikroskopu umożliwia wizualizację lokalizacji białek.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
In situ frakcjonowanie subkomórkowe komórek ssaków na szkiełkach podstawowych do mikroskopu umożliwia wizualizację lokalizacji białek.
Funkcja białek jest ściśle powiązana z ich lokalizacją. Choć niektóre białka są ograniczone do konkretnego miejsca lub przedziału subkomórkowego, wiele z nich występuje jako populacja swobodnie dyfundująca, znajdująca się w ciągłej wymianie z subpopulacją ściśle związaną z konkretną domeną lub strukturą subkomórkową. Frakcjonowanie subkomórkowe in situ umożliwia wizualizację kompartymentalizacji białek, a także może ujawnić subpopulacje białek lokalizujące się w określonych strukturach. Na przykład usunięcie rozpuszczalnych białek cytoplazmatycznych oraz słabo związanych białek jądrowych może ukazać trwałe powiązanie niektórych czynników transkrypcyjnych z chromatyną. Następujące po tym trawienie DNA może w niektórych przypadkach ujawnić powiązanie z siecią białek i RNA, określaną zbiorczo jako rusztowanie jądrowe lub macierz jądrowa.
W niniejszym materiale opisujemy kroki niezbędne do przeprowadzenia frakcjonowania in situ adherentnych i nieadherentnych komórek ssaków na szkiełkach podstawowych do mikroskopu. Wizualizację białek można przeprowadzić z wykorzystaniem swoistych przeciwciał lub fluorescencyjnych białek fuzyjnych oraz mikroskopii fluorescencyjnej. Przeciwciała i/lub barwniki fluorescencyjne pełniące rolę markerów konkretnych kompartmentów lub struktur pozwalają na szczegółowe mapowanie lokalizacji białek. Frakcjonowanie in situ można również połączyć z metodą western blotting w celu porównania ilości białek obecnych w każdej frakcji. To proste podejście biochemiczne może ujawnić powiązania, które w przeciwnym razie pozostałyby niewykryte.
I. Przygotowanie do frakcjonowania
W tej sekcji opisano przygotowanie szkiełek nakrywkowych do mikroskopu powlekanych poli-L-lizyną oraz przyłączanie komórek przed frakcjonowaniem. W razie potrzeby komórki można przejściowo przetransfekować wektorami ekspresyjnymi białek przed lub po przyłączeniu.
A. Przygotowanie szkiełek nakrywkowych powlekanych poli-L-lizyną
B. Przytwierdzanie komórek do szkiełek podstawowych
Komórki nieprzylegające (w tym przypadku używamy linii komórkowej K562)
Komórki adherentne (w tym przypadku używamy komórek Cos-7)
II. Frakcjonowanie subkomórkowe
In situ frakcjonowanie przeprowadza się zgodnie ze schematem przedstawionym na Rysunku 1, w oparciu o metodę opisaną wcześniej5 z modyfikacjami opisanymi wcześniej7 oraz w szczegółowym protokole poniżej. Zaleca się przenoszenie szkiełek podstawkowych do nowej płytki 6-dołkowej po każdym etapie frakcjonowania, wyjmując szkiełko przed usunięciem cieczy. Chociaż do obrazowania wymagane są tylko cztery szkiełka podstawkowe, dodatkowe szkiełka są niezbędne do przygotowania frakcji ekstraktu z całych komórek oraz macierzy jądrowej do analizy western blotting, jeśli ma ona być przeprowadzona równolegle.

III. Fixacja komórek i immunofluorescencja
IV. Reprezentatywne wyniki

Rysunek 2. Frakcjonowanie subkomórkowe nietransfekowanych komórek COS-7. Ufrakcjonowane komórki Cos-7 utrwalono formaldehydem, a następnie poddano immunostynowaniu z użyciem przeciwciał przeciwko $\alpha$-tubulinie, $\alpha$-histonie H1 lub $\alpha$-laminie A/C sprzężonych z TRITC, po czym zastosowano medium montażowe zawierające DAPI. Obrazy pozyskano za pomocą okularu 10x i obiektywu 63x przy użyciu konfokalnego mikroskopu Leica. Jądra komórkowe wizualizowano przy użyciu zestawu filtrów DAPI, natomiast w tym samym polu widzenia komórki barwione przeciwciałami markerowymi wizualizowano przy użyciu zestawu filtrów TRITC.

Rysunek 3. Białko fuzyjne GFP-6E2 wiąże się z macierzą jądrową. Frakcjonowanie subkomórkowe komórek Cos-7 wykazujących ekspresję białka fuzyjnego składającego się z zielonego białka fluorescencyjnego (GFP) połączonego z białkiem E2 wirusa HPV typu 6 (GFP-6E2). Jądra komórkowe wizualizowano za pomocą barwienia DAPI, natomiast lokalizację GFP-6E2 w komórkach przetransfekowanych wizualizowano bezpośrednio poprzez fluorescencję GFP. Laminę A/C wizualizowano przy użyciu przeciwciał α-Lamin A/C sprzężonych z TRITC oraz zestawu filtrów TRITC. Obrazy z nałożeniem kanałów (merge) wykazują, że część białka GFP-6E2 jest związana z macierzą jądrową (panel prawy dolny). Obrazy uzyskano zgodnie z opisem w Rysunku 2.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Typowe problemy i sugestie:
Wszystkie lub większość komórek zostają utracone podczas płukania. Podczas etapów płukania ciecze należy dodawać powoli, kierując je na ściankę płytki 6-dołkowej, aby uniknąć bezpośredniego strumienia na szkiełko podstawowe. Podobnie, ciecze należy usuwać poprzez ostrożne przechylenie płytki i powolne odpipetowanie nadmiaru płynu. Adhezję komórek można zwiększyć, stosując szkiełka podstawowe powlekane poli-L-lizyną.
DNA genomowe nie został...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Brak zadeklarowanych konfliktów interesów.
Anyaporn Sawasdichai oraz Nazefah Abdul Hamid są wdzięczni odpowiednio Rządowi Królestwa Tajlandii oraz Rządowi Malezji za stypendia doktoranckie. Praca ta była finansowana z grantu projektowego Wellcome Trust przyznanego PSJ i KG. Jesteśmy również wdzięczni ośrodkowi University of Bristol Wolfson Bioimaging Facility.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze | |
|---|---|---|---|---|
| BSA | Odczynnik chemiczny | Sigma-Aldrich | A9647-100G | |
| DNaza I | Odczynnik chemiczny | Sigma-Aldrich | DN25-1G | |
| poli-L-lizyna | Odczynnik chemiczny | Sigma-Aldrich | P-8920 | |
| Trypsyna | Odczynnik chemiczny | |||
| EGTA | Odczynnik chemiczny | Sigma-Aldrich | E4378-25G | |
| Formaldehyd | Odczynnik chemiczny | VWR | 284216N | |
| PIPES | Odczynnik chemiczny | Sigma-Aldrich | P-6757 | |
| Sacharoza | Odczynnik chemiczny | Fisher Scientific | S/8600/53 | |
| Triton X-100 | Odczynnik chemiczny | Sigma-Aldrich | T-6876 | |
| Medium montażowy z DAPI | Odczynnik chemiczny | Vector Laboratories | H-1200 | |
| Odczynnik do transfekcji Fugene 6 | Odczynnik chemiczny | Roche Group | 11814443001 | |
| Histona H1 | Przeciwciała | Santa Cruz Biotechnology, Inc. | SC-8030 | |
| Lamin A/C | Przeciwciała | Santa Cruz Biotechnology, Inc. | SC-20681 | |
| Tubulina-α | Przeciwciała | Santa Cruz Biotechnology, Inc. | SC-32293 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.