1. Przygotowanie odczynników
- Przygotować bufory i odczynniki zgodnie z wytycznymi w Tabeli 1 i Tabeli 2. W trakcie eksperymentu wszystkie roztwory należy przechowywać na lodzie, chyba że zaznaczono inaczej.
| Roztwór | Składniki | Rekomendowany czas przechowywania | Uwagi |
| 5X BRB80 | 400 mM K-PIPES, 5 mM MgCl2, 5 mM EGTA, pH 6.8 za pomocą KOH, sterylizować przez filtr | do 2 lat | Przechowywać w 4 °C |
| 1X BRB80 | 80 mM K-PIPES, 1 mM MgCl2, 1 mM EGTA, pH 6.8 | do 2 lat | Przechowywać w 4 °C |
| BRB80-DTT | 1X BRB80, 1 mM DTT | do 2 dni | |
| Bufor do analizy | 80 mM K-PIPES, 3 mM MgCl2, 1 mM EGTA, pH 6.8, 5% sacharozy (LUB 1X BRB80, 5% sacharozy, 2 mM MgCl2) | do 1 roku | Przechowywać w 4 °C |
| Bufor główny (MB) | Bufor do analizy, 5mM TCEP | 1 tydzień | Przygotować w dniu eksperymentu; rozdzielić do dwóch probówek: MB-ciepły w temperaturze pokojowej oraz MB-zimny w lodzie; dodać 1 mM DTT w przypadku użycia barwników fluorescencyjnych |
| Bufor główny z metylocelulozą (MBMC) | 1X BRB80, 0.8% metylocelulozy, 5 mM TCEP, 5 mM MgCl2 | 1 tydzień | Przygotować w dniu eksperymentu; dodać 1 mM DTT w przypadku użycia barwników fluorescencyjnych |
| Bufor do rozcieńczania białek (DB) | MB, 1 mg/mL albuminy surowicy bydlęcej (BSA), 1 µM ATP | 1 dzień, w lodzie | Przygotować w dniu eksperymentu; dodać 1 mM DTT w przypadku użycia barwników fluorescencyjnych |
| Mieszanina usuwająca tlen (OSM) | MB, 389 µg/mL katalazy, 4.44 mg/mL oksydazy glukozowej, 15.9 mM 2-merkaptoetanolu (BME) | 1 dzień, w lodzie | Przygotować w dniu eksperymentu |
| Końcowy roztwór usuwający tlen (OSF) | MB, 350 µg/mL katalazy, 4mg/mL oksydazy glukozowej, 14.3 mM BME, 15 mg/mL glukozy | użyć w ciągu 30 min | Przygotować bezpośrednio przed użyciem, dodając 1 µL glukozy do 9 µL OSM |
Tabela 1: Lista buforów użytych w tym protokole oraz ich składniki. Informacje na temat tego, z jakim wyprzedzeniem można przygotować poszczególne bufory, znajdują się w kolumnie „Zalecany czas przechowywania”.
| Odczynnik | Stężenie przechowywania | Rozpuszczalnik do przechowywania | Temperatura przechowywania | Stężenie robocze | Stężenie końcowe | Zalecany czas przechowywania | Uwagi |
| Neutravidin (NA) | 5 mg/mL | 1X BRB80 | -80°C | 0,2 mg/mL | 0,2 mg/mL | do 1 roku | Stosowany do immobilizacji mikrotubul poprzez wiązanie biotyna-neutravidyna-biotyna; przechowywać w małych aliquotach |
| Kappa-kazeina (KC) | 5 mg/mL | 1X BRB80 | -80°C | 0,5 mg/mL | 0,5 mg/mL | do 2 lat | Stosowana do blokowania powierzchni komory obrazowania; przechowywać w małych aliquotach; w dniu eksperymentu oddzielić niewielką objętość i pozostawić w temperaturze pokojowej |
| Seryjna albumina bydlęca (BSA) | 50 mg/mL | 1X BRB80 | -20°C | 1 mg/mL (w DB) | N/D | do 2 lat | przechowywać w małych aliquotach |
| Katalaza | 3,5 mg/mL | 1X BRB80 | -80°C | 350 µg/mL (w OSF) | 35 µg/mL | do 2 lat | składnik mieszaniny usuwającej tlen; przechowywać w małych aliquotach |
| Oksydaza glukozowa | 40 mg/mL | 1X BRB80 | -80°C | 4 mg/mL (w OSF) | 0,4 mg/mL | do 2 lat | składnik mieszaniny usuwającej tlen; przechowywać w małych aliquotach |
| Tubulina | Liofilizowana | N/D | 4°C | 10 mg/mL | 2,12 mg/mL (w mieszaninie tubuliny) | do 1 roku | Po rozpuszczeniu tubuliny należy przechowywać ją w niskiej temperaturze, aby zapobiec polimeryzacji. |
| Adenozynotrifosforan (ATP) | 100 mM | woda ultrapurystyczna | -20°C | 10 mM | 1 mM | 6 miesięcy | Przygotować roztwór w wodzie sterylizowanej filtrem, dostosować pH do ~7,0 i zamrozić w małych aliquotach. |
| Guanozynotrifosforan (GTP) | 100 mM | woda ultrapurystyczna | -20°C | 10 mM | 1,29 mM (w mieszaninie tubuliny) | 6 miesięcy | Przygotować roztwór w wodzie sterylizowanej filtrem, dostosować pH do ~7,0 i zamrozić w małych aliquotach. |
| Guanozyno-5'-[(α,β)-metyleno] trifosforan (GMPCPP) | 10 mM | woda ultrapurystyczna | -20°C | 10 µM | 0,5 µM | 6 miesięcy | |
| Ditiotreitol (DTT) | 1 M | woda sterylna | -20°C | 1 mM | N/D | do 2 lat | |
| Tris(2-karboksyetylo) fosfina (TCEP) | 0,5 M | woda sterylizowana filtrem | Temperatura pokojowa | 5 mM | N/D | do 2 lat | |
| Metyloceluloza | 1% | woda sterylna | Temperatura pokojowa | 0,8% (w MBMC) | 0,21% (w mieszaninie tubuliny) | do 1 roku | Rozpuścić metylocelulozę, powoli dodając ją do wody o temperaturze bliskiej wrzenia. Pozostawić do ochłonięcia podczas ciągłego mieszania. |
| Beta-merkaptoetanol (BME) | 143 mM | woda sterylna | Temperatura pokojowa | 14,3 mM (w OSF) | 1,43 mM | do 5 lat | 143 mM to rozcieńczenie roztworu zapasu BME w stosunku 1:100 |
| Glukoza | 150 mg/mL | 1X BRB80 | -80°C | 15 mg/mL (w OSF) | 1,5 mg/mL | do 2 lat | Dodać do OSM bezpośrednio przed użyciem |
| (±)-6-hydroksy-2,5,7,8-tetrametylchroman-2-kwas karboksylowy (Trolox) | 10 mM | 1X BRB80 | -80°C | 10 mM | 1 mM | do 1 roku | Nie rozpuszcza się całkowicie. Dodać nieco NaOH, mieszać przez ~4 godziny i wysterylizować filtrem przed użyciem |
| mPEG-Sycyjminydylowy walerianian, MW 5 000 | proszek | N/D | -20°C | 333 mg/mL
(w 0,1 M wodorowęglanie sodu) | 324 mg/mL
(w 0,1 M wodorowęglanie sodu) | 6 miesięcy | Przygotować aliquoty o masie ~34 mg, opisując każdą probówkę dokładną wagą proszku. Przesunąć gaz azotowy nad ciałem stałym, uszczelnić probówki parafilmem i przechowywać w -20°C w pojemniku z osuszaczem. |
| Biotyna-PEG-SVA, MW 5 000 | proszek | N/D | -20°C | 111 mg/mL
(w 0,1 M wodorowęglanie sodu) | 3,24 mg/mL (w 0,1 M wodorowęglanie sodu) | 6 miesięcy | Przygotować aliquoty o masie ~3 mg, opisując każdą probówkę dokładną wagą proszku. Przesunąć gaz azotowy nad ciałem stałym, uszczelnić probówki parafilmem i przechowywać w -20°C w pojemniku z osuszaczem. |
Tabela 2: Lista odczynników użytych w niniejszym protokole. Uwzględniono zalecane warunki przechowywania i stężenia, stężenia robocze roztworów zapasowych wykorzystywanych podczas eksperymentu oraz stężenie końcowe w komorze obrazowania. Dodatkowe uwagi znajdują się w kolumnie po prawej stronie.
2. Przygotowanie slajdów Biotin-PEG
UWAGA: Komory obrazowania należy przygotowywać jak najbliżej rozpoczęcia eksperymentu, nie wcześniej niż 2 tygodnie przed jego startem.
- Czyszczenie szkiełek nakrywek
- Umieść taką samą liczbę szkiełek nakrywek o wymiarach 24 x 60 mm i 18 x 18 mm #1.5 (Rycina 1F) odpowiednio w słoikach do barwienia i statywach do mycia szkiełek (Rycina 1A,B). Statywy do mycia zawierające nakrywki 18 x 18 mm umieść w zlewce o pojemności 100 mL.
- Opłucz wszystkie nakrywki 5–6 razy w wodzie ultrapurej (rezystywność 18.2 MΩ-cm) i usuwaj nadmiar cieczy po każdym płukaniu za pomocą końcówki pipety podłączonej do pompy próżniowej (Rycina 1C).
- Napełnij zlewki i słoiki do barwienia zawierające nakrywki wodą ultrapurej, uszczelnij parafilmem i poddaj sonikacji przez 10 min.
- Napełnij dwie zlewki o pojemności 150 mL absolutnym etanolem (200-proof). Używając pęsety, zanurz każdą nakrywkę najpierw w jednej zlewce z etanolem, a następnie w drugiej.
- Za pomocą pęsety przenieś nakrywki na statyw do suszenia szkiełek (Rycina 1D), wysusz je strumieniem azotu i inkubuj w temperaturze 37 °C aż do całkowitego wyschnięcia (~15 min).
- Umieść wysuszone nakrywki w pojedynczej warstwie wewnątrz oczyszczacza plazmowego. Stwórz próżnię, a następnie ustaw poziom częstotliwości radiowej (RF) oczyszczacza plazmowego na ~8 MHz.
- Po wygenerowaniu plazmy pozostaw nakrywki w oczyszczaczu przez 5 min. Wyłącz urządzenie i powoli zwolnij próżnię.
- Po zwolnieniu próżni obróć nakrywki i powtórz czyszczenie plazmowe przez 5 min dla drugiej strony nakrywek.
- Alternatywa dla czyszczenia plazmowego: Zamiast kroków 2.1.2–2.1.3, poddaj nakrywki sonikacji w ciepłym 2% roztworze detergentu (w wodzie ultrapurej) przez 10 min. Następnie dokładnie umyj nakrywki wodą ultrapurej i poddaj sonikacji w wodzie ultrapurej 2–3 razy (po 10 min każdy). Następnie umyj w etanolu i wysusz zgodnie z krokami 2.1.4–2.1.5. Pomiń kroki 2.1.6–2.1.8.
- Obróbka Biotin-PEG
- Bezpośrednio przed użyciem rozpuść 400 µL 3-aminopropylotrietoksysilanu w 40 mL acetonu. Używając pęsety, przenieś oczyszczone plazmowo nakrywki do statywu do mycia i słoików do barwienia. Zanurz nakrywki w roztworze 3-aminopropylotrietoksysilanu i inkubuj przez 5 min12,13.
- Umyj wszystkie nakrywki 5–6 razy wodą ultrapurej.
- Przenieś nakrywki na statyw do suszenia, wysusz je strumieniem azotu i inkubuj w temperaturze 37 °C aż do całkowitego wyschnięcia (~20 min).
- Połóż wysuszone nakrywki na chłonnych chusteczkach laboratoryjnych i opisz każdą nakrywkę w jednym rogu, np. „p” na każdej nakrywce 18 x 18 mm i „b” na każdej nakrywce 24 x 60 mm (patrz Rycina 2).
- W dniu eksperymentu przygotuj świeży 0.1 M roztwór wodorowęglanu sodu, rozpuszczając 0.84 mg NaHCO3 w 10 mL wody ultrapurej.
- Bezpośrednio przed użyciem doprowadź alikwoty mPEG-SVA (mPEG-sukcynimidylowy waleran) oraz Biotin-PEG-SVA do temperatury pokojowej. Patrz uwagi dotyczące przygotowania alikwotów glikolu polietylenowego (PEG) w Tabeli 2.
UWAGA: Pracuj szybko, ponieważ okres połowicznego rozpadu hydrolizy grupy sukcynimidylowego walerianu (SVA) wynosi ~30 min.
- Dodaj 102 µL 0.1 M NaHCO3 do 34 mg PEG-SVA, wiruj w mikrocentry fudze stołowej przy 2,656 x g przez 20 s, a następnie wymieszaj poprzez pipetowanie w górę i w dół. Rozpuść 3 mg Biotin-PEG-SVA w 27 µL 0.1 M NaHCO3, pipetując w górę i w dół. Dostosuj objętości rozcieńczeń do dokładnej masy PEG podanej na probówkach (patrz Tabela 2).
- Przygotuj mieszaninę PEG:biotin-PEG w stosunku wagowym 100:1, łącząc 75 µL roztworu PEG-SVA i 2.25 µL roztworu Biotin-PEG-SVA dla 20 nakrywek, 100 µL i 3 µL dla 30 nakrywek lub 125 µL i 3.75 µL dla 40 nakrywek.
- Zbuduj komorę nawilżania, umieszczając mokre ręczniki papierowe pod statywem na końcówki na dnie pustego pudełka na końcówki 10 µL (Rycina 1E). Zapobiegnie to odparowywaniu roztworów PEG.
- Nanieś pipetą 6 µL mieszaniny 100:1 PEG-SVA:biotin-PEG na środek jednej nakrywki 24 x 60 mm po stronie opisanej. Połóż drugą nakrywkę 24 x 60 mm na pierwszej tak, aby para utworzyła kształt litery X, a strony opisane jako „b” były skierowane ku sobie. Umieść parę na pustym statywie w komorze nawilżania i powtórz czynność dla pozostałych nakrywek 24 x 60 mm.
- Nanieś pipetą 6 µL PEG-SVA na środek jednej nakrywki 18 x 18 mm po stronie opisanej. Połóż drugą nakrywkę 18 x 18 mm na pierwszej, tak aby strony opisane jako „p” były skierowane ku sobie. Umieść parę na pustym statywie w komorze nawilżania i powtórz czynność dla pozostałych nakrywek 18 x 18 mm.
- Zamknij komorę nawilżania i inkubuj przez 3 h lub przez noc.
- Rozdziel pary nakrywek i opłucz w wodzie ultrapurej.
- Wysusz nakrywki strumieniem azotu i umieść w inkubatorze w temperaturze 37 °C do całkowitego wyschnięcia.
- Aby zbudować komorę obrazowania, przyklej trzy paski dwustronnej taśmy do nakrywki 24 x 60 mm po stronie opisanej jako „b”. Do drugiej strony pasków taśmy przymocuj nakrywkę 18 x 18 mm stroną opisaną jako „p” skierowaną w stronę większej nakrywki. W ten sposób powstają dwie komory przepływowe do eksperymentów mikroskopowych, z traktowanymi powierzchniami skierowanymi ku sobie (Rycina 2 i Rycina 1G).

Rysunek 1: Sprzęt do obróbki szkiełek nakrywkowych i przygotowania komory obrazowania. (A) słoiki do barwienia szkiełek dla szkiełek nakrywkowych 24 x 60 mm, (B) statywy do mycia szkiełek dla szkiełek nakrywkowych 18 x 18 mm, (C) zestaw próżniowy, (D) statyw do suszenia szkiełek, (E) komora hydratacyjna, (F) szkiełka nakrywkowe, (G) komora obrazowania, (H) uchwyt do szkiełek. Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rysunek 2: Schemat przygotowania komór obrazujących przy użyciu taśmy dwustronnej (szara) i szkiełek nakrywkowych traktowanych PEG/Biotyną-PEG. Stworzono za pomocą BioRender.com. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.
3. Polimeryzacja mikrotubul
- Przygotowanie zarodków GMPCPP
UWAGA: Zarodki GMPCPP należy przygotowywać w pomieszczeniu chłodniczym, utrzymując wszystkie odczynniki, końcówki i probówki w temperaturze 4 °C. Zarodki GMPCPP można przygotować wcześniej i przechowywać w temperaturze -80 °C do 1 roku. Włożyć rotor ultrawirówki z kątem stałym, zawierający probówki wirówki o pojemności 1 mL, do ultrawirówki i ustawić temperaturę na 4 °C.
- Bezpośrednio przed użyciem resuspendować liofilizowaną tubulinę (Tabela 2) do stężenia ~10 mg/mL w 1X BRB80.
- Zmieszać składniki zarodków GMPCPP zgodnie z opisem w Tabeli 3.
UWAGA: Wszystkie komponenty tubuliny należy w miarę możliwości trzymać na lodzie, aby zminimalizować polimeryzację rozpuszczalnej tubuliny.
- Oczyścić mieszaninę w rotorze ultrawirówki z kątem stałym przy 352 700 x g przez 5 min w temperaturze 4 °C.
- Rozdzielić nadosad do aliquotów o objętości 5 µL, zamrozić je gwałtownie w ciekłym azocie i przechowywać w temperaturze -80 °C.
- Polimeryzacja zarodków w dniu eksperymentu
- Podgrzać 1-2 mL BRB80-DTT (Tabela 1) do 37 °C.
- Umieścić aliquot 5 µL zarodków GMPCPP (-80 °C) z kroku 3.1.4 na lodzie i natychmiast rozpuścić w 20 µL ciepłego BRB80-DTT. Wirować przy 2 000 x g przez 5 s w temperaturze pokojowej i wymieszać przez delikatne uderzanie dnem probówki.
UWAGA: Początkowa objętość rozcieńczenia może wynosić od 13 µL do 21 µL i jest określana empirycznie dla każdej partii zarodków. Jeśli zarodki nie polimeryzują, należy rozwiązać problem poprzez uzupełnienie buforu do rozcieńczenia początkowego (krok 3.2.2) o 0,5 µM GMPCPP.
- Chronić przed światłem i inkubować w 37 °C przez 30-45 min.
UWAGA: Długość mikrotubul zależy od czasu inkubacji. Dla krótkich mikrotubul czas inkubacji może wynosić nawet 15 min. Dla długich mikrotubul czas inkubacji może wynosić do 2 h. Mikrotubule biotynilowane mają tendencję do wymagania dłuższego czasu inkubacji niż mikrotubule niebiotynilowane.
- Włożyć rotor ultrawirówki z kątem stałym, zawierający probówki wirówki o pojemności 500 µL, do ultrawirówki i wstępnie podgrzać do 30 °C.
- Po inkubacji dodać 50 µL ciepłego BRB80-DTT (krok 3.2.1) do spolimeryzowanych zarodków GMPCPP i przenieść mieszaninę do probówki wirówki o pojemności 500 µL. Przepłukać pustą probówkę, w której znajdowały się zarodki GMPCPP, kolejnymi 50 µL ciepłego BRB80-DTT, wymieszać poprzez pipetowanie w górę i w dół, a następnie dodać ten bufor do probówki wirówki o pojemności 500 µL zawierającej mieszaninę.
- Przed wirowaniem zaznaczyć krawędź probówki wirówki, aby wskazać miejsce, w którym powstanie osad (osad będzie zbyt mały, aby był widoczny). Wirować przez 10 min przy 244 900 x g w 30 °C12.
- Ostrożnie odpipetować nadosad i usunąć. Resuspendować osad w 100 µL ciepłego BRB80-DTT. Wymieszać przez delikatne uderzanie dnem probówki.
- Wirować przez 10 min przy 244 900 x g w 30 °C, dopasowując oznaczenie do rotora, aby osad powstał w tym samym miejscu.
- Usunąć nadosad i resuspendować osad w 16 µL ciepłego BRB80-DTT. Przenieść roztwór mikrotubul do czystej probówki mikrocentryfugi o pojemności 0,6 mL. Chronić przed światłem i przechowywać w temperaturze pokojowej lub wyższej.
UWAGA: Po polimeryzacji przechowywać mikrotubule w temperaturze pokojowej lub wyższej. Jeśli zostaną schłodzone, ulegną depolimeryzacji. Inkubować w 28 °C dla zwiększenia stabilności.
- Kontrola mikrotubul za pomocą mikroskopii TIRF
- Nanieść pipetą mieszaninę 4,5 µL BRB80-DTT i 1 µL roztworu mikrotubul (krok 3.2.9) na szkiełko przedmiotowe. Przykryć szkiełkiem nakrywkowym o wymiarach 18 x 18 mm i uszczelnić krawędzie bezbarwnym lakierem do paznokci lub mieszaniną w proporcji 1:1:1 wazeliny, lanoliny i parafiny (uszczelniacz valap), która jest stała w temperaturze pokojowej i ciekła w 95 °C.
- Ustawić obiektyw TIRF pod szkiełkiem nakrywkowym (patrz krok 4 w celu zapoznania się z zalecanymi ustawieniami mikroskopu) i zwizualizować nowo spolimeryzowane mikrotubule przy długości fali odpowiedniej dla tubuliny znakowanej fluorescencyjnie w mieszaninie Bright (Tabela 3), aby określić, jakie rozcieńczenie mikrotubul zastosować w nadchodzących eksperymentach.
| Odczynnik | Mieszanina Bright (µL) | Kolejność dodawania | Mieszanina Bright + biotyna (µL) | Kolejność dodawania |
| Fluorescencyjna tubulina, 10 mg/mL | 2 | 6 | 2 | 7 |
| Biotynowana tubulina, 10 mg/mL | 0 | N/D | 2 | 6 |
| Nieznakowana tubulina, 10 mg/mL | 20 | 5 | 18 | 5 |
| GMPCPP, 10 mM | 30 | 4 | 30 | 4 |
| DTT, 0.2 M | 0.7 | 3 | 0.7 | 3 |
| 5X BRB80 | 26.4 | 2 | 26.4 | 2 |
| woda sterylna | 52.9 | 1 | 52.9 | 1 |
| Objętość całkowita (µL) | 132 | | 132 | |
Tabela 3: Mieszanina zarodków GMPCPP. Składniki zarodków mikrotubul GMPCPP, w tym objętość i kolejność dodawania. Przygotować alikwoty po 5 µL i przechowywać do 1 roku w temperaturze -80 °C.
4. Ustawienia mikroskopu
- Temperatura: Ustaw temperaturę mikroskopu na 28 °C, aby obserwować dynamiczne mikrotubule.
- Filtry: Wybierz optymalną kombinację kostek filtracyjnych i filtrów emisyjnych, w zależności od obrazowanych kanałów fluorescencyjnych. Aby wizualizować długości fal 488 nm, 560 nm i 647 nm w jednym eksperymencie, użyj zestawu Laser Quad Band 405/488/560/647 nm wraz z filtrami emisyjnymi dla wybranych długości fal.
- Wyrównanie laserów: Upewnij się, że wiązki laserowe użyte w eksperymencie są odpowiednio wyrównane. Intensywność lasera dla eksperymentu wyznacz empirycznie tak, aby wszystkie białka fluorescencyjne można było obrazować z jak najwyższym stosunkiem sygnału do szumu, unikając jednocześnie istotnego fotoblachowania w czasie trwania eksperymentu.
- Obiektyw: Oczyść obiektyw 100x za pomocą papieru do soczewek i 70% etanolu. Przed obrazowaniem nanieś na obiektyw kroplę olejku imersyjnego do mikroskopu.
- Konfiguracja sekwencji obrazowania
- W przypadku eksperymentu z biotynylowanymi mikrotubulami znakowanymi fluorochromem 647 nm, niebiotynylowanymi mikrotubulami i rozpuszczalną tubuliny znakowanymi fluorochromem 560 nm oraz białkiem docelowym znakowanym GFP, obrazuj przez 20 min. Kanały 560 nm i 488 nm obrazuj co 10 s, a kanał 647 nm co 30 s.
- Aby uchwycić obraz referencyjny pęczków przed dodaniem rozpuszczalnej tubuliny i białek MAP, skonfiguruj sekwencję obejmującą jeden obraz dla długości fal 560 nm i 647 nm.
5. Generowanie unieruchomionych na powierzchni wiązek mikrotubul
UWAGA: W następnych krokach należy wprowadzać wszystkie roztwory do komory przepływowej, pipetując je przez jedną otwartą stronę, jednocześnie przykładając papier filtracyjny do drugiej strony. Komorę obrazującą należy chronić przed światłem, aby ograniczyć fotoblaknięcie białek znakowanych fluorescencyjnie. Przygotowaną komorę obrazującą należy przykleić taśmą do uchwytu na szkiełka (Rysunek 1G,H). Postępuj zgodnie z krokami w Tabela 4, które odpowiadają protokołowi sKroki 5.2-6.4.
- Przygotować mieszaninę rozpuszczalnej tubuliny zgodnie z Tabelą 5 i przechowywać ją w lodzie.
UWAGA: Rozpuszczalna tubulina musi być zawsze przechowywana w lodzie, aby zapobiec polimeryzacji. Świeżą mieszaninę rozpuszczalnej tubuliny należy przygotowywać mniej więcej co 2 h lub w momencie, gdy mikrotubule przestaną polimeryzować.
- Aby unieruchomić mikrotubule via wiązanie biotyna-neutrawidyna-biotyna, najpierw wprowadzić roztwór Neutrawidyny (NA), aż komora zostanie wypełniona (~7,5 µL), a następnie inkubować przez 5 min.
- Przemyć 10 µL buforu MB-cold.
- Wprowadzić 7,5 µL białka blokującego κ-kazeiny (KC) i inkubować przez 2 min.
- Przemyć 10 µL buforu MB-warm, aby przygotować komorę do wprowadzenia mikrotubul.
- Rozcieńczyć zapas biotynylowanych mikrotubul (zgodnie z obserwacjami w kroku 3.3.2) w 1X BRB80-DTT i dodać 1 µL tego rozcieńczenia do 9 µL buforu MB-warm. Wprowadzić mieszaninę do komory i inkubować przez 10 min. W celu uzyskania większej liczby wiązek należy zastosować wyższe stężenie mikrotubul.
- Usunąć nieunieruchomione mikrotubule, przemywając komorę 10 µL buforu MB-warm.
- Wprowadzić do komory 7,5 µL ciepłej KC i inkubować przez 2 min.
- Podczas inkubacji przygotować 2 nM roztwór białka sieciującego PRC1 w ciepłej KC. Wprowadzić 10 µL tego roztworu do komory przepływowej i inkubować przez 5 min.
UWAGA: Rekombinowane PRC1 jest ekspresowane i oczyszczane z komórek bakteryjnych zgodnie z wcześniejszym opisem13.
- Aby utworzyć wiązki, wprowadzić do komory 10 µL niebiotynylowanych mikrotubul i inkubować przez 10 min. PRC1 powiąże niebiotynylowane i unieruchomione mikrotubule biotynylowane15,16 (Rycina 3).
UWAGA: Przygotowanie mieszaniny do analizy w czasie inkubacji opisano w kroku 6.1.
- Przemyć komorę dwukrotnie 10 µL buforu MB-warm. Przytwierdzone mikrotubule pozostają stabilne przez około 20 min od tego momentu.
| Krok | Odczynnik | Objętość (µL) | Czas inkubacji (minuty) |
| 1 | Neutrawidyna | 7.5 | 5 |
| 2 | MB-cold | 10 | - |
| 3 | κ-kazeina | 7.5 | 2 |
| 4 | MB-warm | 10 | - |
| 5 | Biotynilowane mikrotubule (rozcieńczone w MB-warm) | 10 | 10 |
| 6 | MB-warm | 10 | - |
| 7 | Podgrzana κ-kazeina | 7.5 | 2 |
| 8 | 2 nM PRC1 rozcieńczonego w κ-kazeinie | 10 | 5 |
| 9 | Mikrotubule niebiotynilowane | 10 | 10 |
| 10 | MB-warm x 2 | 10 | - |
| 11 | Mieszanina reakcyjna | 10 | - |
| Przytwierdzone nasiona są w tym punkcie stabilne przez około 20 minut |
Tabela 4: Etapy analizy. Lista odczynników dodawanych do komory obrazowania, z określeniem przemywania (-) lub czasu inkubacji.
| Odczynnik | Objętość (µL) |
| Recyklowana tubulina, 10 mg/ml | 10 |
| MB-Cold | 10.3 |
| MBMC | 13.7 |
| BRB80-DTT | 3.4 |
| GTP, 10 mM | 6.7 |
ATP, 10 mM
(W przypadku użycia kinezyn) | 6.7 |
tubulina znakowana fluorescencyjnie,
10 mg/ml | 1
(Resuspendować liofilizowaną znakowaną tubulinę w zimnym buforze BRB80-DTT) |
Tabela 5: Składniki mieszaniny rozpuszczalnej tubuliny. Wymieszać na początku eksperymentu i przechowywać w lodzie.

Rycina 3: Schemat dodawania komponentów testu w celu utworzenia i obrazowania pęczków oraz pojedynczych mikrotubul znakowanych fluorescencyjnie. Biotynylone zarodki przedstawiono w kolorze niebieskim, niebiotynylone zarodki i rozpuszczalną tubulinę w kolorze czerwonym, PRC1 w kolorze czarnym, a białko zainteresowania w kolorze cyjanowym. Numery kroków na rycinie odpowiadają tym w Tabeli 4. Panel odpowiadający krokowi 9 przedstawia wcześniej uformowany pęczek (lewy dolny róg); krok 11 przedstawia nowo powstały pęczek (lewy górny róg). Utworzone za pomocą BioRender.com. Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
6. Obrazowanie dynamiki mikrotubul
- Podczas 10 min inkubacji w kroku 5.10, przygotować 10 µL mieszaniny testowej zawierającej białka zainteresowania, rozpuszczalną tubulinę, nukleotydy, pochłaniacze tlenu14 oraz przeciwutleniacze zgodnie z Tabelą 6. Mieszaninę przechowywać w lodzie.
- Zamocować przygotowaną komorę obrazowania, przyklejoną taśmą do uchwytu na szkiełka, na obiektywie TIRF 100x. Użyć kanałów 560 nm i 647 nm, aby znaleźć pole widzenia zawierające optymalną liczbę i gęstość pojedynczych mikrotubul oraz wiązek.
UWAGA: Jeśli zarówno mikrotubule biotynilowane, jak i niebiotynilowane są znakowane tym samym fluoroforem, analizy skanowania liniowego intensywności fluorescencji mogą pozwolić na rozróżnienie pojedynczych mikrotubul od wiązek.
- Po zidentyfikowaniu pola widzenia należy wykonać obraz referencyjny.
- Ostrożnie wprowadzić mieszaninę testową, nie naruszając komory obrazowania.
- Uszczelnić otwarte końce komory uszczelniaczem Valap.
- Rozpocząć sekwencję obrazowania zgodnie z opisem w kroku 4.5.1.
| Odczynnik | Objętość (µL) |
| Mieszanina rozpuszczalnej tubuliny | 4 |
| OSF | 1 |
| Trolox (w przypadku użycia mikrotubul znakowanych fluorophorem podatnym na fotoblaknięcie) | 1 |
ATP, 10 mM
(W przypadku użycia kinezyn) | 1 |
| PRC1 (lub wybrany czynnik sieciujący) | 1 |
| Białka docelowe | X |
| MB-cold | 2-X |
Tabela 6: Składniki mieszaniny do analizy. Wymieszać, wprowadzić do komory obrazującej i zobrazować dynamikę mikrotubul w ciągu 30 min.