Przegląd
Niniejszy artykuł przedstawia protokół wysokoprzepustowego obrazowania konfokalnego z wykorzystaniem sprzężonych z kropkami kwantowymi trimerów białka kolca SARS-CoV-2 (QD-Spike) w celu badania zależnego od dawki wnikania wirusa i endocytozy w komórkach HEK293T wykazujących ekspresję ACE2-GFP. Metoda ta umożliwia wizualizację i kwantyfikację wiązania oraz internalizacji białka kolca, modelując wczesne etapy wnikania koronawirusa.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Wirusologia
- Biologia komórki
- Obrazowanie fluorescencyjne
Wprowadzenie
- SARS-CoV-2 wnika do komórek gospodarza poprzez wiązanie białka spike z receptorem ACE2.
- Zrozumienie dynamiki oddziaływania białka spike z ACE2 jest kluczowe dla badania mechanizmów wnikania wirusa.
- Kropki kwantowe zapewniają jasną i stabilną fluorescencję, umożliwiającą śledzenie oddziaływań białkowych w żywych komórkach.
- Obrazowanie konfokalne pozwala na wysokorozdzielczą wizualizację procesów wewnątrzkomórkowych.
Cel badania
- Opracowanie wiarygodnego testu do wizualizacji i kwantyfikacji wiązania oraz endocytozy białka kolca SARS-CoV-2.
- Modelowanie wczesnych etapów wnikania koronawirusa w kontrolowanym systemie hodowli komórkowych.
- Ocena zależności internalizacji białka kolca od jego stężenia.
Zastosowane metody
- Kultury komórek HEK293T zmodyfikowanych w celu ekspresji ACE2-GFP.
- Przygotowanie rozcieńczeń szeregowych QD-Spike w medium do obrazowania z dodatkiem 0,1% BSA w celu zminimalizowania niespecyficznego wiązania.
- Inkubacja komórek z QD-Spike w różnych stężeniach.
- Obrazowanie konfokalne w celu detekcji i kwantyfikacji fluorescencji wewnątrzkomórkowej oraz kolokalizacji z ACE2-GFP.
Główne wyniki
- QD-Spike wiąże się specyficznie z ACE2-GFP na błonie komórkowej.
- Endocytoza zależna od receptorów prowadzi do internalizacji QD-Spike.
- Wewnątrzkomórkowa intensywność fluorescencji wzrasta wraz z wyższymi stężeniami QD-Spike, co wykazuje zależne od dawki pobieranie.
- Kolokalizacja QD-Spike i ACE2-GFP potwierdza wniknięcie zależne od receptora.
Wnioski
- Protokół umożliwia wysokoprzepustową, ilościową analizę wnikania białka kolca SARS-CoV-2 do komórek gospodarza.
- Znakowanie kropkami kwantowymi zapewnia czułą detekcję oddziaływań białka kolca z ACE2 oraz endocytozy.
- Metodę tę można dostosować do przesiewowego wyznaczania inhibitorów wnikania wirusów lub badania innych receptorowych procesów endocytatycznych.
Jaka jest główna zaleta stosowania białek spike sprzężonych z kropkami kwantowymi w tym teście?
Kropki kwantowe zapewniają jasną i stabilną fluorescencję, co umożliwia czułe i ilościowe śledzenie wiązania oraz internalizacji białka kolca w żywych komórkach.
W jaki sposób przygotowano komórki HEK293T do analizy?
Komórki HEK293T zostały zmodyfikowane tak, aby wysławiać ludzki receptor ACE2 z tagiem GFP, co umożliwia wizualizację lokalizacji receptora oraz jego oddziaływania z QD-Spike.
Jaki jest cel stosowania 0,1% BSA w medium do obrazowania?
0,1% BSA działa jako czynnik blokujący, aby zminimalizować niespecyficzne wiązanie QD-Spike z komórkami.
W jaki sposób ocenia się zależność od dawki przy wnikaniu białka spike?
Rozcieńczenia seryjne QD-Spike są aplikowane do komórek, a obrazowanie konfokalne służy do ilościowego oznaczenia fluorescencji wewnątrzkomórkowej, która koreluje z ilością zinternalizowanego białka spike.
Co oznacza kolokalizacja QD-Spike i ACE2-GFP?
Kolokalizacja potwierdza, że QD-Spike jest internalizowany poprzez endocytozę zależną od receptorów za pośrednictwem receptora ACE2.
Czy ten protokół może być wykorzystany do przesiewowego wyboru inhibitorów wnikania wirusów?
Tak, test można dostosować do badania związków blokujących oddziaływanie białka spike z ACE2 lub endocytozę, co czyni go użytecznym w procesie przesiewowym leków przeciwwirusowych.