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GJs são canais intercelulares que podem permitir o fluxo atual e a troca de pequenas moléculas citosóicas entre as células vizinhas. Eles existem em muitos tipos de células e desempenham diversas funções fisiológicas. GJs em vertebrados são formados por connexins, enquanto aqueles em invertebrados por innexinas. Cada GJ consiste em dois hemichannels justtaposed com 6 ou 8 subunidades por hemichannel, dependendo se são connexinas ou innexins 1,2,3. Os humanos têm 21 genes connexin4, enquanto os modelos invertebrados comumente usados C. elegans e Drosophila melanogaster têm 25 e 8 genes innexin, respectivamente 5,6. O splicing alternativo de transcrições genéticas pode aumentar ainda mais a diversidade de proteínas GJ, pelo menos para innexins 7,8.
Os GJs podem ser divididos em três categorias baseadas em composições moleculares: homotípica, heterotípica e heteromérica. Um GJ homotípico tem todas as suas subunidades idênticas. Um GJ heterotípico tem dois hemichannels homomédicos, mas os dois hemicanais são formados por duas proteínas GJ diferentes. Um GJ heteromérico contém pelo menos um hemichannel heteromérico. As diversidades moleculares dos GJs podem conferir propriedades biofísicas distintas que são importantes para suas funções fisiológicas. As propriedades biofísicas da GJ também são moduladas pelas proteínas regulatórias9. Para entender como os GJs desempenham suas funções fisiológicas, é importante conhecer suas composições moleculares, propriedades biofísicas e os papéis das proteínas regulatórias em suas funções.
Sistemas de expressão heterologos são frequentemente usados para estudar propriedades biofísicas de canais de íons, incluindo GJs, e os efeitos das proteínas regulatórias sobre eles. Como sistemas de expressão heterologos permitem a expressão de proteínas específicas, eles geralmente são mais favoráveis à dissecação de funções proteicas do que os tecidos nativos onde proteínas com funções redundantes podem complicar a análise, e o registro de Ij pode ser inatingível. Infelizmente, as linhas celulares mais usadas, exceto a célula Neuro-2A, são inadequadas para estudar propriedades biofísicas GJ devido a complicações por connexinas endógenas. Mesmo as células Neuro-2A nem sempre são apropriadas para este tipo de análise. Por exemplo, não pudemos detectar nenhuma célula Ij em células Neuro-2A transfeinadas com as innexins UNC-7 e UNC-9 na ausência ou na presença de UNC-1 (inédito), o que é necessário para a função de GJs UNC-9 em C. elegans 9,10. Por outro lado, os oócitos xenopus são um sistema alternativo útil para análises eletrofisiológicas de GJs. Embora expressem uma proteína Endogensa GJ, connexin 38 (Cx38)11, complicações potenciais podem ser facilmente evitadas injetando um oligonucleotídeo antissamo-americano específico12. No entanto, análises de GJs com oócitos xenopus requerem um grampo de tensão diferencial de duas células justapostas, o que é tecnicamente desafiador. Os primeiros sucessos do grampo de dupla tensão de blastomeres de sapo foram relatados cerca de 40 anos atrás13,14. Desde então, muitos estudos têm usado essa técnica para gravar Ij em xenopus oócitos emparelhados. No entanto, essencialmente todos os estudos anteriores foram realizados com amplificadores caseiros 12,15,16 ou amplificadores comerciais projetados para gravações em oócitos únicos (GeneClamp 500, AxoClamp 2A ou AxoClamp 2B, Axon Instruments, Union City, CA)8,17,18,19,20 . Como mesmo os amplificadores comerciais não fornecem instruções para o grampo de tensão de oócito duplo, muitas vezes é desafiador para novos ou menos sofisticados laboratórios eletrofisiológicos implementarem essa técnica.
Apenas um amplificador comercial foi desenvolvido para grampo de tensão oólito duplo, o OC-725C da Warner Instruments (Tabela de Materiais, Figura 1A). Este amplificador pode ser usado em um modo padrão (para oócitos únicos) ou em um modo de medição de corrente lateral alta (para oócitos únicos ou duplos) dependendo se dois soquetes em sua sonda de tensão estão conectados (Figura 1B, C). No entanto, até nosso estudo recente7, não havia uma única publicação descrevendo o uso deste amplificador em seu modo de medição de corrente lateral alta. Embora o amplificador tenha sido usado por outro laboratório para gravações duplas de oócito, ele foi usado no padrão e não no modo lateral alto21,22. Essa falta de relatórios usando o amplificador em seu modo de medição de corrente lateral alta pode ser devido a dificuldades técnicas. Não conseguimos obter gravações estáveis de oócito duplo usando o modo lateral alto seguindo instruções do fabricante. Ao longo dos anos, tentamos três abordagens diferentes para gravações de oócitos duplos, incluindo o uso de dois amplificadores OC-725C no modo de medição de corrente lateral alta, dois amplificadores OC-725C no modo padrão e dois amplificadores de outro fabricante. Eventualmente conseguimos obter gravações estáveis apenas com a primeira abordagem após extensa tentativa e erro. Esta publicação descreve e demonstra os procedimentos que usamos para expressar proteínas GJ em oócitos xenopus, gravar Ij usando o modo de medição de corrente lateral alta e analisar os dados eletrofisiológicos usando software comercial popular. Podem ser encontradas informações adicionais sobre a técnica de grampo de dupla tensão em outras publicações19,23.