Name: Glutamina Flux imagem usando sensores codificados geneticamente (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-07-31T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 23 s
Description: Aprenda a imaginar o transporte de glutamina em células vivas usando sensores FRET codificados geneticamente. Este método permite monitorar dinâmicas metabólicas com alta resolução temporal e espacial.

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Este trabalho foi financiado pelo NIH conceder 1R21NS064412, concessão NSF 1052048 e Jeffress Memorial Trust concessão J-908.

1. Exemplo de Preparação Nota: Em muitos casos, experimentos de perfusão lavar uma parte significativa de células, o que pode se tornar um problema frustrante. Embora não seja necessário para todas as linhas celulares, as superfícies de vidro com tampa de revestimento de poli-L-Lisina (adicionar 1,0 ml/25 cm2 de solução de 0,01% para a superfície, incubar&gt; 5 min, lavar duas vezes com água de grau de cultura de células, e seco em a cabine de segurança biológica) aumenta a adesão celular. Além disso, estar ciente do nível de biossegurança (BSL) da linha celular utilizada, e siga o procedimento operacional padrão aprovado pelo escritório local de saúde e segurança ambiental. Neste experimento, as células COS 7 foram utilizadas devido à baixa atividade de transporte de glutamina endógena (veja a Figura 4). <ol><li> As células COS7 semente em ~ 70-80% de confluência em Meio Eagle Modificado por Dulbecco (DMEM) + 10% de soro de vitelo cósmica e 100 U / ml de penicilina / estreptomicina, ou em lamelas de vidro estéreis 25 milímetros colocadas na cultura de 6 poçosprato ou 8 poços lâminas com fundo de vidro. Incubar a 37 ° C, 5% de CO 2, com 100% de humidade durante 24 horas. </li><li> Trocar o meio de crescimento para DMEM +10% de soro de vitelo cósmica (sem antibióticos), de acordo com o protocolo do fabricante. Grow O / N a 37 ° C, 5% de CO 2 a 100% de humidade. </li><li> Adicionar 0,4 mg de cada ADN de plasmídeo que codifica o sensor de glutamina (pcDNA3.1, carregando o sensor FLIPQTV3.0 sob promotor de CMV 10) e o ASCT2 mCherry marcado com 10 a 50 ml de meio isento de soro (meio OPTI-MEM) e misturar suavemente. </li><li> Adicionar 1 ml de reagente de transfecção de 50 ml de meio isento de soro. Incubar à temperatura ambiente durante 5 min. </li><li> Misturar as duas soluções contendo ADN (passo 1.3) e reagente de transfecção (passo 1.4) e incubar durante 20 min. </li><li> Adicionar cuidadosamente o reagente de transfecção em cima das células e misturar gentilmente pelo balanço da câmara. Incubar durante 24 horas a 37 ° C, 5% de CO 2, com 100% de humidade. </li><li> Após 24 horas, trocar o meio de DMEM + 10% Cosmic Calf Serum(CCS) + 100 unidades de penicilina / estreptomicina. </li><li> As células são fotografadas 48-72 horas pós-transfecção. </li></ol> 2. Experiment Perfusão Nota: Para as células COS7 utilizadas nesta experiência, e os meios de perfusão foram câmara mantida a temperatura ambiente e ambiente concentração de CO 2. No entanto, se as células a ser utilizadas requerem temperatura mais elevada e de CO 2 de controlo de concentração para a sobrevivência, estágio de microscópio aquecida e / ou uma câmara ambiental deve ser usado. <ol><li> Prepare perfusão AF tampão (Veja a lista de materiais). Anexar torneiras a 50 ml seringas, feche as torneiras depois preenchê-los com as soluções para perfusão. Abrir a torneira de passagem, por um breve período de preencher o espaço de cabeça na torneira com o tampão. </li><li> Ligue a 8 canais, sistema de perfusão de alimentação por gravidade com um lápis de perfusão, e em seguida, selecione &quot;Modo Manual&quot; em Selecione a opção de função. Coloque um recipiente de resíduos sob o lápis de perfusão. </li><li> Manualmenteativar as portas, pressionando os números correspondentes e encher os tubos com 10 ml seringa contendo água e feche a porta. Uma vez que os portos estão cheios de água, definir as seringas contendo buffers AF na porta 1-6 de sistema de perfusão e, em seguida, abra as torneiras. Abrir as portas novamente para substituir a água na tubagem, com os tampões. O caudal deve ser de cerca de 0,8 ml / min. </li><li> Imprensa cancelar uma vez no controlador de perfusão para voltar ao menu &quot;Select Function&quot;. Alternar a opção &quot;Edit Program&quot;, em seguida, digite o protocolo de perfusão indicado na Tabela 1. Salve o programa de perfusão. </li><li> Tome as células fora da incubadora. Lavar duas vezes com o tampão de perfusão, e em seguida, defina as células no palco. Ligue o sistema de perfusão para a câmara. Se uma câmara aberta é usada, configurar outra bomba que remove a solução de perfusão da câmara. </li><li> Abra o software Slidebook. Iniciar um novo slide. Nota: Oprocedimento seguinte é específico para o software Slidebook, mas o outro software, como MetaFluor e Nis-elemento também pode ser utilizado para o tipo de imagem descrito aqui. Teoricamente experimentos podem ser realizados utilizando qualquer software que permite imagens curso de tempo, e as sequências de imagens podem ser analisados ​​pós-experimentalmente usando softwares como o ImageJ (http://rsbweb.nih.gov/ij/) ou Fiji (http:/ / fiji.sc / Fiji). No entanto, o software que permite o acompanhamento em tempo real da relação doador / receptor é altamente útil. </li><li> Montar o slide para o palco microscópio fluorescente. Encontrar as células co-expressando o sensor e ASCT-mCherry utilizando filtros adequados (veja a lista de materiais), sob a função &quot;FOCUS&quot;. Ajuste o ganho clicando na guia &quot;Câmara&quot; e deslizar a barra deslizante em &quot;ganho&quot;. Além disso, ajustar a configuração de filtro de densidade neutra a partir do menu drop-down filtro de densidade neutra. Nota: Se o cubo de filtro não inclui um filtro de olho, não use os pedaços de olho desde shorT-comprimento de onda de luz de excitação é prejudicial para os olhos. Use a tela do computador para encontrar as células em seu lugar. </li><li> Adquirir imagens de células with donor ( mTFP1) ex donor(mTFP1) em , donor ( mTFP1) ex acceptor(venus) em and acceptor ( mTFP1) ex acceptor(venus) em m channels (Filtros são especificados na Lista de Material). Clique em &quot;Captura de Imagem&quot; e, em seguida, na janela de aquisição, especificar os filtros que vão ser usados. Clique no botão &quot;TEST&quot; para ajustar o tempo de exposição, digitando o tempo de exposição desejado na caixa ao lado das configurações do filtro. Nota: Todos os três canais necessitam de ser exposto durante o mesmo período. Ao ajustar os parâmetros de imagem, pegue a variação da eficiência FRET esperado e dobre aumentar em conta: por exemplo, se a eficiência FRET está prevista para ir até 2 vezes durante o experimento, os parâmetros de imagem deve ser ajustadade modo que a intensidade do Dador Aceitador ex in no estado de repouso deve ser &lt;50% do valor máximo que pode ser gravada pelo instrumento, de modo que o canal se torne não saturado durante a experiência. Sinal a partir das células marcadas devem ser, pelo menos, três vezes mais elevada do que na região do fundo. </li><li> Desenhe uma região de interesse utilizando a ferramenta regiões do software. Alternativamente, uma função de software para seleccionar os pixels acima determinada intensidade pode ser utilizado, e, em seguida, convertido em regiões. Para fazer isso, clique em Mask - Segmento, em seguida, mova a barra deslizante para destacar as áreas desejadas. </li><li> Selecione &quot;lapso de tempo&quot; na caixa tipo de captura, em seguida, especificar o intervalo (10 seg neste experimento) e pontos de tempo para o experimento. </li><li> Desenhe uma região em uma área sem quaisquer células fluorescentes. Esta área é usado para subtracção do fundo. Botão direito do mouse na região traçada, em seguida, configurá-lo como um fundo. Nota: Idealmente, as células que não estãot expressando os sensores devem ser utilizados como a região de fundo para ter em conta tanto a autofluorescência e a fluorescência de fundo detectado pela câmara. Na ausência de tais células estão disponíveis no campo de visão, pelo menos, uma região sem as células devem ser usados ​​para explicar a fluorescência de fundo. </li><li> Selecione o programa desejado em &quot;Select Function - executar programas&quot; opção. Alternar para o programa salva (veja o passo 2.3), e em seguida pressione ENTER no controlador de perfusão. Agora o programa é carregado, e bater qualquer tecla irá iniciar a perfusão. </li><li> Certifique-se de perfusão e da experiência de imagem começar ao mesmo tempo, clicando no botão &quot;Iniciar&quot; na janela de captura ao mesmo tempo que pressionar uma tecla no controlador de perfusão. Nota: Recomenda-se a registrar o ponto no tempo em que as soluções foram trocadas (o que pode ser feito usando o &quot;notas&quot; de função, encontrados dentro do guia de aquisição). </li><li> Execute o mesmo protocolo de perfusão using células que expressam um sensor que está prevista para ser saturados ou não ligada sob a condição experimental. Nota: Aqui, FLIPQTV3.0_1.5μ, que é saturado com a condição experimental, é usado como um controlo, a Figura 6 Tais experiências de controlo são necessários para confirmar que a variação da eficiência de TERF é devido à alteração real no substrato e não. devido à mudança de outros parâmetros tais como pH celular. </li></ol> 3. Análise pós-experimento <ol><li> Examine se a amostra deriva ocorreu durante o experimento. Desenhe regiões de interesse (ROI) é sobre a imagem tirada em timepoint 0, em seguida, mova a barra deslizante na parte superior da janela de imagem e verifique se as células saem das ROIs em imagens tiradas no final do experimento. </li><li> Se sim, então use a função de rastreamento para corrigir a deriva, em primeiro lugar, a criação de máscaras em torno das células selecionando Mask - Segmento, em seguida, deslize a linha que especifica o ponto de corte para highlight as regiões que contêm as células. Acompanhe as regiões clicando Mask - rastreamento de partículas - rastreamento de partículas Basic. </li><li> Re-desenhar o ROI e região fundo quando necessário. </li><li> Exportar a intensidade média das ROI ao longo do curso da experiência. Clique Estatísticas - Exportação - Dados Razão / timelapse. </li><li> Quando a eficiência de FRET e quantificação da concentração do substrato não é necessário, traçar o curso de tempo da relação da intensidade (ex Dador Aceitador in, / Doadores Doadores ex in) como um proxy de a dinâmica do substrato. Para determinar a concentração citosólica, calcular o máximo e o mínimo de alterações proporção (isto é, na ausência de saturação e do substrato, respectivamente), Δr max - Δr min, por meio de regressão não-linear de Δratio (Δr) com a seguinte equação: Δr = [S] / (K d + [S]) x (Δr <sub&gt; max - Δr min) + Δr min onde [S] é a concentração do substrato no citosol. Usando os Δr max - mínimo de valores obtidos Δr, saturação (S) do sensor a uma dada Δr é calculado como S = (Δr - Δr min) / (Δr max - min Δr) S podem ainda ser convertidos em concentração de substrato [S] usando a seguinte equação: S = [S] / (K d + [S]) Nota: a intensidade da Acceptor ex Acceptor canal los deve ser também conspiraram para examinar se a condição experimental influenciado a fluorescência do receptor diretamente. </li><li> Quando um desvio da linha de base devido ao foto-branqueamento é observada, realizar uma correção de linha de base. Para fazer isso, traçar as intensidades de doador e receptor ao longo do tempo (Figura 5A). Em seguida, identificar os pontos temporais utilizadas para poe linha de base, de acordo com o atraso no sistema de perfusão e a actividade de transporte da célula em particular (Figura 5B). </li><li> Calcule um encaixe de polinômio que melhor descreve a linha de base. Em seguida, normalizar a intensidade em bruto de cada ponto de tempo para a linha de base (Figura 5C). Calcular a relação de intensidade (Donor ex Acceptor em, / Donor ex Donor em) do doador e receptor intensidades normalizadas. </li></ol>

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Não há nada a divulgar.

O sucesso dos experimentos com imagens depende de alguns fatores críticos. Um desses factores é a afinidade dos sensores utilizados, como discutido acima. Concentração absoluta do substrato no compartimento subcelular de interesse, no entanto, é muitas vezes desconhecida. Portanto, recomendamos tentar vários sensores com afinidades escalonados para encontrar o que funciona melhor sob a condição experimental desejado. Por exemplo, no nosso caso, as células COS7 transfectadas com sensores de glutamina com 1.5μ, 100μ, 2m, ...

Devido ao notável progresso em tecnologias que permite o exame do transcriptoma e proteoma em um nível celular, que agora se tornou claro que a bioquímica eo fluxo resultante de metabólitos e íons são altamente celular do tipo específico. Por exemplo, no fígado dos mamíferos, a degradação da glutamina sequencial e síntese são realizadas simultaneamente por células periportais e células perivenosa respectivamente, alimentando de amónio para o ciclo da ureia no primeiro tipo de células, consumindo o excesso de amoníaco no último 1-3. Em alguns casos, a heterogeneidade bioquímica significativa é detectada até mesmo num único &quot;tipo de célula&quot; 4, 5. Em adição a esta especificidade espacial, os níveis de metabolitos celulares e iões são altamente dinâmico (por exemplo, moléculas de sinalização, tais como Ca 2 + e os nucleótidos cíclicos). Os padrões espaço-temporais de metabólitos e íons muitas vezes desempenham papéis críticos na transdução de sinal. MCOMPANHAMENTO dinâmica celular de metabólitos e íons, no entanto, representam desafio único. Em muitos casos, a alteração nas concentrações são rápida e transiente, exemplificada pelo caso de as moléculas de sinalização, tais como Ca 2 +, que se decompõe no ~ 20 ms em espinhas dendríticas 6. Além disso, a compartimentação das vias bioquímicas dentro e entre as células, torna difícil de quantificar a dinâmica de metabolitos e iões utilizando extracção e cromatografia em coluna / técnicas de espectrometria de massa. Sensores codificados geneticamente para moléculas biológicas são agora amplamente utilizados, devido à alta resolução espaço-temporal que permite ao pesquisador a estudar a dinâmica molecular de curta duração e / ou compartimentada (revisada em 7, 8). Estes sensores codificados geneticamente podem ser divididos em duas categorias; Os sensores baseados em intensidade e sensores ratiometic. Os sensores baseados intensidade consistem tipicamente de um domínio de ligação e um gripeproteína orescent (PQ), e a ligação ao domínio de ligação ao soluto muda a intensidade de fluorescência. Sensores Ratiometic, por outro lado, muitas vezes, beneficiar de Transferência de Energia de Ressonância Foster (FRET) entre dois PQ que funcionam como um par de FRET. Estes sensores consistem de um domínio de ligação e dois PQ, e a ligação de soluto induz a alteração na eficiência da TERF entre as duas PQ. Um grande número de sensores para os metabolitos e os iões biologicamente importantes foram desenvolvidos na década passada 8, 9. Um dos excitante possibilidade oferecida por tais sensores geneticamente codificados é a sua utilização na análise de alta-resolução dos processos de transporte de membrana, o que anteriormente não foi fácil de detectar, ao nível celular. Sensores geneticamente codificados facilitar a análise dos mecanismos de transporte, como a especificidade de substrato e dependência do pH 10, 11. Além disso, em combinação com os res genéticosONTES como a biblioteca de RNAi constrói para organismos modelo, agora é possível realizar pesquisas do genoma para processos de transporte inovadoras utilizando sensores codificados geneticamente. Com efeito, a utilização de microrganismos geneticamente codificado sensor de chumbo para a descoberta de transportadores anteriormente não caracterizadas em vários casos, 12, 13. Recentemente, o nosso laboratório tem desenvolvido uma série de sensores baseados em FRET para a glutamina. Demonstrámos que os níveis de glutamina celular pode ser visualizada utilizando tais sensores FRET glutamina 10. Estes sensores consistem de um dador FRET (mTFP1) inserido numa proteína de ligação a glutamina bacteriana glnH, e um aceitador FRET (Vénus) na extremidade C-terminais de glnH (Figura 1). FRET eficiência destes sensores diminuir após a ligação de glutamina, o que resulta na diminuição da relação da intensidade de aceitador / dador. Boa regulação de processos de transporte de glutamina é importante nos processos biológicos, tais como neurotransmissão 14, 15 e a manutenção do ciclo da ureia no fígado 1, 16, 17. Aqui nós mostramos a metodologia de análise de actividades de transporte com sensores Fret para glutamina, usando uma grande-campo microscópio de fluorescência set-up. O objectivo das experiências mostradas aqui são para detectar actividades de transportador numa única célula e para examinar a especificidade do substrato de um transportador transitoriamente expressa.

<table><tbody><tr><td>Microscópio fluorescente invertido</td><td>Olympus</td><td>IX81F-3-5</td><td>Um microscópio fluorescente invertido equivalente de outros fornecedores também seria apropriado.</td></tr><tr><td>Filtro de excitação (mTFP1)</td><td>Omega Optical</td><td>3RD450-460</td><td>Largura da banda 450-460 nm</td></tr><tr><td>Filtro de excitação (Vênus)</td><td>Chroma</td><td>ET500/20</td><td>Largura da banda 490-510 nm</td></tr><tr><td>Filtro de emissão (mTFP1)</td><td>Chroma</td><td>HQ495/30m</td><td>Largura da banda 475-505 nm</td></tr><tr><td>Filtro de emissão (Vênus)</td><td>Chroma</td><td>ET535/30m</td><td>Largura da banda 520-550 nm</td></tr><tr><td>Espelho dicróico (canais FRET)</td><td>Chroma</td><td>470dcxr</td><td>Passagem longa, 470 nm de corte</td></tr><tr><td>Espelho dicróico (canal YFP)</td><td>Chroma</td><td>89002bs</td><td>Passa 445-490 nm, 510-560 nm, 590-680 nm</td></tr><tr><td>mConjunto de filtros Cherry</td><td>Chroma</td><td>49008</td><td>Excitação 540-580 nm, passagem longa dicróica com 585 nm de corte, filtro de emissão 595-695 nm</td></tr><tr><td>Fonte de luz</td><td>Olympus</td><td>U-LH100L-3-5</td><td>Fonte de luz LED ou halógena que produz intensidade de luz estável, lâmpadas de mercúrio não são recomendadas</td></tr><tr><td>Câmera CCD</td><td>Qimaging</td><td>Rolera-MGi EMCCD</td><td></td></tr><tr><td>Objetiva de fluorescência apocromática</td><td>Olympus</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sistema de perfusão, ValveBank II</td><td>AutoMate Scientific</td><td>[01-08]</td><td>Outros sistemas de perfusão que permitem a troca rápida de soluções também funcionariam</td></tr><tr><td>Câmaras de fluxo laminar</td><td>C& L Instruments</td><td>VC-MPC-TW</td><td>Outras câmaras de fluxo larminar também funcionariam.</td></tr><tr><td>Corrediça compartimentada</td><td>Lab-Tek</td><td>154534</td><td>Para experiências em câmara aberta Bomba de</td></tr><tr><td>perfusão</td><td>Thermo Scientific</td><td>74-046-12131</td><td>Para experiências em câmara aberta</td></tr><tr><td>Software que suporta medições raciométricas</td><td>Intellegenent Imaging Innovation</td><td>Slidebook 5.5</td><td></td></tr><tr><td>Cabine de biossegurança de fluxo laminar</td><td>ESCO</td><td>LA-3A2</td><td></td></tr><tr><td>Isotemp CO2 Incubadora</td><td>Thermo Scientific</td><td>13-255-25</td><td></td></tr><tr><td>Dulbecco's MEM (DMEM)</td><td>Hyclone</td><td>SH30243.01</td><td></td></tr><tr><td>Soro cósmico para bezerro</td><td>Hyclone</td><td>SH3008703</td><td></td></tr><tr><td>Penicilina/estreptomicina</td><td>Hyclone</td><td>SV30010</td><td></td></tr><tr><td>Meio sem soro para transfecção (OPTI-MEM I)</td><td>Invitrogen</td><td>31985</td><td>Usado com Lipofectamina 2000</td></tr><tr><td>Solução de poli-L-lisina</td><td>Sigma</td><td>P4707</td><td></td></tr><tr><td>lamínulas de vidro circular de 25 mm</td><td>Thermo Scientific</td><td>12-545-102</td><td>No caso de VC-MPC-TW ser usado</td></tr><tr><td>Lipofectamine 2000</td><td>Invitrogen</td><td>11668027</td><td>Outros reagentes de transfecção também podem ser usados.</td></tr><tr><td>Solução A (tampão de Hank)</td><td></td><td></td><td>9,7 g de sal HANK (Sigma H1387), 0,35 g de NaHCO3, 5,96 g de HEPES a 1 L, pH ajustado para 7,35 com NaOH</td></tr><tr><td>Solução B</td><td></td><td></td><td>Solução A + 0,04 mM Gln</td></tr><tr><td>Solução C</td><td></td><td></td><td>Solução A + 0,2 mM Gln</td></tr><tr><td>Solução D</td><td></td><td></td><td>Solução A + 1 mM Gln</td></tr><tr><td>Solução E</td><td></td><td></td><td>Solução A + 5 mM Gln</td></tr><tr><td>Solução F</td><td></td><td></td><td>Solução A + 5 mM Ala</td></tr></tbody></table>

glutamina flux imagem usando sensores codificados geneticamente

Glutamine Flux Imaging Using Genetically Encoded Sensors

Sensores geneticamente codificados permitir o monitoramento em tempo real de moléculas biológicas em uma resolução subcelular. Uma enorme variedade de tais sensores para moléculas biológicas tornou-se disponível nos últimos 15 anos, algumas das quais se tornaram ferramentas indispensáveis, que são utilizados rotineiramente em muitos laboratórios. Uma das aplicações interessantes de sensores geneticamente codificados é a utilização destes sensores para investigar os processos de transporte celular. Propriedades de transportadores, tais como a cinética e especificidades de substrato pode ser investigada a um nível celular, oferecendo possibilidades para análises específicas do tipo de célula de actividades de transporte. Neste artigo, vamos demonstrar como a dinâmica do transportador pode ser observado usando sensor de glutamina geneticamente codificado como um exemplo. O delineamento experimental, os detalhes técnicos das configurações experimentais, e considerações para análises pós-experimentais serão discutidos.

Experiências típicas de curso-tempo estão representados na Figura 2. Nestas experiências, FRET sensores de glutamina com afinidades de 8 mM (FLIPQTV3.0_8m, Figura 2A e 2B) e 100 uM (FlipQTV3.0_100 μ C e D) foram co-expressos com uma aplicabilidade ASCT2 permutador de aminoácido 18 em células COS7 10. Influxo de glutamina é detectado como uma alteração em razões de intensidade de fluorescência entre o doador (mTFP1) e o receptor (Vénus) (Fig...

Este artigo irá demonstrar como monitorar a dinâmica de glutamina em células vivas usando FRET. Sensores geneticamente codificados permitir o monitoramento em tempo real de moléculas biológicas em uma resolução subcelular. O delineamento experimental, os detalhes técnicos das configurações experimentais, e considerações para análises pós-experimentais serão discutidos para sensores de glutamina codificados geneticamente.

Glutamina Flux imagem usando sensores codificados geneticamente

Genetically encoded sensors allow real-time monitoring of biological molecules at a subcellular resolution. A tremendous variety of such sensors for ...

O objetivo geral deste procedimento é obter imagens do transporte de glutamina por meio de um transportador expresso heterologamente em células vivas, utilizando sensores de transferência de energia por ressonância de fluorescência ou sensores fret. Isso é realizado primeiramente transfectando células HEK 293 com um sensor de glutamina e um transportador. O sensor é composto por um doador fret inserido em uma proteína bacteriana de ligação à glutamina e por um aceptor fret localizado na extremidade C da proteína de ligação à glutamina.O segundo passo é montar um sistema de perfusão e imagens das células em tempo real utilizando um microscópio invertido com fluorescência. O passo final é analisar as imagens e visualizar a dinâmica da glutamina. Em última instância, atividades de transportadores em uma única célula podem ser detectadas utilizando esses sensores de fret.A principal vantagem desta técnica em relação a métodos existentes, como medições baseadas em cromatografia, é que se obtém uma resolução espacial e temporal muito maior. Esta técnica consiste em três partes: transfeção de células com proteínas sensoras, imagem em tempo real e análise pós-experimental. Células HEK293 são utilizadas neste experimento devido à sua baixa atividade endógena de transporte de glutamina.Plaqueie as células com cerca de 70 a 80% de confluência em DMEM acrescido de 10% de soro de bezerro cósmico ou CCS e 100 unidades por mililitro de penicilina-estreptomicina em uma placa de oito poços com fundo de vidro. Incube a 37 graus Celsius, 5% de CO₂, umidade de 100% por 24 horas.Após 24 horas, substitua o meio de crescimento por DMEM contendo 10% CCS sem antibióticos e cultive durante a noite a 37 graus Celsius, 5% CO2 e umidade de 100% no dia da transfeção. Adicione 0,4 microgramas de cada um dos plasmídeos de DNA que codificam o sensor de glutamina e o transportador obrigatório de aminoácidos marcado mCherry A SCT2 a 50 microlitros de meio livre de soro.Adicione um microlitro de reagente de transfeção a 50 microlitros de meio livre de soro, misture suavemente e incube à temperatura ambiente por cinco minutos. Em seguida, misture a solução contendo o DNA com o reagente de transfeção diluído e incube à temperatura ambiente por 20 minutos. Após 20 minutos, adicione cuidadosamente a mistura do reagente de transfeção sobre as células Cost Seven e misture suavemente balançando a câmara.Incubar por 24 horas a 37 graus Celsius, 5%CO2 e 100% de umidade. Após 24 horas, substituir o meio por DMEM acrescido de 10%CCS e 100 unidades de penicilina-estreptomicina. Retornar as células ao incubador antes de iniciar a perfusão.Prepare os tampões de perfusão de A a F seguindo as receitas no manuscrito suplementar. Fixe torneiras de fechamento em seringas de 50 mililitros. Feche as torneiras e preencha as seringas com as soluções de perfusão.Abra a torneira por um breve período para preencher o espaço livre na torneira com o tampão. Em seguida, ligue a gravidade de oito canais. Alimente o sistema de perfusão com um lápis de perfusão e selecione o modo manual.Na opção de função selecionada. Coloque um recipiente de resíduos sob a caneta de perfusão. Para o sucesso deste experimento, é importante configurar a perfusão de maneira a minimizar a deriva e a contaminação cruzada das soluções.Ative manualmente as portas pressionando os números correspondentes e preencha os tubos com água. Usando uma seringa de 10 mililitros, feche as portas, posicione as seringas contendo os tampões de A a F nas portas de um a seis do sistema de perfusão e abra as torneiras de fechamento. Depois disso.Abra as portas novamente para substituir a água nos tubos pelos tampões. A taxa de fluxo deve ser de aproximadamente 0,8 mililitros por minuto. Pressione cancelar uma vez no controlador de perfusão para retornar ao menu de seleção de função.Ative a opção do programa de edição e digite o protocolo de perfusão indicado nesta tabela. Salve o programa de perfusão. As células são imagiadas de 48 a 72 horas pós-transfecção.Lave as cavidades do recipiente com fundo de vidro duas vezes com o tampão de perfusão A, tomando cuidado para não remover as células. Coloque o recipiente com fundo de vidro sobre a platina do microscópio de fluorescência. Conecte o sistema de perfusão à câmara.Se uma câmara aberta for usada, monte outra bomba que remova a solução de perfusão da câmara. Abra o software de imageamento de lâmina. Inicie uma nova lâmina usando a função de foco, encontre células coexpressando o sensor e A SCT two M cherry utilizando conjuntos apropriados de filtros.Ajuste o ganho clicando na aba da câmera e movendo a barra deslizante abaixo de ganho. Além disso, ajuste a configuração do filtro de densidade neutra no menu suspenso do filtro de densidade neutra. Clique em captura de imagem e, em seguida, na janela de aquisição, especifique os filtros a serem utilizados.As imagens serão adquiridas em três canais: excitação do doador, emissão do doador, excitação do doador, emissão do aceptor e excitação do aceptor, emissão do aceptor. Clique no botão de teste para ajustar o tempo de exposição digitando o tempo desejado na caixa. Próximo às configurações de filtro, os três canais precisam ser expostos pelo mesmo período de tempo.Desenhe uma região de interesse utilizando a ferramenta de regiões. Selecione o modo de captura com intervalo de tempo na caixa do tipo de captura. Em seguida, especifique o intervalo e os pontos de tempo para o experimento.Em seguida, desenhe uma região em uma área sem células fluorescentes para ser usada na subtração do fundo. Clique com o botão direito na região desenhada e defina-a como fundo. Idealmente, devem-se usar células que não estejam expressando os sensores como região de fundo, a fim de considerar tanto a autofluorescência quanto a fluorescência de fundo detectada pela câmera.Selecione o programa desejado na opção selecionar função executar programas, alterne para o programa salvo e pressione enter no controlador de perfusão. O programa agora está carregado e pressionar qualquer tecla iniciará a perfusão, garantindo que tanto a perfusão quanto o experimento de imagem comecem ao mesmo tempo. Clique no botão iniciar na janela de captura no mesmo momento em que pressiona uma tecla no controlador de perfusão.Mostrados aqui estão experimentos típicos de curso temporal utilizando células coexpressando o transportador a s CT dois e sensores de fret para glutamina com afinidades de oito milimolares e 100 micromolares. A entrada de glutamina é detectada como a mudança nas razões de intensidade de fluorescência entre o doador mtfp um e o aceptor Venus. Também é demonstrada a entrada de glutamina na presença de alanina como substrato.As especificidades dos transportadores também podem ser examinadas utilizando os sensores. Aqui, as células foram previamente carregadas com glutamina e, em seguida, diversos aminoácidos foram adicionados ao perfusato extracelular. Oito, como esperado, A ct dois substratos induziram o fluxo de glutamina, enquanto aminoácidos não substrato não o fizeram.A ausência de alterações na eficiência de fret após a adição de um substrato pode ser atribuída a várias razões, como a baixa capacidade de captação do substrato em teste, conforme demonstrado em células que expressam o sensor de oito milimolares ou o sensor de 100 micromolares. Porém, que não expressam o transportador a s CT dois, para confirmar que a alteração na eficiência de fret é devida à mudança real no substrato e não à alteração em outros parâmetros. O mesmo protocolo de perfusão é realizado utilizando células que expressam um sensor que se espera estar saturado nas condições experimentais.E neste exemplo, a afinidade do sensor é de 1,5 micromolar. Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como imaginar a dinâmica de metabólitos utilizando sensores FRET. Não se esqueça de que o cultivo celular deve ser tratado adequadamente seguindo os procedimentos operacionais padrão, de modo que o risco de exposição seja minimizado.

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