Name: Localização de cor multi microscopia de proteínas de membrana única em organelas de células de mamíferos vivas (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-06-30T13:30:00.000+00:00
Duration: 11 min 6 s
Description: Aprenda a localizar proteínas de membrana única em organelas de células de mamíferos vivas usando proteínas auto-rotulantes. Esta técnica de imagem multicolorida alcança resolução de ~18 nm para estudar dinâmica proteica.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Os autores gostaria de agradecer o grupo de Biofísica e Jacob Piehler na Universidade de Osnabrück, para suporte contínuo, Wladislaw Kohl para assistência técnica e preparação de material e diretoria CellNanOs para fornecimento de microscópios para uso. O projeto foi financiado pelo SFB 944.

<ol><li>Appelhans, T., Richter, C., Wilkens, V., Hess, S., Piehler, J., Busch, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoscale+organization+of+mitochondrial+microcompartments+revealed+by+combining+tracking+and+localization+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Nanoscale organization of mitochondrial microcompartments revealed by combining tracking and localization microscopy.</a> Nano Letters. 12 (2), 610-616 (2012).</li>
<li>Appelhans, T., Busch, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+Molecule+Tracking+and+Localization+of+Mitochondrial+Protein+Complexes+in+Live+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Single Molecule Tracking and Localization of Mitochondrial Protein Complexes in Live Cells.</a> Methods Mol Biol. 1567, 273-291 (2017).</li>
<li>Rust, M. J., Bates, M., Zhuang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sub-diffraction-limit+imaging+by+stochastic+optical+reconstruction+microscopy+%28STORM%29%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Sub-diffraction-limit imaging by stochastic optical reconstruction microscopy (STORM).</a> Nat Methods. 3 (10), 793-795 (2006).</li>
<li>Gould, T. J., Verkhusha, V. V., Hess, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+biological+structures+with+fluorescence+photoactivation+localization+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Imaging biological structures with fluorescence photoactivation localization microscopy.</a> Nat Protoc. 4 (3), 291-308 (2009).</li>
<li>Pennacchietti, F., Gould, T. J., Hess, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Role+of+Probe+Photophysics+in+Localization-Based+Superresolution+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys+J%22%5BJournal%5D)">The Role of Probe Photophysics in Localization-Based Superresolution Microscopy.</a> Biophys J. 113 (9), 2037-2054 (2017).</li>
<li>Wegel, E., Göhler, A., Lagerholm, B. C., Wainman, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+cellular+structures+in+super-resolution+with+SIM%2C+STED+and+Localisation+Microscopy%3A+A+practical+comparison%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+reports%22%5BJournal%5D)">Imaging cellular structures in super-resolution with SIM, STED and Localisation Microscopy: A practical comparison.</a> Scientific reports. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/srep27290?WT.feed_name=subjects_physical-sciences ">https://www.nature.com/articles/srep27290?WT.feed_name=subjects_physical-sciences </a> (2016).</li>
<li>Pellett, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-color+STED+microscopy+in+living+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Two-color STED microscopy in living cells.</a> Biomedical Optics Express. 2 (8), (2011).</li>
<li>Ishigaki, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((STED+super-resolution+imaging+of+mitochondria+labeled+with+TMRM+in+living+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Mitochondrion%22%5BJournal%5D)">STED super-resolution imaging of mitochondria labeled with TMRM in living cells.</a> Mitochondrion. 28, 79(2016).</li>
<li>Liss, V., Barlag, B., Nietschke, M., Hensel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-labelling+enzymes+as+universal+tags+for+fluorescence+microscopy%2C+super-resolution+microscopy+and+electron+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Self-labelling enzymes as universal tags for fluorescence microscopy, super-resolution microscopy and electron microscopy.</a> Scientific Reports. 5, 17740(2015).</li>
<li>Sergé, A., Bertaux, N., Rigneault, H., Marguet, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+multiple-target+tracing+to+probe+spatiotemporal+cartography+of+cell+membranes%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Dynamic multiple-target tracing to probe spatiotemporal cartography of cell membranes.</a> Nat Methods. 5 (8), (2008).</li>
<li>Appelhans, T., Busch, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+imaging+of+mitochondrial+membrane+proteins+in+specific+sub-organelle+membrane+locations%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+reviews%22%5BJournal%5D)">Dynamic imaging of mitochondrial membrane proteins in specific sub-organelle membrane locations.</a> Biophysical reviews. 9 (4), 345-352 (2017).</li>
<li>Wilmes, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Triple-color+super-resolution+imaging+of+live+cells%3A+resolving+submicroscopic+receptor+organization+in+the+plasma+membrane%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie%22%5BJournal%5D)">Triple-color super-resolution imaging of live cells: resolving submicroscopic receptor organization in the plasma membrane.</a> Angewandte Chemie. 51 (20), 4868-4871 (2012).</li>
<li>Niewidok, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-molecule+imaging+reveals+dynamic+biphasic+partition+of+RNA-binding+proteins+in+stress+granules%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Single-molecule imaging reveals dynamic biphasic partition of RNA-binding proteins in stress granules.</a> J Cell Biol. , (2018).</li>
<li>Wurm, C. A., Jakobs, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+protein+distributions+define+two+sub-compartments+of+the+mitochondrial+inner+membrane+in+yeast%5BTitle%5D)+AND+%22FEBS+Lett%22%5BJournal%5D)">Differential protein distributions define two sub-compartments of the mitochondrial inner membrane in yeast.</a> FEBS Lett. 580 (24), 5628-5634 (2006).</li>
<li>Schmidt, R., Wurm, C. A., Punge, A., Egner, A., Jakobs, S., Hell, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondrial+cristae+revealed+with+focused+light%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Mitochondrial cristae revealed with focused light.</a> Nano Lett. 9 (6), 2508-2510 (2009).</li>
<li>Kukat, C., Wurm, C. A., Spahr, H., Falkenberg, M., Larsson, N. G., Jakobs, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Super-resolution+microscopy+reveals+that+mammalian+mitochondrial+nucleoids+have+a+uniform+size+and+frequently+contain+a+single+copy+of+mtDNA%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Super-resolution microscopy reveals that mammalian mitochondrial nucleoids have a uniform size and frequently contain a single copy of mtDNA.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (33), 13534-13539 (2011).</li>
<li>Beinlich, F., Drees, C., Piehler, J., Busch, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shuttling+of+PINK1+between+Mitochondrial+Microcompartments+Resolved+by+Triple-Color+Superresolution+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+chemical+biology%22%5BJournal%5D)">Shuttling of PINK1 between Mitochondrial Microcompartments Resolved by Triple-Color Superresolution Microscopy.</a> ACS chemical biology. 10 (9), 1970-1976 (2015).</li>
<li>Shim, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Super-resolution+fluorescence+imaging+of+organelles+in+live+cells+with+photoswitchable+membrane+probes%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Super-resolution fluorescence imaging of organelles in live cells with photoswitchable membrane probes.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 109 (35), 13978-13983 (2012).</li>
<li>Sbalzarini, I., Mezzacasa, A., Helenius, A., Koumoutsakos, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+Organelle+Shape+on+Fluorescence+Recovery+after+Photobleaching%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Effects of Organelle Shape on Fluorescence Recovery after Photobleaching.</a> Biophysical Journal. 89 (3), 1482-1492 (2005).</li>
<li>Reits, E., Neefjes, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+fixed+to+FRAP%3A+measuring+protein+mobility+and+activity+in+living+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Cell+Biology%22%5BJournal%5D)">From fixed to FRAP: measuring protein mobility and activity in living cells.</a> Nature Cell Biology. 3 (6), E145-E147 (2001).</li>
<li>Goehring, N., Chowdhury, D., Hyman, A., Grill, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FRAP+Analysis+of+Membrane-Associated+Proteins%3A+Lateral+Diffusion+and+Membrane-Cytoplasmic+Exchange%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">FRAP Analysis of Membrane-Associated Proteins: Lateral Diffusion and Membrane-Cytoplasmic Exchange.</a> Biophysical Journal. 99 (8), 2443-2452 (2010).</li>
<li>Bacia, K., Haustein, E., Schwille, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescence+correlation+spectroscopy%3A+principles+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Spring+Harbor+protocols%22%5BJournal%5D)">Fluorescence correlation spectroscopy: principles and applications.</a> Cold Spring Harbor protocols. 2014 (7), 709-725 (2014).</li>
<li>Sukhorukov, V., Dikov, D., Busch, K., Strecker, V., Wittig, I., Bereiter-Hahn, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+protein+mobility+in+mitochondrial+membranes+of+living+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Biochimica+et+biophysica+acta%22%5BJournal%5D)">Determination of protein mobility in mitochondrial membranes of living cells.</a> Biochimica et biophysica acta. 1798 (11), 2022-2032 (2010).</li>
<li>Kim, T. K., Eberwine, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mammalian+cell+transfection%3A+the+present+and+the+future%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Bioanal+Chem%22%5BJournal%5D)">Mammalian cell transfection: the present and the future.</a> Anal Bioanal Chem. 397 (8), 3173-3178 (2010).</li>
<li>Graham, F. L., van der Eb, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+technique+for+the+assay+of+infectivity+of+human+adenovirus+5+DNA%5BTitle%5D)+AND+%22Virology%22%5BJournal%5D)">A new technique for the assay of infectivity of human adenovirus 5 DNA.</a> Virology. 52 (2), 456-467 (1973).</li>
<li>Wedeking, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatiotemporally+Controlled+Reorganization+of+Signaling+Complexes+in+the+Plasma+Membrane+of+Living+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Spatiotemporally Controlled Reorganization of Signaling Complexes in the Plasma Membrane of Living Cells.</a> Small. 11 (44), 5912-5918 (2015).</li>
<li>Mironov, S. L., Ivannikov, M. V., Johansson, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%5BCa2%2B%5Di+signaling+between+mitochondria+and+endoplasmic+reticulum+in+neurons+is+regulated+by+microtubules.+From+mitochondrial+permeability+transition+pore+to+Ca2%2B-induced+Ca2%2B+release%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biol+Chem%22%5BJournal%5D)">[Ca2+]i signaling between mitochondria and endoplasmic reticulum in neurons is regulated by microtubules. From mitochondrial permeability transition pore to Ca2+-induced Ca2+ release.</a> J Biol Chem. 280 (1), 715-721 (2005).</li>
<li>Poot, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+mitochondrial+morphology+and+function+with+novel+fixable+fluorescent+stains%5BTitle%5D)+AND+%22J+Histochem+Cytochem%22%5BJournal%5D)">Analysis of mitochondrial morphology and function with novel fixable fluorescent stains.</a> J Histochem Cytochem. 44 (12), 1363-1372 (1996).</li>
<li>Tokunaga, M., Imamoto, N., Sakata-Sogawa, K. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/nmeth1171">Highly inclined thin illumination enables clear single-molecule imaging in cells (vol 5, pg 159).</a> Nature Methods. 5 (5), 455(2008).</li>
<li>Elmokadem, A., Yu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimal+Drift+Correction+for+Superresolution+Localization+Microscopy+with+Bayesian+Inference%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys+J%22%5BJournal%5D)">Optimal Drift Correction for Superresolution Localization Microscopy with Bayesian Inference.</a> Biophys J. 109 (9), 1772-1780 (2015).</li>
<li>Barlag, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+molecule+super-resolution+imaging+of+proteins+in+living+Salmonella+enterica+using+self-labelling+enzymes%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Single molecule super-resolution imaging of proteins in living Salmonella enterica using self-labelling enzymes.</a> Sci Rep. 6, 31601(2016).</li>
<li>Tokunaga, M., Imamoto, N., Sakata-Sogawa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+inclined+thin+illumination+enables+clear+single-molecule+imaging+in+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">Highly inclined thin illumination enables clear single-molecule imaging in cells.</a> Nature Methods. 5 (2), 159-161 (2008).</li>
<li>Mortensen, K. I., Churchman, L. S., Spudich, J. A., Flyvbjerg, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimized+localization+analysis+for+single-molecule+tracking+and+super-resolution+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Optimized localization analysis for single-molecule tracking and super-resolution microscopy.</a> Nat Methods. 7 (5), 377-381 (2010).</li>
<li>Jin, S., Youle, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PINK1-+and+Parkin-Mediated+Mitophagy+at+a+Glance%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cell+Science%22%5BJournal%5D)">PINK1- and Parkin-Mediated Mitophagy at a Glance.</a> Journal of Cell Science. 125, 795-799 (2013).</li>
<li>Yamano, K., Youle, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PINK1+is+degraded+through+the+N-end+rule+pathway%5BTitle%5D)+AND+%22Autophagy%22%5BJournal%5D)">PINK1 is degraded through the N-end rule pathway.</a> Autophagy. 9 (11), 1758-1758 (2013).</li>
<li>Wiedemann, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Machinery+for+protein+sorting+and+assembly+in+the+mitochondrial+outer+membrane%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Machinery for protein sorting and assembly in the mitochondrial outer membrane.</a> Nature. 424 (6948), 565-571 (2003).</li>
<li>Thompson, R., Larson, D., Webb, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Precise+Nanometer+Localization+Analysis+for+Individual+Fluorescent+Probes%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Precise Nanometer Localization Analysis for Individual Fluorescent Probes.</a> Biophysical Journal. 82 (5), 2775-2783 (2002).</li>
</ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

Aqui, uma técnica para localização de dupla cor única molécula de proteínas da membrana celular foi apresentada. Seguindo o protocolo, proteínas de membrana são fundidos para auto-rotulantes proteínas que reagem com as tinturas de rodamina TMR e senhor conjugada com seus respectivos substratos. Rodamina corantes são brilhante e fotoestável e assim permitir a imagem repetitiva1. Para o desempenho bem sucedido, vários tópicos críticos e condições devem ser mantidas em mente.
<p class="jove_conte...

O objetivo do presente protocolo é fornecer um método de imagem para localizar e acompanhar as proteínas de membrana única dentro de células vivas. Chamamos esse método de rastreamento e localização de microscopia (TALM)1,2. Como estocástico microscopia de reconstrução óptica (Tempestade)3 e microscopia de fluorescência Photoactivation localização (PALM (F))4,5, TALM é uma técnica de localização de fluorescência único baseado na molécula. No entanto, é distinta da forma que a mobilidade das proteínas de membrana em combinação com imagem repetitiva do mesmo rotulado molécula em diferentes posições revela o microcompartment que é acessível para a proteína móvel. Em outras palavras, as possíveis localizações da proteína são definidas pela arquitetura da organela e pela mobilidade da proteína1. O método é complementar vários outros super-resolução técnicas6,7,8 , porque ele revela a trajetória e localização mapas por proteínas móveis de imagem. A rotulagem é baseada no uso de proteínas de fusão geneticamente modificados que são em si não-fluorescente. Estas proteínas de fusão são auto-rotulantes enzimas que reagem covalentemente com um substrato conjugado com um corante. Este procedimento tem a vantagem que o grau de rotulagem pode ser controlada pela quantidade de substrato adicionado. Além disso, permite para variar a cor da fluorescência, dependendo o corante escolhido conjugado. Vários auto rotulagem enzima-tags são disponíveis9. Outra vantagem de usar auto-rotulantes enzima-etiquetas, que os corantes conjugados são geralmente mais estável e mais brilhante do que proteínas fluorescentes1 e proteínas individuais, portanto, podem ser gravadas mais e mais precisamente até que eles são branqueados. Isto permite a gravação de trajetórias de proteínas móveis e a extração de coeficientes de difusão10,11.
Aqui, podemos demonstrar a viabilidade da TALM com proteínas da membrana mitocondrial, mas também pode ser aplicado para outras proteínas de membrana cellular intra e extra, incluindo células de diferentes tipos de12,13. Mostramos que TALM multi cor adicional permite a distinção simultânea das proteínas em diferentes subcompartments em complementação a existente Super-resolução fluorescência microscopia técnicas14,15, 16. TALM é compatível com células vivas de imagem17. A foto-física dos escolhido rhodamines diversos (TMR) e o silício-Rhodamien (Senhor), em particular seu brilho e estabilidade, permite que as proteínas de membrana único registro sobre vários quadros fornecendo mapas trajetória (e localização). No entanto, TALM é limitado para localização de proteínas solúveis com coeficientes de difusão de alta desde o motion blur é muito alto e os fótons coletados por quadro são demasiado baixos para a localização apropriada. Além disso, TALM requer menos energia de excitação do que por exemplo tempestade ou depleção de emissão estimulada (STED) microscopia6,7, reduzindo efeitos fototóxicos. Isto é importante, pois o estresse fototóxico frequentemente afeta a morfologia organellar18 e, portanto, de análise de mobilidade19. Em suma, apresentamos multi cor TALM em células vivas como uma técnica que preenche uma lacuna entre os métodos de microscopia de localização tempestade/STED/PALM (F) e técnicas que analisam a mobilidade de proteína, como a recuperação de fluorescência após fotobranqueamento (FRAP)20 ,21, fluorescência correlação espectroscopia (FCS)22e fluorescência cruzam correlação espectroscopia (FCCS)11,23.

<table><tbody><tr><td>(2-(4-(2-hidroxietil)-1-piperazinil)-ácido etanossulfônico, 1 M) (HEPES)</td><td>Biochrom</td><td>#1104E</td><td></td></tr><tr><td>DC1: Divisor de feixe dicroido&nbsp;</td><td>Chroma</td><td>640 dcxr</td><td>NC506031</td></tr><tr><td>DC2: Espelho Polichroic, divisor de feixe</td><td>Chroma</td><td>zt405/488/561/640rpc</td><td>descontinuado</td></tr><tr><td>Dulbecco&acute; s Solução salina tamponada com fosfato (PBS) 1x (sem Ca & Mg)</td> <td>Sigma-Aldrich & Co.</td><td></td><td></td>#RNBF8311</tr><tr><td>Earle&agudo; s MEM sem vermelho de fenol, sem L-Glutamina e sem NaHCO3 contendo 1% de FBS, 0,1% de HEPES, 0,1% de NEAA, 0,1% de Alanil-L-Glutamina e 34,78% de hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3 0,75g/l)</td><td></td><td></td><td>Meio de imagem</td></tr><tr><td>Earle&agudo; s meio essencial mínimo (MEM) com vermelho de fenol, contendo 1% de soro fetal bovino superior (FBS), 0,1% de HEPES (ácido 2-(4-(2-hidroxietil)-1-piperazinil)-etanossulfônico, 1 M) e 0,1% de aminoácidos não essenciais (NEAA)</td><td></td><td></td><td>Meio de crescimento</td></tr><tr><td>EF: Filtro de emissão quadbandpass</td><td>AHF analysentechnik</td><td>F72-866</td><td>Brightline HC 446 nm/523 nm/600 nm/677 nm</td></tr><tr><td>Câmera EMCCD</td><td>Andor Andor</td><td>iXON 897</td><td>Câmera EMCCD</td></tr><tr><td>Filtro de emissão Cubos de filtro QuadView, laranja</td><td>AHF analysentechnik</td><td>F39-637 passa-banda</td><td>582 - 619 nm</td></tr><tr><td>Filtro de emissão Cubos de filtro QuadView, vermelho</td><td>Passa-banda Chroma</td><td></td><td>655 - 725 nm (HQ 690/70)</td></tr><tr><td>FBS (Soro fetal bovino) superior</td><td>Biochrom</td><td>S0615</td><td></td></tr><tr><td>Contas fluorescentes: TetraSpeck&trade; Microesferas, 0,1 e micro; m, azul fluorescente/verde/laranja/vermelho escuro</td><td>Microesferas fluorescentes</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>T7279</td></tr><tr><td>Glutamina</td><td>Biochrom</td><td>#0951C</td><td></td></tr><tr><td>células HeLa&nbsp;</td><td>DSMZ</td><td>ACC-57</td><td>Células de carcinoma cervical da paciente Henrietta Lacks</td></tr><tr><td>Células Hela CI::p aGFP, estável</td><td>Muster et al., PLOSOne 2010</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Células Hela CV g::Halo7-Tag, estável</td><td>Appelhans et al., NanoLett 2012</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Células Hela Tom20::Halo7-Tag, estável</td><td>Appelhans et al., NanoLett 2012</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Divisor de imagem</td><td>Photometrics</td><td>Dual-View Emissão</td><td>de divisor de imagem</td>QV2</tr><tr><td>Software de processamento de imagem&nbsp;</td><td>ImageJ2 / Fiji</td><td>freeware</td><td></td></tr><tr><td>Óleo de imersão - ImmersolTM 518 F (ne = 1.518, ve = 45)</td><td>Carl Zeiss Jena GmbH</td><td>444960-0000-000</td><td></td></tr><tr><td>Microscópio de epifluorescência invertida</td><td>Olympus IX-71/73/83</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Laser 561 nm, 200 mW</td><td>CrystaLaser</td><td>CL-561-200</td><td>561 nm</td></tr><tr><td>Laser 642 nm, 140 mW</td><td>Omicron</td><td>Luxx-642-140</td><td>642 nm emissão</td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>MathWorks</td><td>versão R2013a</td><td></td></tr><tr><td>MEM com Solução Salina Balanceada de Earle 2,2 g/L NaHCO3, glutamina estável sem PR</td><td>Biochrom</td><td>FG-0385</td><td></td></tr><tr><td>MEM com Solução Salar Balanceada de Earle com NaHCO3 2,2 g/L, glutamina estável, Fenolred</td><td>Biochrom</td><td>FG-0325</td><td></td></tr><tr><td>MitoTracker&reg; Vermelho Escuro FM</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>M22426</td><td>corante</td></tr><tr><td>MitoTracker&reg; Verde FM</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>M7514</td><td>corante Polarização</td></tr><tr><td>óptica multimodo mantendo fibra monomodo</td><td>Pointsource/Qioptiq</td><td></td><td>KineFLEX</td></tr><tr><td>NHS-PEG-MAL, Rapp Polymer&nbsp;</td><td>Rapp Polymere GmbH T&uuml; revestimento de</td><td>lamínula</td>bingen <td></td></tr><tr><td>aminoácidos não essenciais (NEAA)</td><td>Biochrom</td><td>#0802E</td><td></td></tr><tr><td>PEG 800 (Polietilenoglicol) 10 %</td><td>Carl Roth GmbH</td><td>Art No. 0263.1</td> revestimento de <td>lamínula</td></tr><tr><td>Penicilina/Estreptomicina</td><td>Biochrom</td><td>#0122E</td><td></td></tr><tr><td>Plasmídeo para expressão de PINK1-Halo7-Tag</td><td>Beinlich et al., ACS Chemical Biology 2015</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Poli-L-lisina (1,2 mg/ml)</td><td>Sigma-Aldrich & Co.</td><td>gato. No.P9155</td><td>revestimento de lamínula</td></tr><tr><td>Peptídeo RGD (Ac-CGRGDS-COOH)</td> <td>Sistema de Perfuração Diagnostix GmbH,</td> revestimento de lamínula de Gernsheim <td></td><td>/ motivo do receptor Intergrin</td></tr><tr><td>Silício Rodamina ligada ao HaloTag&reg;-Ligante (SiRHTL)&nbsp;</td><td>presente pessoal de Kai Johnson</td><td></td><td>corante</td></tr><tr><td>Plugin de análise de software</td><td>auto-escrito C. P. Richter, Biophysik Osnabr&uuml; ck</td><td>SLIMFAST 16g</td><td></td></tr><tr><td>Tetrametilrodamina / SNAP-Cell&reg; TMR-Star ligado ao SNAP-Ligand (TMRstar)&nbsp;</td><td>Biolaboratório da Nova Inglaterra&reg;</td><td>Corante S9105S</td><td></td></tr><tr><td>Tetrametilrodamina ligada ao HaloTag&reg;-Ligante (TMRHTL)&nbsp;</td><td>Promega</td><td>G8251</td><td>corante</td></tr><tr><td>TIRF condensador</td><td>Olympus</td><td>Cell^TIRF MITICO System</td><td>TIRF condensador</td></tr><tr><td>TIRF microscópio software de controle</td><td>Olympus cellSens 1.12</td><td></td><td></td></tr><tr><td>TIRF objetiva</td><td>Olympus</td><td>150x objetiva de óleo (N.A. 1.45; Olympus UAPO)</td><td></td></tr><tr><td>Tripsina/EDTA 10x</td><td>Biochrom</td><td>#0266</td><td></td></tr><tr><td>Água H2O 99,5 % Rotipuran&reg; Baixo teor de orgânicos&nbsp;</td><td>Carl Roth GmbH</td><td>Art. Não. HN57.1</td><td></td></tr></tbody></table>

localização de cor multi microscopia de proteínas de membrana única em organelas de células de mamíferos vivas

Multi-color Localization Microscopy of Single Membrane Proteins in Organelles of Live Mammalian Cells

Conhecimento sobre a localização de proteínas no celulares subcompartments é crucial para entender a sua função específica. Aqui, apresentamos uma técnica de super-resolução que permite a determinação de microcompartments que são acessíveis para proteínas, gerando a localização e rastreamento mapas destas proteínas. Além disso, pela microscopia de localização de várias cores, perfis de proteínas em diferentes subcompartments de rastreamento e a localização são obtidas simultaneamente. A técnica é específica para as células vivas e baseia-se a imagem repetitiva de proteínas da membrana celular único. Proteínas de interesse são geneticamente fundidas com tags Self rotulagem específicas, so-called. Essas marcas são enzimas que reagem com um substrato de maneira covalente. Conjugados para estes substratos são corantes fluorescentes. Reação das proteínas com a enzima-tag com a fluorescência rotulado resultados de substratos em proteínas etiquetadas. Aqui, diversos (TMR) e silício rodamina (Sr) são utilizados como corantes fluorescentes anexados para os substratos das enzimas. Usando concentrações de substrato a pM a gama nM, rotulagem sub estequiométrica é alcançado que resulta em sinais distintos. Estes sinais são localizados com ~ 15 – 27 precisão nm. A técnica permite a imagem multi cor de moléculas simples, segundo o qual o número de cores é limitado pelas tinturas de membrana permeável disponíveis e o repertório de auto-rotulantes enzimas. Vamos mostrar a viabilidade da técnica, determinando a localização da enzima (Pten) controle de qualidade-induzida da quinase 1 (PINK1) em diferentes compartimentos mitocondriais durante seu processamento em relação a outras proteínas de membrana. O teste para o verdadeiros interações físicas entre as proteínas única diferente etiquetadas por molécula FRET ou rastreamento co é restrito, porém, porque os graus de rotulagem baixos diminuem a probabilidade de ter duas proteínas adjacentes rotuladas ao mesmo tempo. Enquanto a técnica é forte para a imagem latente proteínas nos compartimentos de membrana, na maioria dos casos não é apropriado determinar a localização de proteínas solúveis altamente móveis.

Análise de imagem e colocalization multi cor pode ajudar a determinar a localização sub-organellar das proteínas. Temos demonstrado isso antes com a fosfatase citosólica e homólogo tensin, PINK1, que tem diferentes submitocondrial locais devido ao seu processamento por proteases mitocondrial17. PINK1 é um fator importante, garantindo a funcionalidade mitocondrial34,35. Para determinar que a localização de P...

Aqui, apresentamos um protocolo para multi cor localização das proteínas de membrana única em organelas de células vivas. Para anexar fluorophores, auto rotulação de proteínas são utilizadas. Proteínas, localizadas em compartimentos diferentes membranas da organela a mesma, podem ser localizadas com precisão de ~ 18 nm.

Localização de cor multi microscopia de proteínas de membrana única em organelas de células de mamíferos vivas

Knowledge about the localization of proteins in cellular subcompartments is crucial to understand their specific function. Here, we present a ...

Essa técnica pode responder a questões-chave em processos regulatórios, como qual papel a dinâmica e a organização das proteínas desempenham na adaptação funcional. A principal vantagem dessa técnica é que ela pode ser feita em células vivas, revelando assim a dinâmica da proteína no nível de uma única molécula. Embora esse método tenha sido originalmente implementado para fornecer informações sobre a organização espaço-temporal das proteínas da membrana mitocondrial, ele também pode ser aplicado a outras organelas e outras proteínas da membrana.Demonstrando a técnica estará Timo Appelhans, um estudante de pós-graduação do meu laboratório. Após a transfecção e preparação das amostras de células e do microscópio de acordo com o protocolo de texto, monte a amostra preparada com esferas fluorescentes no porta-amostras entre o anel de PTFE e o anel de borracha vermelho. Inicie o microscópio, todos os componentes de hardware e todo o software necessário para a microscopia.Use um lenço de papel fresco e sem fiapos borrifado com isopropanol para limpar a lente objetiva e a parte inferior da lamínula. Em seguida, coloque uma gota de óleo de imersão na pupila da lente objetiva. Em seguida,

multi-color-localization-microscopy-single-membrane-proteins

Research

JoVE Journal

Biology

Biologia

Microscopia de lapso de tempo de marcadores autofagia fluorescente etiquetado permite o monitoramento da resposta autofagia dinâmico com alta resolução temporal. Usando autofagia organela específica e marcadores numa combinação de três cores diferentes, pode-se seguir a contribuição de uma proteína para a formação autophagosome num contexto espacial e temporal robusta.

Imagens de células vivas dos primeiros autofagia Eventos: Omegasomes and Beyond

Demonstramos o uso da microscopia de localização por fotoativação por fluorescência (FPALM) para obter imagens simultâneas de vários tipos de moléculas marcadas com fluorescência dentro das células. As técnicas descritas produzem a localização de milhares a centenas de milhares de proteínas individuais marcadas com fluorescência, com uma precisão de dezenas de nanômetros dentro de células individuais.

Simultânea Multicolor Imagem de Estruturas Biológicas com fluorescência Fotoativação Localização Microscopia

Aqui, apresentamos um protocolo para realizar uma análise quantitativa do nível de associação a membrana plasmática para fluorescente etiquetado proteína associada perifericamente. O método baseia-se na decomposição computacional da membrana e componente citoplasmático do sinal observado em células rotuladas com marcador fluorescente de membrana plasmática.

Determinação da membrana plasmática de particionamento para proteínas associadas perifericamente

Este artigo fornece um guia passo a passo para investigar a dinâmica de localização subcelular de proteínas e monitorar mudanças morfológicas usando microscopia de fluorescência de alta resolução em Bacillus subtilis e Staphylococcus aureus.

Microscopia de Fluorescência de células vivas para investigar a localização de proteínas subcelulares e alterações da morfologia celular nas bactérias

Conjugados BODIPY convencionais podem ser usados para microscopia de localização de moléculas únicas de células vivas (SMLM) através da exploração de seus dimers de estado terrestre transitoriamente formados. Apresentamos um protocolo SMLM otimizado para rastrear e resolver lipídios neutros subcelulares e ácidos graxos em células de mamíferos vivos e leveduras na escala de comprimento nanoscópico.

Conjugados BODIPY convencionais para microscopia de super-resolução de células vivas e rastreamento de moléculas únicas

Este protocolo apresenta um fluxo de trabalho para a propagação, diferenciação e coloração de células SH-SY5Y cultivadas e neurônios primários do hipocampo de ratos para visualização e análise da ultraestrutura mitocondrial usando microscopia de depleção de emissão estimulada (STED).

Usando imagens STED de células vivas para visualizar a ultraestrutura da membrana interna mitocondrial em modelos de células neuronais

Este protocolo descreve um mecanismo para usar microscopia de luz e eletrônica correlativa para visualizar a interação de mitocôndrias e lisossomos marcados com mEosEM e APEX2, respectivamente.

Microscopia Eletrônica e de Luz Correlativa de Duas Cores para a Visualização de Interações entre Mitocôndrias e Lisossomos

Este artigo fornece uma descrição detalhada de como criar amostras para rastreamento de proteína única em bicamadas lipídicas suportadas por sólidos. Também explica um microscópio de fluorescência simples, com sensibilidade a molécula única e taxa de quadros rápida. Por fim, descrevemos o procedimento para extrair trajetórias de proteína única.

Rastreamento de proteínas individuais em bicamadas lipídicas usando microscopia de fluorescência

Esse protocolo descreve a expressão e quantificação das subunidades neuronais dos receptores nicotínicos de acetilcolina usando a linha celular Neuro-2a de mamíferos. Marcadores fluorescentes sensíveis ao pH e microscopia confocal permitem a avaliação precisa da localização dos receptores na membrana plasmática versus aqueles expressos em compartimentos intracelulares neutros em pH, facilitando o estudo do tráfego e modulação farmacológica do nAChR.

Localização da membrana plasmática e dos receptores de acetilcolina nicotínica intracelular neuronal usando imagem quantitativa em células de mamíferos

Este protocolo descreve a marcação de anticorpo único (SAL) para resolver a organização espacial em nanoescala das proteínas da membrana plasmática. Ao aproveitar as interações cumulativas anticorpo-epítopo no nível de molécula única, o SAL de membrana (mSAL) mapeia distribuições locais de epítopos enquanto captura simultaneamente o comportamento de ligação de anticorpos no ambiente celular nativo.

Microscopia de Localização de Molécula Única de Proteínas de Membrana usando Marcagem de Único Anticorpo

Aprenda a localizar proteínas de membrana única em organelas de células de mamíferos vivas usando proteínas auto-rotulantes. Esta técnica de imagem multicolorida alcança resolução de ~18 nm para estudar dinâmica proteica.

Localização de cor multi microscopia de proteínas de membrana única em organelas de células de mamíferos vivas

Explorar mais vídeos