Этот протокол описывает метод для определения белков полураспада в отдельные живые адэрентных клеток, используя импульсный маркировки и флуоресценции покадровой изображений SNAP-тег синтеза белков.
Методическая статья
Этот протокол описывает метод для определения белков полураспада в отдельные живые адэрентных клеток, используя импульсный маркировки и флуоресценции покадровой изображений SNAP-тег синтеза белков.
Белки находятся в динамическом состоянии синтеза и деградации и их половина жизнь может быть скорректирована при различных обстоятельствах. Однако, наиболее часто используемые подходы для определения белков half-life, либо ограничен населения средние от лизированных клетках или требовать использования ингибиторов синтеза белка. Этот протокол описывает метод для измерения белка полураспада в отдельные живые адэрентных клеток, используя SNAP-тег синтез белков в сочетании с покадровой микроскопии флуоресцирования. Любой протеин интереса, сливается с SNAP-тег можно ковалентно обязательность флуоресцентные, клетки проницаемых краситель, который соединен к производным benzylguanine, и распад помечены белка населения может контролироваться после вымывания остатков красителя. Последующие ячейки отслеживания и количественная оценка интенсивности флуоресценции комплексной времени результаты в кривой экспоненциального распада для каждой отслеживаемой ячейки, позволяя определить темпы деградации белка в одиночных клетках кривой. Этот метод обеспечивает оценку для гетерогенности полураспада в популяции культивируемых клеток, которые легко могут оцениваться другими методами. Представленный здесь подход применим к любому типу культивировали адэрентных клеток, выражая протеин интереса, сливается с SNAP-тег. Здесь мы используем клетки мыши эмбриональных стволовых (ES), выращенных на E-Кадгерины покрытием клетки культуры пластин для иллюстрации как одной ячейки деградации ставки белков с широким кругом половина-жизнь может быть определено.
Хорошо известно, клетчатые протеины проходят обширные оборот, с специфичны для каждого белка и подлежит физиологической регуляции синтеза и деградации ставки. Традиционно темпы деградации белка являются измеренные с помощью массовых такие методы, как анализ Чейз радиоактивных импульса, или с участием ингибиторы синтеза белка, такие как циклогексимида1. Совсем недавно стабильный изотоп маркировки с аминокислоты в клеточной культуре (SILAC) в сочетании с масс-спектрометрии была создана для количественного определения белка оборот на глобальном уровне2. Однако эти методы ограничены путем усреднения населения, и поэтому будут потеряны сведения об изменчивости к ячейке. Кроме того не могут быть определены временные изменения в деградации белков, которые являются несинхронизированные всей популяции клеток.
Кроме того белок полураспада также может определяться на основе флуоресценции подходы, которые часто имеют преимущество предоставления одной ячейки резолюции. Например photoactivatable Зеленый флуоресцентный белок (paGFP) был использован для определения Oct4 half-life в ранних млекопитающих эмбриона3. Другой метод для мониторинга распада белка в живых клетках является использование оснастки тега в сочетании с работой с образами замедленной флуоресценции. SNAP-тег — это мутант версия ДНК6ремонт фермента O - alkylguanine ДНК alkyltransferase (AGT), специально реагирует с benzylguanine (BG) производные финансовые инструменты, которые могут быть связаны с молекулярные датчики4,5, 6. Таким образом, любой протеин сплавливания SNAP-тегов могут необратимо помечены флуоресцентные, проницаемых краска клеток. Пульс маркировки протеина интереса, сливается с SNAP-тег, после вымывания остатков краски, позволяет для контроля за деградацией населения помечены белка и, таким образом, для определения белков half-life. SNAP-теги были успешно использованы для импульса Чейз маркировки белков и для определения белка в приверженца полураспада клеточной культуры и в естественных условиях5,,78,9. Большое разнообразие субстратов SNAP-тег охватывающей обычно используются люминесцентные спектры коммерчески доступных, позволяя выбор оптимального краситель для каждого конкретного приложения. Таким образом SNAP-Теги также может использоваться для многоцветного воображения в сочетании с другими флуоресцентные синтез белков или красителей. Ячейки непроницаемый красители подходят для маркировки привязал мембранных белков, тогда как клетки проницаемой красители применяются для мониторинга внутриклеточные и мембраны прыгните белков. Кроме того некоторые из этих датчиков демонстрируют почти не базальная флуоресценции и только начать, испуская флуоресцентные сигналом на привязку к SNAP-тег10.
Этот протокол описывает как измерять темпы деградации различных протеинов интереса в одиночных клетках, с помощью тега привязки. Здесь мы применяем этот метод к мыши эмбриональных стволовых (ES) клетки культивировали на E-Кадгерины, но она должна быть возможность использовать его с любым типом адэрентных культивируемых клеток. Мы показывают, что пульс маркировки SNAP-тег синтез белков, следуют флуоресценции покадровой изображений позволяет для определения одной ячейки полураспада различных протеинов интереса и дает оценку для ячейки к ячейке изменчивость полураспада в численность населения культивируемых клеток.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Примечание: В данном исследовании использовалась линия клетки E14 ES. Однако этот протокол является непосредственно применимо к любой другой мыши ES клеток линии выражения протеина интереса, сливается с SNAP-тег, либо путем пометки эндогенного белка, либо с помощью гиперэкспрессия. Примеры, приведенные в разделе результаты, доксициклин индуцибельной SNAP-тег синтеза клеточных линий использовались (SNAP-тег сливается на следующих белки: Nanog, Oct4, Srsf11, или sfGFP и mOrange2 флуоресцентных белков и поставить под контроль Доксициклин индуцибельной промоутер. Смотрите11 для получения дополнительной информации на плазмид, используется для генерации доксициклин индуцибельной SNAP-тег синтеза клеточных линий). Доксициклин индуцибельной система может быть особенно полезным, как он позволяет плотно контролировать сроки и интенсивности выражения протеина интереса. C-терминал позиционирования SNAP-тега рекомендуется, как изменение N-терминальный аминокислотной последовательности более вероятно изменить период полураспада целевого белка (N-end правило12).
1. E-Кадгерины покрытие и заполнения ячеек
2. Пульс маркировки SNAP-тега
Примечание: Для экспериментов распад белков важно пользоваться надлежащей концентрации красителя оснастки. Концентрация должна быть достаточно высокой, чтобы дать яркий сигнал в начале промежуток времени, как флюоресценция будет уменьшаться с течением времени. Однако использование краска слишком высокой концентрации может привести к остаточной красителя остались в среде или в клетках даже после стирки. Бесплатные краситель может впоследствии привязку к недавно произведенные молекулы SNAP-тег на протяжении фильма, который будет искажать кривая распада. Наблюдаемые флуоресценции сигнал будет зависеть от свойства краситель, линии клеток, а также уровень экспрессии соответствующего белка. Таким образом крайне важно оптимизировать концентрации красителя, тестирование различных разведениях, начиная от разрежения, предложенная производителем для живых клеток. Для этого исследования была использована far-red флуоресцентные субстрата. Оптимальная концентрация 12 Нм был определен для доксициклин индуцибельной гиперэкспрессия клеточных линий.
3. промежуток времени микроскопия
4. обработка и анализ изображений



Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Описывается протокол дает оценку изменчивости к ячейке в период полураспада для любого данного белка, сливается с SNAP-тег. Использование рекомбинантных E-Кадгерины ФК для нанесения изображений плиты позволяет для одной ячейки резолюции ES клеток, которые в противном случае расти в колониях. Отдельные клетки могут отслеживаться отдельно на протяжении фильма ( рис. 1A).
Чтобы определить период полураспада белка для каждой одной ячейки, важно измерить комплексной, ф...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Самый важный шаг при использовании тега привязки для мониторинга распада белка обеспечить, что без остаточного несвязанных краска остается в среде или в клетках после мытья, поскольку в противном случае она может связывать недавно подготовила SNAP-тег молекул позднее в ходе эксперимента и ther Эби компромисса кривая распада. Это с одной стороны, посредством тщательно выполнять все шаги описанные стирки. С другой стороны концентрации красителя должны храниться как низкий, как возможно, все еще находясь в диапазоне, что по...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы не имеют ничего сообщать.
Покадровой микроскопии эксперименты были проведены на биомолекулярных скрининг фонда (ФСБ), EPFL. Мы благодарим Марк Delachaux (служба официально, EPFL) за видеосъемка и монтаж фильма.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Equipment | |||
| ES клеточная линия, экспрессирующая представляющий интерес слитый белок SNAP-tag | - | - | |
| Falcon 100 mm TC-Treated Cell Culture Dish | Corning | 353003 | |
| 96 Лунка, черный/прозрачный, обработанный культурой тканей планшет | Corning | 353219 | |
| улучшенная счетная камера Neubauer, 0,1 мм | Marienfeld-superior | 640030 | |
| CO2 Инкубатор | Panasonic | MCO-170AICUV-PE | |
| Центрифуга 5804 | R Eppendorf | 5804000528 | |
| InCell Analyzer 2200 Система визуализации клеток | GE Healthcare Life Sciences | 29027886 | |
| Name | Company< | strong>Каталожный номер | Комментарии |
| Reagents | |||
| Glasgow Minimum Essential Medium | Sigma-Aldrich | G5154 | |
| Фетальная бычья сыворотка, сертифицированная эмбионными стволовыми клетками | ThermoFisher | 16141-079 | |
| Раствор пирувата натрия | Sigma-Aldrich | 113-24-6 | |
| Минимально необходимая среда Заменимые аминокислоты | ThermoFisher | 11140-035 | |
| Пенициллин-стрептомицин | BioConcept | 4-01F00H | |
| L-глютамин 200mM | ThermoFisher | 25030-024 | |
| 2-меркаптоэтанол | Sigma-Aldrich | 63689-25ML-F | |
| Фактор ингибирования лейкемии | - | - | Производится в лаборатории путем транзиторной трансфекции клеток HEK-293T с последующим сбором и фильтрацией надосадочной жидкости. |
| CHIR99021 (ингибитор XVI GSK-3) | Merck Millipore | 361559 | |
| PD 0325901 | Sigma-Aldrich | 391210-10-9 | |
| Желатин из бычьей кожи | Sigma-Aldrich | 9000-70-8 | |
| PBS Дульбекко 10x концентрированный | BioConcept | 3-05K00-I | |
| PBS Дульбекко без Ca++/Mg++ | BioConcept | 3-05F29-I | |
| Trypsin-EDTA-Solution 0,25% | Sigma-Aldrich | T4049 | |
| рекомбинантный мышиный E-кадгерин Fc Chimera protein | R& D systems | 748-EC-050 | |
| Доксициклина гиклат | Sigma-Aldrich | D9891 | |
| SNAP-Cell 647-SiR | New England BioLabs | S9102S | |
| FluoroBrite DMEM | ThermoFisher | A18967-01 | |
| Название | Company | Каталожный номер | Комментарии |
| Software | |||
| FIJI | - | -Программное | обеспечение с открытым исходным кодом |
| MATLAB R2014a | Mathworks-Microsoft | ||
| Excel | Microsoft | - |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение