Caenorhabditis elegans (C. elegans) является хорошей моделью для изучения аксональное и внутриклеточного транспорта. Здесь я описать протокол в vivo записи и анализа аксональное и intraflagellar транспорта в C. elegans.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Caenorhabditis elegans (C. elegans) является хорошей моделью для изучения аксональное и внутриклеточного транспорта. Здесь я описать протокол в vivo записи и анализа аксональное и intraflagellar транспорта в C. elegans.
Аксональное и intraflagellar транспорта (IFT) имеют важное значение для axon и реснички морфогенеза и функции. Белки суперсемейства Кинезин и Динеин являются Молекулярные двигатели, которые регулируют антероградная и ретроградным транспорта, соответственно. Эти двигатели используют микротрубочек сети как рельсы. Caenorhabditis elegans (C. elegans) представляет собой мощную модель организм для изучения аксональное транспорта и IFT в естественных условиях. Здесь, я описать протокол соблюдать аксональное транспорта и IFT в жизни C. elegans. Транспортировка грузов могут быть визуализированы путем маркировать белки грузов с использованием флуоресцентных белков, таких как Зеленый флуоресцентный белок (ГПУП). C. elegans является прозрачным и белки GFP-тегами груза может быть выражен в конкретных ячеек под клеток конкретных промоутеров. Живые черви может быть исправлено микрошарики на 10% агарозном геле без убийства или обезболивающим червей. В этих условиях движение грузов напрямую можно наблюдать в аксонов и реснички жизни C. elegans без вскрытия. Этот метод может применяться для наблюдения за любой молекулы грузов в любые клетки путем изменения целевых белков и/или ячейки, на которые они выражаются в. Самые основные белки как молекулярные моторы и адаптер белки, которые участвуют в аксональное транспорта и IFT сохраняются в C. elegans. По сравнению с другими модельных организмов, мутанты можно получить и более легко поддерживать в C. elegans. Сочетая этот метод с различными C. elegans мутанты могут уточнить молекулярных механизмов аксональное транспорта и IFT.
Живых клеток является важным инструментом для анализа внутриклеточного транспорта. В нейрональных клеточной биологии анализ аксональное транспорта с живых клеток имеют важное значение для понимания нейронов функции и морфогенез1. Дефекты в аксональное транспорта лежат в основе нескольких нейродегенеративных расстройств2. Белки суперсемейства Кинезин и Динеин выполняют аксональное транспорта anterogradely и retrogradely, соответственно1,2.
Реснички являются еще один сотовый отсек, в котором сети микротрубочек и людьми машины являются высоко развитой3. Машины синтеза белка не локализуется в ресничек, что означает, что цилиарной белки должны перевозиться из цитоплазмы в советы ресничек. Специфичные для ресничек Кинезин и Динеин, называемый кинезин-2 и цитоплазматических Динеин-2, соответственно, транспортные компоненты реснички4, в явление под названием intraflagellar транспорта (IFT)5. Обесценение IFT вызывает спектр заболеваний, под названием ciliopathies6. Таким образом анализ механизма IFT живых клеток требуется понять основные механизмы цилиарной формирования и патогенеза.
Caenorhabditis elegans (C. elegans) является хорошей моделью для изучения аксональное транспорта и IFT7,8,9. Соблюдать IFT, Хламидомонада широко используется как модель организма5,6. Хламидомонада это одноклеточные организм, отношения IFT функцией старения, нейронов, и будет трудно анализировать поведение. Кроме того основные генетические методы например ТРИФОСФАТЫ/Cas9 не были применены к Хламидомонада. В высших организмов модели, такие как мышей и дрозофилысрыв аксональное транспорта и IFT часто вызывает смертоносных фенотипов, потому что аксональное транспорта и IFT необходимы для морфогенеза и гомеостаз животных 10, 11. В случае мышей культуры клеток и transfection обычно необходимо соблюдать аксональное транспорта и IFT, которая требует много навыков и обширные время12,13. Кроме того много важных физиологических контекста может быть потеряно в культивируемых клеток и клеточных линий. Потому, что нервная система не является жизненно важным для выживания червей, C. elegans мутантов в котором аксональное транспорта или IFT нарушается зачастую не смертельное7,9,14. Аксональное транспорта и IFT можно непосредственно наблюдать в естественных условиях без вскрытия потому что C. elegans является прозрачным и поэтому легко наблюдать GFP-тегами маркеров.
Существует несколько протоколов для иммобилизации C. elegans, например используя microfluidic устройства15, агарозы колодки с анестезией16, или микрошарики17. Включение анестезии могут препятствовать торговле людьми события в нейроны15. Четкий недостаток метода microfluidic устройство является подготовка microfluidic устройства не всегда легко. Вместо этого иммобилизация агарозы колодки и микрошарики является удобный и простой способ для выполнения визуализации промежуток времени в C. elegans. Здесь, я описать этот основной протокол иммобилизации C. elegans и визуализировать аксональное транспорта и IFT в естественных условиях в C. elegans. Метод, описанный здесь, по сравнению с другими методами, не требует специального оборудования и намного дешевле и проще выполнить.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. пробоподготовки
2. Подготовка 10% агарозном
Примечание: многие поставщики предоставляют аналогичные продукты, такие как агар порошок агар и агарозы. Используйте класс электрофореза агарозы (гель прочность > 1200 г/см 2). Дешевые агар порошок не работать, потому что результирующая гель не достаточно сильны, чтобы обездвижить червей.
3. Подготовка агарозы Pad
4. Монтаж червей
Примечание: даже небольших количеств движения червь предотвратить хорошее замечание. Левамизол традиционно используется для предотвращения перемещения червь агарозы колодки 24 , 25. Однако левамизол препятствует нейронов рецепторов в C. elegans и поэтому может повлиять на людьми события в нейроны 15. С помощью пенополистирола микрошарики описал hereis хороший альтернативных 17.
5. Наблюдения
Примечание: соответствующие параметры обработки изображений (мощность лазера, прибыль, биннинг и т.д.) будут отличаться для каждой системы микроскопа и камеры. Здесь используется widefield микроскоп оснащен спиннинг диск конфокальный сканер и цифровая камера CCD.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Аксональное транспорт в DA9 нейроне
С помощью линии wyIs251 , антероградная и ретроградным аксональное транспорта GFP::RAB-3 может быть одновременно записан в DA9 двигательного нейрона. Средняя скорость антероградная и ретроградным транспорта в проксимальном спинной аксон DA9 нейрона составляет около 1,8 и 2.6 мкм/s, соответственно22. Количество движущихся пузырьков идет о 0,03 и 0,018 в мкм axon в s. Таким образом для наблюдения за 30 ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Ограничение в отношении существующих методов
Метод, описанный здесь оптимизирован для наблюдать быстрый события, такие как аксональное транспорта и IFT. Таким образом иммобилизация более приоритетными чем дольше инкубации. Хотя мы были в состоянии наблюдать за людьми события для по крайней мере 20 минут без значительных возмущений, этот метод не может быть всегда подходит наблюдать медленное события, требующие больше времени наблюдения, например удлинение аксона и миграции клеток. Для длительного набл...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Автор не имеет ничего, чтобы раскрыть.
Автор глубоко спасибо доктор Асако Сугимото (Университет Тохоку) за ее полезные обсуждения. wyIs251 был щедрый подарок от д-ра Кан Шэн (Стэнфордский университет). mnIs17 была предоставлена CGC, которая финансируется Управлением NIH инфраструктуры научно-исследовательских программ (P40 OD010440). Эта работа была поддержана Daiichi Санкё фонд, Наито фонд и фонд науки мозга и JSP-страницы KAKENHI Грант #17 H 05010 и #16 H 06536.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Слайдглас (76 x 26 мм) | Matsunami | S1111 | |
| Coverglass (22 x 40 мм) | Matsunami | C024401 | |
| Agarose | Wako | 318-01195 | |
| Полистиленовые микрошарики 0,1 мкм | Polysciences | #00876 | |
| Термоблок | TAITEC | 0063288-000 | CTU-mini |
| Микроскоп | Широкопольный микроскоп | Olympus | IX-71 |
| Вращающийся дисковый сканер | Yokogawa | CSU-X1 | Вращающийся дисковый конфокальный сканер |
| Цифровая ПЗС-камера | Hamamatsu Photonics | C10600-10B | ORCA-R2 degital CCD |
| камера Объектив объектива (x100, NA1.4) | Olympus | UPLSAPO 100XO | |
| Пипетка Пастера (5 дюймов) | IWAKI | IK-PAS-5P | |
| Стеклянная трубка (диаметр 1,5 см x 10,5 см) | IWAKI | 9820TST15-105NP | |
| TV9211: wyIs251Лаборатория | Кан Шэня | N/A | |
| OTL11: mnIs17 | Ref. 27, 29 | N/A | SP2101 был скрещен с диким типом для 6 раз |
| Стереомикроскоп | Carl Zeiss | 435064-9000-000 | STEMI 508 |
| Зеркальный блок просвечивания | Carl Zeiss | 435425-9010-000 | |
| платиновая проволока (0,2 мм) | Nilaco Corporation | m78483501 | |
| 60 мм пластиковая тарелка | Falcon | #351007 | |
| Fiji | Н/Д | Н/Д | |
| для роста нематод (NGM) | 1,7% (мас./об.) агароза, 50 мМ NaCl, 0,25% (в/об.) пептон, 1 мМ CaCl2, 5 мг/мл холестерина, 25 мМ KH2PO4, 1 мМ MgSO4 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.