Этот метод описывает надежных и воспроизводимых подход для сравнения уровня белка в различных тканях и в различные области развития timepoints, с использованием стандартизированных количественных Западный blotting подход.
Методическая статья
* These authors contributed equally
Этот метод описывает надежных и воспроизводимых подход для сравнения уровня белка в различных тканях и в различные области развития timepoints, с использованием стандартизированных количественных Западный blotting подход.
Западный blotting — это метод, который обычно используется для выявления и количественной оценки выражения протеина. С годами эта техника привела к многие успехи в фундаментальных и клинических исследованиях. Однако как с много аналогичные экспериментальные методы, результаты анализов иммуноблоттинга легко влиянием выбор, сделанный в разработке и осуществлении эксперимента. Конкретные хозяйственные белки традиционно используются для нормализации уровня белка для количественной оценки, однако, они имеют ряд ограничений и поэтому чаще критикуют за последние несколько лет. Здесь мы описываем подробный протокол, который мы разработали, чтобы позволить нам для проведения сложных сравнений белка выражение вариации различных тканей, мыши модели (включая модели заболеванием) и развития timepoints. С помощью флуоресцентного белка всего пятно и представляя использование внутренней загрузки стандартных, это можно преодолеть существующие ограничения в количество образцов, которые можно сравнить в рамках экспериментов и систематически сравнивать уровни белка через спектр экспериментальных условиях. Такой подход расширяет использование методов традиционной западной помарки, тем самым позволяя исследователей, чтобы лучше изучить белков через различных тканей и образцы.
Западный blotting — это метод, который обычно используется для выявления и количественной оценки выражения протеина, в том числе в гомогенатах ткани или экстрактов. С годами эта техника привела к многие достижения в области фундаментальных и клинических исследований, где она может использоваться как средство диагностики для выявления наличия болезни1,2. Западный blotting был впервые описан в 1979 году как метод для передачи белки от полиакриламидных гелей нитроцеллюлоза листы и впоследствии визуализировать белки, используя вторичные антитела, которые были либо радиоактивно конъюгированных флуоресцеин, помечены или пероксидаза3. Путем разработки коммерчески доступные комплекты и оборудование Западный blotting методы все более стандартизированной и упрощенный с годами. Действительно техника теперь легко осуществляется учеными с различной стола и уровни опыта. Однако как с много аналогичные экспериментальные методы, результаты анализов иммуноблоттинга легко влиянием выбор, сделанный в разработке и осуществлении эксперимента. Важно, таким образом, что доступность стандартизированных западной blotting методы не заслонять необходимость тщательного планирования экспериментальных и дизайн. Экспериментальная соображения включают, но не ограничиваясь, образец подготовки и обработки, отбора и проверки антител для обнаружения протеина и эффективность передачи гель мембраны особенно малых или больших (< 10 или > 140 кДа) белки4,5,6,,78,9. Качество белка исходного образца играет значительную роль в определении результатов последующих Западный анализ помаркой. Как белка могут быть извлечены из различных образцов и источников, включая линии клеток, тканей животных моделей и ткани трупа человека, последовательность обработки и обработки требуется для получения воспроизводимых результатов. Например когда требуется длительное хранение образцов для извлечения белков, важно понимать, что, хотя белок обычно стабилен при температуре-80 ° C, были различия в стабильности белка извлеченные протеины и нетронутыми тканей при температуре-80 ° C о10. Кроме того чтобы получить воспроизводимые оценки количества белка, последовательной гомогенизации образцов имеет решающее значение. Оптимизации различных лизис буферов и гомогенизации методы (например, по сравнению с автоматизированных методов ручной гомогенизации) могут потребоваться перед началом крупномасштабного количественный эксперимент.
Нормализация стратегий исправить для загрузки и количественной оценки изменчивости белка необходимо получить надежные, количественные результаты экспрессии белков. Уборка номера белков, таких как β-актина, α-тубулина, β-тубулина и Глицеральдегид-3-фосфат-дегидрогеназы (GAPDH) традиционно использовались для нормализации уровня белка для количественной оценки. Однако нормализации конкретные хозяйственные белки для целей количественной оценки чаще критикуют за последние несколько лет11,12. Например можно изменить выражение уборки белков через различные этапы развития13,14, через ткани из той же животных4и под различные болезни условия4,15 ,16,17. Таким образом использование конкретных уборки белков ограничивает возможности более сложных сравнений между выражение протеина из различных тканей, в разных timepoints и в различных экспериментальных условиях. Альтернатива для уборки белки для управления для белка загрузки вариации является использование общего белка пятно (TPS) что этикетки и визуализирует всех белков, присутствующих в образце. TPS позволяет сигнал нормализации на основе общего белка нагрузки вместо того, чтобы уровень одного определенного белка и, следовательно, количественная оценка TPS сигнала должна быть сопоставимой и воспроизводимые независимо от экспериментальных условий, образец типа или развития timepoint . Примерами общего белка пятна Пуансо, пятно свободный гели, R-350 Кумасси, рубиново-Sypro, Epicocconone, Amydo черный и Cy5 (обзор в ссылка 18). Каждый из этих методов имеет свои преимущества и ограничения и выбор метода зависит от времени и средств, а также экспериментальная установка4,18.
Наряду с использованием TPS исправить для загрузки в мембране и количественной оценки изменчивости, необходимо сравнить образцы между различными мембраны, особенно при выполнении анализ выражения протеина крупномасштабных. Однако изменчивость в таких факторов, как привязка эффективности и общей белок интенсивность пятно антитела могут вводить далее изменчивость между образцы протеина, которые анализируются на отдельных гели и мембран. Для надежной количественной оценки в этой ситуации поэтому необходимо ввести еще один шаг нормализации для учета изменчивости между мембраной. Это может быть достигнуто, включая стандарт внутренней нагрузки на каждом отдельно проанализированы мембран, которые является неизменным через эксперименты. Этот стандарт может принимать форму любой белок lysate, который может быть получен в достаточных количествах для использования во всех мембраны, включены в эксперимент. Здесь мы используем lysate мыши мозга (полученные от 5 день старых мышей управления), как легко гомогенизированных мозга и полученный белка lysate содержит значительное количество белка в высокой концентрации. Загрузка внутренний стандарт в трех экземплярах позволяет образцы на отдельных мембраны для нормализации и сравнивается непосредственно.
Здесь мы описываем подробный протокол, который мы разработали, чтобы позволить нам для проведения сложных сравнений белка выражение вариации различных тканей, мыши модели (включая модели заболеванием) и развития timepoints19. Объединив флуоресцентный TPS с использованием внутренней нагрузки стандарта, мы смогли преодолеть существующие ограничения в количество образцов и экспериментальных условий, которые можно сравнивать в рамках одного эксперимента. Такой подход расширяет использование методов традиционной западной помарки, тем самым позволяя исследователей, чтобы лучше изучить белков через различных тканей и образцы.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Ткани для этой процедуры были получены из исследований на животных, которые были утверждены Комитетом по внутренней этики на Эдинбургском университете и были исполнены в соответствии с институциональной и UK Home Office правила под руководством соответствующих личные и лицензии.
Примечание: Этот протокол был оптимизирован с помощью стандартизированных, коммерчески доступные наборы и реагенты для повышения воспроизводимость (см. Таблицу материалы).
1. подготовка проб
2. гель-электрофорез белков образцов
3. белка передачи
Примечание: Белка передачи в этот протокол выполняется с использованием коммерчески доступных полусухое blotting системы (см. Таблицу материалы) для быстрого и последовательного результатов.
4. общего белка окраски
Примечание: Использование флуоресцентного обнаружения обеспечивает существенную выгоду более традиционные подходы (например, обнаружение стэк), как линейный диапазон и чувствительность может быть намного лучше контролируемые4. Таким образом, в шагах 4 и 5, флуоресцентный TPS и флуоресцентные вторичные антитела используются (см. Таблицу материалы).
5. Блокирование, Антитело инкубации и обнаружения
6. Западный анализ помаркой и количественная оценка
Примечание: Эти рекомендации основываются на свободно доступного программного обеспечения имидж студия. Однако, сопоставимого анализа также может быть сделано с помощью других программных пакетов, таких как ImageJ.
7. Статистика
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Мы включаем примеры использования TPS и внутренний стандарт для облегчения сравнения уровня белка через ткани и моменты времени. Рисунок 1 показывает результаты от Западный blotting на протеине, извлеченные из тканей, полученных от новорожденных (послеродовой 5 день) по сравнению с взрослых мышей (10 - неделя). TPS и Smn immunoblot приведены на рисунке 1A, C. Количественная оценка интенсивности флуоресценции TPS ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
С соответствующий экспериментальный дизайн, меры контроля и статистического анализа Западный blotting может использоваться чтобы сделать надежные количественные оценки выражения протеина внутри и между разнообразный спектр биологических образцов. Протокол, который мы описываем в текущем рукописи призвана служить в качестве ориентира для исследователей, желающих использовать западной blotting для проведения количественного анализа более крупных и более сложных групп образцов, с помощью комбинации на основе флуоресцировани...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы имеют не конкурирующие интересы раскрыть.
E.J.N.G. поддерживается Уэллком траст (Грант 106098/Z/14/Z). Другие источники финансирования предоставил доверие SMA (SMA Великобритании консорциума; T.H.G. и Y-т. H.), SMA Европы (T.H.G, D.v.D.H. и E.J.N.G.), Эдинбургский университет DTP в точности медицины (T.H.G., л.л. & A.M.M.) и Euan Макдональд центр исследований болезни двигательных нейронов (T.H.G).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Тонкие наконечники для загрузки геля | Alpha Laboratories | GL20057SNTL | |
| Halt Коктейль ингибиторов протеазы, без ЭДТА 100x 5 мл | ThermoFisher Scientific | 78437 | |
| Портативный гомогенизатор | VWR Collection | 431-0100 | |
| iBlot 2 Устройство для переноса геля | ThermoFisher Scientific | IB21001 | |
| iBlot Transfer Stack, PVDF, обычный размер | ThermoFisher Scientific | IB401031 | |
| Image Studio Lite | Licor | N/A | Бесплатная загрузка с https://www.licor.com/bio/products/software/image_studio_lite/ |
| IRDye 800CW вторичные антитела | Licor | - | Выберите соответствующее вторичное антитело, специфичное против хозяина первичного антитела. |
| Набор для анализа белка Micro BCA | ThermoFisher Scientific | 23235 | |
| Novex Sharp предварительно окрашенный белок Standard | ThermoFisher Scientific | LC5800 | |
| NuPAGE 4-12% Bis-Tris Protein Gels, 1,0 мм, 15-луночный | ThermoFisher Scientific | NP0323BOX | |
| NuPAGE LDS Буфер для образцов (4X) | ThermoFisher Scientific | NP0007 | |
| NuPAGE MOPS SDS Буфер (20X) | ThermoFisher Scientific | NP0001 | |
| Odyssey Blocking Buffer Licor | 927-40000 | ||
| Purified Mouse anti-SMN (survival motor neuron) моноклональное антитело | BD Transduction Laboratories | 610646 | широко используется в литературе по SMN/SMA и дает стабильные результаты независимо от номера партии |
| REVERT Total Protein Stain, 250 мл | Лицевой знак | 926-11021 | |
| Решение для стирки REVERT | Лицевой знак | 926-11012 | |
| Буфер для лизиса и экстракции RIPA | ThermoFisher Scientific | 89900 | |
| XCell Мини-ячейка SureLock | ThermoFisher Scientific | EI0001 |
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