November 15th, 2010
Мы разработали чувствительный метод для обозначения вновь синтезированных митохондриальной ДНК (мтДНК) в отдельных клетках для изучения мтДНК биогенеза. Техника объединяет включение образовательных вместе с tyramide усиления сигнала (TSA) протокол для визуализации мтДНК репликации в субклеточных отсеков нейронов.
Общая цель этой процедуры состоит в том, чтобы обозначить и визуализировать репликацию M-T-D-N-A в культивируемых нейронах. Это достигается путем первичной инкубации нейронов с аналогом тимидина EDU в течение от 2 до 24 часов. Вторым этапом процедуры является маркировка EDU, содержащего алкин, флуоресцентным азидом оргона зеленого 4 88 с помощью ковалентной реакции, катализируемой медью.
Заключительным этапом процедуры является амплификация оргонового зеленого сигнала на этапе амплификации арамидного сигнала для визуализации EDU, который был включен во вновь синтезированную МТ ДНК. В конечном счете, могут быть получены результаты, которые показывают репликацию ДНК MT в конкретных субклеточных компартментах нейронов посредством комбинации химии clicka EDU и последующего усиления сигнала слезного мозга. Основное преимущество этой методики перед существующими методами, такими как мечение BRDU, заключается в том, что EDU-мечение является более простым и мягким, что позволяет проводить дополнительное иммунофлуоресцентное окрашивание нейрональных маркеров.
Этот метод может ответить на ключевые вопросы регуляции количества митохондрий, например, как нейроны реагируют на изменяющиеся энергетические нагрузки в своих субклеточных компартментах, включая клеточные тела, аксоны, дендриты и синаптические окончания. Таким образом, этот метод может дать представление о механизмах, лежащих в основе патогенеза множественных митохондриальных неврологических заболеваний, включая невропатию и нейродегенерацию. Но важно то, что он также может быть применен к другим системам, где изменения в копии митохондриальной ДНК, вероятно, лежат в основе патогенеза состояния заболевания, включая токсичность лекарств, рак и старение.
В этом видео будет показано, как пометить вновь синтезированную митохондриальную ДНК сокращенно M-T-D-N-A в ганглиозных нейронах дорсальных корешков, которые были выращены на стерильных 12-миллиметровых стеклянных покровных листах. В 24-луночном культуральном планшете разбавьте 10 миллимолярный запас из пяти этаноловых двух доксиуридинов, сокращенно EDU из набора для анализа Clicka EDO Microplate от одного до 100 в питательной среде для 10 запаса XEDU. Затем 10 запасов XEDU добавляют непосредственно в среду в каждой лунке, инкубируют обработанные нейроны в течение от двух до 24 часов при температуре 37 градусов Цельсия и 5% углекислого газа в вытяжном шкафу.
Зафиксируйте нейроны в 2%-ном параформном альдегиде на 10-15 минут при комнатной температуре. Стирайте дважды в одном XPBS по две-пять минут каждую стирку. Фиксированные нейроны могут храниться в свежем XPBS при четырех градусах Цельсия до одного месяца.
Подготовьте влажную камеру, как описано в сопроводительном тексте. С помощью щипцов с тонкими наконечниками перенесите 28 фиксированных покровных стекол, включая положительный и отрицательный контроль EDU, на листы гидрофобной параформы М внутри влажной камеры. Повторно нанесите от 200 до 300 микролитров одного XPBS, чтобы покрыть поверхность каждого покровного стекла.
Подготовьте набор для анализа click it, как описано в тексте, а также в инструкциях производителей и для маркировки митохондриальной ДНК в дозе от 75 до 80 микролитров проницаемого раствора, содержащего 0,1% триттона X в одном XPBS, на каждую крышку, слип, крышку и инкубируйте его при комнатной температуре в течение 10 минут. Используйте пипетку для переноса лампы с наконечником объемом 200 микролитров, прикрепленным к концу. Для мягкого удаления жидкости без потери клеток.
С помощью пипетки для лампочки аккуратно залейте крышку. Смешайте с 200-300 микролитрами одного XPBS, чтобы тщательно вымыть предыдущий раствор. Постирайте каждый чехол дважды.
Нанесите от 75 до 80 микролитров свежей 1%-ной перекиси водорода в одном XPBS на каждую крышку. Инкубировать под крышкой в течение 30 минут при комнатной температуре, чтобы погасить активность эндогенной пероксидазы. Дважды промойте одним XPBS, как и перед тем, как только что приготовить коктейль click at reaction, как подробно описано в сопроводительном тексте.
Перемешайте его по трубам вверх и вниз. Не постфиксируйте нейроны вихрем с помощью от 75 до 80 микролитров фиксатора EDU на каждую крышку, слип, инкубируйте комнатную температуру в течение пяти минут. Во время постфиксной инкубации разбавьте реакционный коктейль равным объемом фиксатора clicka EDU.
Добавьте реакционный коктейль в каждую крышку для защиты от света и выдерживайте при комнатной температуре в течение 25 минут. Аккуратно удалите реакцию коктейля дважды разбавленным одним блокирующим буфером под эпифлуоресцентным микроскопом. Проверьте наличие зеленого окрашивания оргона в ядрах после завершения окрашивания EDU.
Начните усиление термитного сигнала или TSA, добавьте 1% раствор блока TSA в каждую крышку и инкубируйте комнатную температуру в течение 30 минут. Кратковременно вращайте антитело зеленого пероксидазы хрена, конъюгированный запас антител, приготовленный за 2-24 часа до ТСА, разведите первичное антитело от одного до 300 в растворе блокировки ТСА и переверните или пипеткой, чтобы перемешать узел, застегните вихрь. Добавьте по 75 микролитров в каждую крышку, смешайте и выдерживайте при температуре четыре градуса Цельсия в течение ночи.
На следующий день трижды промыть одним XPBS при комнатной температуре. Инкубируйте покровные стекла в окончательной промывке еще от 30 до 60 минут, чтобы убедиться, что несвязанное первичное антитело удалено. Подготовьте реакцию IDE в соответствии с текстовой частью этого протокола непосредственно перед использованием.
Инкубируйте покровные стекла с реакцией IDE в течение 15 минут при комнатной температуре. Трижды промыть одним XPBS, инкубируя в окончательной промывке от 30 до 60 минут, как и раньше под микроскопом. Проверьте наличие успешно окрашенных нейронов МТ ДНК на предметных стеклах с помощью монтажной среды ANTIFA, содержащей DPI, показанные здесь репрезентативные дифференциально-интерференционно-контрастные изображения ганглиозных нейронов эмбрионального и взрослого дорсального корешка, которые обычно используются для анализа.
На этих принципиальных схемах представлена процедура маркировки EDU в MTD NA зеленым флуоресцентным сигналом. Митотически активные клетки нейробластомы F 11 служат положительным контролем и иллюстрируют паттерн мечения EDU, который был включен в ядерную и митохондриальную ДНК в этих репрезентативных флуоресцентных изображениях, наложенных на яркое поле. Зеленые точечные сигналы показывают усиленный сигнал EDU, включенный во вновь синтезированный M-D-D-N-A как эмбриональных, так и взрослых ганглиозных нейронов дорсального корня.
Процедура мечения EDU позволяет проводить последующее иммунофлуоресцентное окрашивание нейронных маркеров, таких как нейрофиламенты, в красный цвет. На этих принципиальных схемах представлена процедура маркировки EDU и MTD NA красным флуоресцентным сигналом. Митотически активные клетки нейробластомы F 11 служат положительным контролем и иллюстрируют паттерн маркировки EDU, который был включен в ядерную и митохондриальную ДНК.
На данной принципиальной схеме показана процедура маркировки BRDU во вновь синтезированном M-T-D-N-A зеленым или красным флуоресцентным сигналом. При попытке выполнить эту процедуру важно не забывать запускать контрольные группы с использованием митотически активных клеток, чтобы проверить успешное мечение EDU и ядра клеток, прежде чем переходить к шагам амплификации для визуализации маркировки MT DNA. Другие методы, такие как стандартная иммунофлуоресценция, могут быть применены для того, чтобы ответить на дополнительные вопросы, например, как регулируется синтез митохондриальной ДНК в конкретных субпопуляциях нейронов или нейронных компартментах.
Неврологические состояния.
Это исследование представляет новую методику маркировки новосинтезированной митохондриальной ДНК (мтДНК) в выращенных нейронах, позволяющую визуализировать репликацию мтДНК. Метод сочетает инкорпорацию EdU с тирамидным усилением сигнала, чтобы предоставить представление о биогенезе мтДНК в субацеллюлярных компартиментах нейронов.
This technique enables sensitive visualization of mitochondrial DNA replication in individual cells, providing a quantitative readout for mitochondrial biogenesis. It supports target validation in neurodegenerative and metabolic disease models by linking mtDNA dynamics to cellular energy demands. The method enhances predictive confidence in preclinical screening by allowing direct comparison with neuronal markers and subcellular localization studies.
The method fits within the discovery continuum from target hypothesis testing through lead optimization, particularly for mitochondrial modulators. It supports hit validation by confirming on-target engagement via mtDNA synthesis in relevant subcellular compartments. The quantitative output aids in prioritizing compounds with favorable mitochondrial safety profiles.