Ao marcar os domínios extracelulares dos receptores de membrana com pHluorin superecliptic, e por imagiologia estes receptores de fusão em neurónios de rato em cultura, pode-se visualizar directamente os eventos de inserção individuais vesiculares dos receptores na membrana plasmática. Esta técnica será útil para elucidar os mecanismos moleculares que regulam a inserção do receptor para a membrana plasmática.
Uma melhor compreensão dos mecanismos que regem o tráfico receptor entre a membrana do plasma (PM) e compartimentos intracelulares requer uma abordagem experimental, com excelentes resoluções espaciais e temporais. Além disso, esta abordagem também deve ter a capacidade de distinguir os receptores localizados na PM daqueles em compartimentos intracelulares. Mais importante ainda, a detecção de receptores de uma vesícula única requer excelente sensibilidade de detecção, uma vez que cada vesícula leva apenas um pequeno número de receptores. Abordagens normalizadas para examinar o tráfico receptor incluem a biotinilação da superfície seguido de detecção bioquímica, que carece tanto as resoluções necessárias espaciais e temporais, e exame de microscopia de fluorescência de receptores de superfície, o que requer immunolabeled fixação química de células e, portanto, carece de resolução temporal suficiente 1-6. Para superar essas limitações, nós e outros têm desenvolvido e utilizado um novo stratégia que permite a visualização da inserção dinâmica de receptores para a PM, com excelentes resoluções espaciais e temporais 7-17. A abordagem inclui a marcação de uma GFP sensível ao pH, o pHluorin superecliptic 18, para o domínio N-terminal extracelular de receptores. Superecliptic pHluorin tem a propriedade única de ser fluorescente a pH neutro e não fluorescente a pH ácido (pH <6,0). Portanto, os receptores marcados são não-fluorescente quando dentro do lúmen ácida tráfico de vesículas intracelulares ou compartimentos endossomais e tornam-se facilmente visualizado apenas quando exposto ao ambiente extracelular pH neutro, na superfície exterior do PM. Nossa estratégia, consequentemente, permite-nos distinguir receptores de superfície PM daqueles dentro de vesículas tráfico intracelular. Suficientes para alcançar resoluções espaciais e temporais, bem como a sensibilidade necessária para estudar o tráfico dinâmica dos receptores, foram empregados interna total reflectemion microscopia fluorescente (TIRFM), o que nos permitiu obter a melhor resolução espacial da imagem óptica (~ 170 nm), a resolução temporal do vídeo de taxa de microscopia (30 quadros / seg), e a sensibilidade para a detecção de fluorescência de uma única GFP molécula. Pela imagem pHluorin-marcado receptores sob TIRFM, fomos capazes de visualizar diretamente eventos receptores individuais inserção na PM em neurônios cultivados. Esta abordagem de imagem pode, potencialmente, ser aplicada a qualquer proteína de membrana com um domínio extracelular que poderiam ser marcadas com pHluorin superecliptic, e permitirá a dissecação dos mecanismos chave de pormenor que regem a inserção de proteínas de membrana diferentes (receptores, canais de iões, transportadores, etc) para da PM.
Por razões desconhecidas, os neurônios de rato são sempre mais difíceis de cultura do que neurônios de rato. Em nossa experiência, uma cultura mista de neurônios e da glia funciona bem para os neurônios primários de rato cultivadas. No entanto, uma tal cultura mista não é adequado para as experiências de imagiologia TIRF, como neste tipo de cultura de neurónios e seus processos tendem a crescer em cima de células da glia, situando o somata neuronal e processos dendríticos para além do alcance de microsco…
The authors have nothing to disclose.
Este trabalho é apoiado por fundos de inicialização do Laboratório Jackson.
Name of Reagent | Company | Catalogue Number | Comments |
purified bovine collagen solution (Purecol) | Advanced Biomatrix | 5005-B | |
Hank’s Balanced Salt Solution (HBSS) | GIBCO | 14185-045 | |
penicillin-streptomycin (Pen Strep) | GIBCO | 15140-122 | |
sodium pyruvate | GIBCO | 11360-070 | |
DMEM High Glucose | GIBCO | 10313-021 | |
fetal bovine serum (FBS) | |||
GlutaMAX | GIBCO | 35050-061 | |
papain | Worthington Biochemical Corp. | LS003126 | |
Deoxyribonuclease I from bovine pancreas (DNase I) | SIGMA | DN25-10MG | |
Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (DPBS) | GIBCO | 14190-144 | |
0.05% trypsin | GIBCO | 25300-054 | |
poly-l-lysine hydrobromide | SIGMA | P2636-1G | |
boric acid | Fisher-Scientific | BP 168-500 | |
Neurobasal Medium | GIBCO | 21103-049 | |
B-27 Serum-Free Supplement | GIBCO | 17504-044 | |
heat inactive horse serum | GIBCO | 26050-070 | |
Lipofectamine 2000 | Invitrogen | 11668 019 | |
HEPES | Fisher-Scientific | BP310-500 | |
Culture Insert | Millipore | PICM03050 |