Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Developmental Biology

Preparazione su media scala di Published: May 30, 2017 doi: 10.3791/55804

Summary

L'obiettivo di questo protocollo è quello di fornire un approccio semplice e poco costoso per la raccolta di embrioni di Drosophila a media scala (0,5-1 g) e la preparazione di estratti proteici che possono essere utilizzati nelle applicazioni proteomiche a valle, come la spettrometria di massa di purificazione-affinità (AP-MS ).

Abstract

L'analisi delle interazioni proteine-proteine ​​(PPI) è diventata un approccio indispensabile per studiare processi e meccanismi biologici, come la segnalazione cellulare, lo sviluppo dell'organismo e la malattia. Spesso è auspicabile ottenere informazioni PPI utilizzando materiale in vivo , per ottenere la visione più naturale e imparziale delle reti di interazione. La mosca di frutta Drosophila melanogaster è un'ottima piattaforma per studiare i PPI in vivo e si presta ad approcci semplici per isolare il materiale per esperimenti biochimici. In particolare, gli embrioni a base di frutta rappresentano un tipo di tessuto conveniente per studiare PPI, a causa della facilità di raccolta degli animali in questa fase di sviluppo e del fatto che la maggior parte delle proteine ​​sono espresse in embriogenesi, fornendo così un ambiente rilevante per rivelare la maggior parte dei PPI. Qui presentiamo un protocollo per la raccolta di embrioni di Drosophila a media scala (0,5-1 g), che è una quantità ideale per una vasta gamma diApplicazioni proteomiche, compresa l'analisi di PPI per purificazione di affinità-spettrometria di massa (AP-MS). Descriviamo i nostri disegni per le gabbie da 1 L e 5 L per le collezioni di embrioni che possono essere facilmente e poco costose in qualsiasi laboratorio. Inoltre forniamo un protocollo generale per la raccolta di embrioni e per l'estrazione di proteine ​​per generare lisati che possono essere utilizzati direttamente nelle applicazioni a valle, ad esempio AP-MS. Il nostro obiettivo è quello di fornire un mezzo accessibile a tutti i ricercatori per effettuare le analisi di PPI in vivo .

Introduction

Gli schermi genetici e, più di recente, gli approcci genomici hanno rivoluzionato lo studio delle funzioni biologiche. Tuttavia, importanti informazioni cellulari sono codificate in proteine ​​e nel loro insieme di partner interagenti. Mentre le schermate di modifica genetica tradizionali possono identificare componenti di percorso che limitano il tasso e recuperare interazioni indirette, la forza degli approcci proteomici è nella loro capacità di identificare reti complete di interazione immediata di proteine ​​di interesse. La proteomica è quindi un prezioso metodo ortogonale per studiare sistemi biologici e completa la genomica, le trascrizioni e gli schermi genetici tradizionali. La spettrometria di massa di purificazione di affinità (AP-MS) ha dimostrato di essere un approccio potente per studiare le interazioni proteine-proteine ​​(PPI) nel loro ambiente nativo nelle cellule e nei tessuti 1 , 2 . Questo metodo consente di identificare interazioni dirette o indirette in uno sviluppo specificoStadi o contesti tissutali ed è stato utilizzato con successo per identificare più PPI nuovi in ​​una varietà di percorsi di sviluppo (riveduti nel riferimento 1 ). Nonostante il successo indiscusso degli studi PPI, la maggior parte di essi è stata effettuata in cellule colte, in cui le proteine ​​"esche" di interesse sono state sovraespresse. Ci sono due problemi con lo studio di PPI nella cultura cellulare: in primo luogo, una linea cellulare specifica non può fornire un completo complemento di interazioni a causa della mancanza di espressione di determinate proteine. In secondo luogo, un'alta sovraespressione di solito impiegata in tali analisi potrebbe portare a manufatti come la misfolding della proteina o l'identificazione di interazioni false positive.

Entrambe queste limitazioni possono essere superate analizzando i PPI in vivo . Una fase di limitazione in tali esperimenti è la disponibilità del materiale di partenza per la purificazione di complessi proteici. Drosophila melanogaster è da tempo utilizzato come modello per l'analisi funzionaleSis, e recentemente è anche stato dimostrato di essere un eccellente sistema per lo studio di PPI in vivo . L'embriogenesi di Drosophila rappresenta un tipo di tessuto particolarmente attraente per studiare i PPI, perché gli embrioni possono essere facilmente raccolti in grandi quantità e anche perché la maggior parte dei geni (> 88%) sono espressi nel corso dell'embrenogenesi, fornendo così un ambiente ricco in vivo per rilevare le PPIs 3 .

Tradizionalmente, studi biochimici sulle mosche usavano raccolte di embrioni su larga scala (100-150 g), come quelle necessarie per la purificazione di lisati transcrizionali funzionali 4 , 5 . Precedenti studi AP-MS in Drosophila necessitano anche di grandi quantità di embrioni (5-10 g), poiché si sono basati su un approccio di purificazione a due fasi, come la tatim di affinità tandem (TAP), con la conseguente perdita di materiale in ogni fase 6 . Grande amounTs di materiale di partenza ha richiesto la creazione di collezioni di embrioni in grandi gabbie di popolazione, che possono essere costose (quando acquistate in commercio) e richiedono molto tempo per mantenere e pulire 7 , 8 , 9 .

I progressi recenti nello sviluppo di approcci di purificazione di affinità a singola fase, nonché la crescente sensibilità degli spettrometri di massa, hanno ridotto la quantità necessaria di materiale di partenza per un ordine di grandezza. Utilizzando tag come il peptide legante streptavidina (SBP) o la proteina fluorescente verde (GFP) e partendo da meno di 1 g di embrioni, è possibile isolare le quantità della proteina dell'esca e dei componenti interagenti che sarebbero sufficienti per l'identificazione Spettrometria di massa 10 , 11 .

L'obiettivo del protocollo qui presentato è quello di aiutare i ricercatori a superareUna barriera percepita all'analisi biochimica dei PPI in vivo . A tal fine, forniamo una procedura semplice e poco costosa per raccogliere embrioni di Drosophila a media scala (0,5-1 g), seguita da una fase di preparazione di estratti proteici interi di cellule che sono idonei per l'analisi successiva da AP-MS o da altri approcci . Il nostro metodo si basa sull'utilizzo di gabbie di popolazione personalizzate da 1 o 5 L che possono essere facilmente prodotte da qualsiasi laboratorio. Inoltre, le condizioni di estrazione qui presentate sono state convalidate in diversi studi, sia in cellule colte che in vivo 10 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Preparazione di 5 gabbie di mosche (per inserire piatti da 15 cm)

  1. Ottenere i materiali necessari: contenitore da 5 quart (4.7 litri) con coperchio ( figura 1A ), maglia in nylon e una lama di rasoio.
  2. Segnare un cerchio di 12 cm di diametro e tagliare un foro nella parte inferiore del contenitore utilizzando la lama del rasoio ( figura 1B ). Tagliare un foro di diametro di 15 cm nel coperchio ( figura 1C ).
  3. Taglia la maglia di nylon in piazze da 25 x 25 cm.
  4. Mettere la maglia sul bordo superiore del contenitore e premere con il coperchio ( figura 1C ). Assicurarsi che la maglia sia fissa e che il coperchio non sia inclinato. La gabbia è pronta per essere popolata da mosche (vedere la fase 5.3).

2. Preparazione di 1 L gabbie di mosca (per piatti da 10 cm)

  1. Ottenere i materiali necessari: un trapano elettrico, uno strumento di taglio da 3 pollici (76 mm) ( Figura 1E e FIgure 1F), un vaso di plastica 1 L con coperchio, maglia in nylon, una lama di rasoio, carta vetrata, occhiali e guanti da lavoro.
  2. Tagliare i fori da 3 pollici (76 mm) nel fondo e il coperchio del vaso di plastica ( figura 1G ), con il coperchio avvitato a fondo sul contenitore durante la perforazione. Posizionare l'utensile di taglio al centro del cerchio quando inizierà a fare un foro.
    Attenzione: indossare protezione degli occhi e guanti di lavoro durante questo passaggio.
  3. Smoothen i bordi dei fori con una lama di rasoio e carta vetrata.
  4. Taglia la maglia di nylon in quadrati di 18 x 18 cm.
  5. Mettere la maglia sul bordo superiore del vaso e stringere avvitando il coperchio ( Figura 1G ). Assicurarsi che la maglia sia fissa e che il coperchio non sia inclinato. La gabbia è pronta per essere popolata da mosche (vedere la fase 5.3).

3. Preparazione di piatti di succo di mela (AJ)

  1. Aggiungere 19 g di agar e 1 L di 18,2 MΩ · cm di acqua in un pallone da 2 L.Aggiungere una barra di agitazione e mescolare brevemente.
  2. Autoclave per 30 min. Nel frattempo, scongelare il 100% di succo di mele concentrato da scorta congelata e preparare 10 ml di 10% (peso / volume) metil 4-idrossibenzoato soluzione in etanolo.
  3. Dopo l'autoclavazione, iniziare a mescolare l'agar su una piastra di mescolanza e aggiungere al campione 80 ml di concentrato di succo di mela al 100% e 10 ml di 10% (peso / volume) di metile 4-idrossibenzoato. Lasciare raffreddare a temperatura ambiente con miscelazione costante.
  4. Versare i piatti di Petri da 15 cm (per 5 gabbie da caccia) o piatti di Petri da 10 cm (per gabbie da 1 L) in modo che il livello di agar in ciascun piatto sia di circa 5 mm di spessore. Lasciare solidificare a temperatura ambiente e avvolgere in sacchetti di plastica. Le piastre AJ possono essere conservate a 4 ° C per due settimane.
    Nota: i piatti di Petri possono essere lavati e riutilizzati.
  5. Preparare la pasta di lievito umido: versare un lievito secco attivo in un contenitore da 100 ml con un coperchio che permetterebbe una facile miscelazione e aggiungere acqua in piccole quantità mentre si agita, per ottenere uno spesso ma ben miscelatoincolla. Conservare a 4 ° C fino a 2 settimane.

4. Preparazione di reagenti di lisi

  1. Preparare un tampone di lisi di 5x: 250 mM Tris pH 7,5, 25% glicerolo, 1% ottilfenossi poli (etileneossil) etanolo (IGEPAL CA-630), 7,5 mM MgCl2, 625 mM NaCl, 125 mM NaF, 5 mM Na 3 VO 4 .
    1. Per ottenere 200 ml: sciogliere completamente 1 g di NaF e 184 mg di Na 3 VO 4 in 71 ml di acqua con agitazione continua. Aggiungere 50 mL 1 M Tris pH 7,5, 2 mL 100% IGEPAL, 1,5 mL 1 M MgCl 2 e 25 mL 5 M NaCl. Quindi aggiungere 50 ml di glicerolo (aggiungere ultimo) e continuare a mescolare per 1 h.
    2. Filtro-sterilizza usando unità filtranti da 250 ml. Questo passo può essere lento, ma filtrare la soluzione è importante per rimuovere particolati insolubili. Aliquota di 10 mL in tubi da 50 mL e conservare a -80 ° C.
  2. Preparare la soluzione di dithiothreitol (DTT) da 1 M in acqua. Conservare a -20 ° C in aliquote di 1 ml.
  3. Ottenere proteAse inibitore, con acido etilendiammina-tetraacetico (EDTA). Conservare a 4 ° C.
  4. Ottieni 10 ml di siringhe e filtri a siringa: 26 mm di diametro, membrana di cellulosa acetosa libera da tensioattivi (SFCA), dimensione dei pori di 0,45 μm.

5. Raccolta di embrioni di volatili

  1. Amplificare le linee di mosche transgeniche che trasportano la proteina tagliata di interesse in bottiglie (circa 100 mosche per bottiglia) e trasferire le bottiglie ogni 2 giorni fino a 25-30 bottiglie accumulate per ogni linea di mosca. Amplificare lo stock di controllo ( ad es. La linea yw ) in modo simile.
  2. Le piastrine AJ calde a temperatura ambiente (circa 1-2 h, possono essere fatte durante la notte). Utilizzando un dito guantato, spalmare una pasta di lievito umido al centro delle piastre AJ, per fare una ca. Cerchio da 6 cm per una piastra di 15 cm e un cerchio di 4 cm per una piastra da 10 cm.
  3. Anestetizzare le mosche con un flusso di anidride carbonica usando una configurazione standard di stage Drosophila e trasferirli inLe gabbie (circa 15 bottiglie di mosche per 5 L gabbia, 5 bottiglie per 1 gabbia L).
    1. Coprire il fondo della gabbia con piastre AJ preparate dalla fase 5.2 e nastro il piatto AJ alla gabbia utilizzando due strisce di nastro ( figure 1D e 1H ). È utile ripiegare le punte del nastro che attraversano la piastra per facilitare la sbucciatura quando si cambiano le lastre.
    2. Dopo che le mosche si riprendono dall'anestesia, tenere le gabbie con le piastre in basso e maglia in cima.
      Nota: è importante attendere fino a quando le mosche si riprendono completamente, poiché altrimenti si attaccheranno alla piastra AJ e alla pasta di lievito.
    3. Alla fine dell'esperimento, per preparare la gabbia per la pulizia, mettere la gabbia nel congelatore per diverse ore. Assorbire la maglia in acqua per poche ore faciliterà la pulizia.
  4. Incubare le gabbie con le mosche a temperatura ambiente per 2-3 giorni e cambiare le piastre AJ due volte al giorno. Per cambiare le piastre, girare la gabbia a testa in giù,Scollegare il nastro dalla piastra, ma tenere la piastra alla gabbia, sfiorare tutta la gabbia dolcemente sul banco e rapidamente scambiare la vecchia piastra per una nuova, cercando di non permettere che le mosche scappino.
    Nota: Le mosche necessitano di adattarsi alla gabbia e si posizioneranno meglio a partire dal giorno 3. Continueranno a posizionare a livello di picco per circa 4-5 giorni. Due gabbie da 5 L alla massima capacità di posa possono produrre fino a 1 g di embrioni in una raccolta notturna. Usare 1 gabbie L per esperimenti su piccola scala.
  5. Permettono alle mosche di emettere piante di AJ fresche durante la notte (circa 16 ore) o per qualsiasi altra durata desiderata.
  6. La mattina successiva, contrassegnare e pesare i contenitori per la raccolta di embrioni, uno per ogni linea di mosca utilizzata.
  7. Preparare il tampone di lisi 1x utilizzando i reagenti della sezione 4 (Nota: il tampone di lisi pronto per l'uso deve essere preparato subito prima dell'estrazione): aggiungere 40 mL di acqua a 10 mL di tampone di lisi concentrato a 5x (conservato a -80 ° C) In un tubo da 50 ml.
    1. Aggiungere 50 μl di 1 MDTT ad una concentrazione finale di 1 mM, mescolare bene e separare in due tubi da 50 mL, ciascuno di 25 mL. Ad uno dei tubi, aggiungere una compressa inibitori della proteasi e ruotare a 4 ° C per 30 min. Mentre la compressa sta dissolvendo, raccogliere e decifrare gli embrioni (passaggi da 5.8 a 6.6). Controllare per assicurarsi che la compressa sia completamente sciolta e mantenere il tampone in ghiaccio.
      Nota: il secondo tubo di tampone 1x con DTT può essere memorizzato a -80 ° C e richiede solo l'aggiunta della tavoletta prima dell'esperimento successivo. 25 ml di tampone di lisi è sufficiente per un massimo di 2 campioni, tenendo conto delle successive lavaggi durante i passaggi di purificazione proteica.
  8. Segna le piastre AJ sulle gabbie con i genotipi delle linee di mosche utilizzate e scambia le piastre per fresche.
    Nota: in questa fase è possibile strappare la pasta di lievito fuori dalla piastra. Gli embrioni possono essere invecchiati sulle piastre a 25 ° C oa temperatura ambiente per ottenere la finestra desiderata del tempo di sviluppo.
  9. Aggiungere abbastanza acquaCoprire ogni piastra AJ. Spostare delicatamente gli embrioni dalla piastra con una spazzola morbida (una testa piatta circa 10 mm di larghezza funziona bene per le piastre grandi). Versare gli embrioni nel contenitore di maglie precedentemente pesato e marcato e scaricare l'acqua in eccesso.
    1. Se necessario, eseguire un secondo lavaggio e spazzolatura della piastra per rimuovere tutti gli embrioni. Unire gli embrioni da piastre aggiuntive per la stessa linea di mosca nello stesso contenitore di maglie.
  10. Scorrete brevemente la maglia sugli asciugamani per rimuovere l'acqua in eccesso.

6. Dechorionation dell'embrione

  1. Mescolare un piatto di Petri da 6 cm con una candeggina del 50% (vol / vol in acqua).
    Nota: vedere importanti commenti sulla marca della candeggina nella Tabella dei Materiali e dei Reattivi.
    Attenzione: indossare guanti e evitare di ottenere candeggina sui vestiti.
  2. Preparare 2 piatti grandi Petri con acqua.
  3. Immergere il contenitore di maglie con embrioni in candeggina al 50% per 90 s. Tocca la maglia dolcemente durante l'incuBazione un paio di volte per sospendere gli embrioni nella soluzione di candeggina.
  4. Alla fine dell'incubazione a 90 s, lavare il contenitore di rete in ognuno dei due piatti con acqua per circa 10 s.
  5. Sciacquare accuratamente il contenitore della maglia con acqua di 18,2 MΩ · cm utilizzando la bottiglia dello spruzzo. Inoltre, lavare i lati e l'esterno del contenitore della maglia.
    Nota: non deve essere rilevato alcun odore di candeggina dopo un lavaggio approfondito.
  6. Blot il contenitore di maglie sugli asciugamani di carta. Pesare il contenitore della maglia con gli embrioni e sottrarre il peso del contenitore vuoto ottenuto al punto 5.6. Registrare il peso risultante degli embrioni. Una buona quantità di embrioni da puntare è di 0,5 - 1 g.

7. Preparazione dell'estratto di embrioni

  1. Aggiungere 1 mL di tampone di lisi con gli inibitori della proteasi (dal punto 5.7) ad un omogeneizzatore di vetrino e tenerlo su ghiaccio. Trasferire gli embrioni dal contenitore della maglia nell'omogeneizzatore.
    Nota: gli embrioni possono essere prelevati con un estremo piano oFa spatola metallica o una spazzola e trasferiti direttamente nel tampone. Eseguire tutte le fasi di questa sezione su ghiaccio.
  2. Lavare gli embrioni rimanenti sulla maglia con un ulteriore 1 ml di tampone di lisi e aggiungere al materiale nell'omogenizzatore. Lasciate che gli embrioni si stabiliscano fino alla base dell'omogeneizzatore e aspira attentamente il surnatante.
  3. Aggiungere il tampone di lisi con inibitori della proteasi (dal punto 5.7) all'omogenizzatore, mirando a 5-6 ml di tampone di lisi per grammo di embrioni.
  4. Omogeneizzare gli embrioni con 4-6 colpi con un pestello adatto.
    Nota: Durante i primi tratti, ci sarà più resistenza. Cercare di spostare il pestello in un movimento continuo per evitare di spruzzare la soluzione.
  5. Omogeneizzare gli embrioni con 8-10 colpi con un pestello aderente.
  6. Incubare l'omogenato su ghiaccio per 20 min.
  7. Trasferire l'omogeneato in tubi di microcentrifuga e centrifugare a 4 ° C per 15 minuti alla massima velocità (circa 13.000 xg).
  8. AvoidiI pellet e lo strato di lipidi molto alti, trasferiscono i supernatanti in tubi di microcentrifuga freschi e centrifugano a 4 ° C per 15 minuti alla massima velocità (circa 13.000 xg).
  9. Aspirare con delicatezza i supernatanti con una punta da 1 ml e caricarli in refrigerate siringhe da 10 mL con filtri da 0,45 μm collegati (combinare aliquote dello stesso campione in una siringa). Spingere tutta la soluzione in un tubo di 15 ml etichettato sul ghiaccio. L'estratto può essere utilizzato immediatamente per ulteriori esperimenti di purificazione della proteina o congelato in azoto liquido e mantenuto a -80 ° C per uso futuro.
    Nota: è meglio congelare gli estratti piuttosto che gli embrioni, perché durante la successiva scongelazione di embrioni le proteasi possono diventare attivate e portare alla degradazione delle proteine.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Per illustrare l'uso di questo protocollo in un esperimento di purificazione complessa di proteine, abbiamo generato una linea fly flygable omozigote, arm-EGFP-ERK , che esprimeva EGFP-tagged Drosophila chirurgia extracellulare-regolata (ERK, codificata dal gene laminato ) sotto il controllo Di un promotore armadillo ( braccio ) espresso in modo omnicomprensivo 18 , 19 . Il promotore del braccio è attivo durante la maggior parte delle fasi di embroogenesi Drosophila 19 . I lisati sono stati preparati usando il protocollo descritto e l'espressione di proteine ​​dal transgene arm-EGFP-ERK è stata confermata dal blotting occidentale per la totale proteina ERK per rilevare contemporaneamente i livelli di EGFP-ERK endogeno e transgenico, migrazione a 42 kDa e 69 kDa , Rispettivamente ( Figura 2A ). Una singola banda corrispondente a ER endogeno non identificato K (42 kDa) è stato rilevato nella linea di controllo yw . Questo risultato conferma l'estrazione di ERK e EGFP-ERK da embrioni.

Per verificare se il nostro protocollo di estrazione sia adatto per la purificazione successiva di una proteina taggata, gli estratti delle mosche yw e arm-EGFP-ERK sono stati sottoposti a purificazione di affinità utilizzando le perle di GFP-agarosio seguendo protocolli stabiliti 10,11. La colorazione d'argento di campioni eseguiti su un gradiente SDS-PAGE ha dimostrato una buona purificazione della proteina dell'esca, EGFP-ERK ( Figura 2B ). Oltre a EGFP-ERK stesso, la corsia sperimentale conteneva ulteriori fasce che non sono state osservate nel campione di controllo yw , suggerendo che la procedura di purificazione ha recuperato potenziali proteine ​​che interagiscono con ERK.

"Src =" / files / ftp_upload / 55804 / 55804fig1.jpg "/>
Figura 1 : Preparazione delle gabbie di popolazione. ( A - D ) Una gabbia da 5 L, realizzata in un contenitore di plastica. ( A ) un contenitore di partenza. ( B ) Vista inferiore della gabbia a 5 L. ( C ) Vista superiore di 5 gabbia L con rete attaccata. ( D ) Assemblato 5 gabbia di L con una piastra di succo di mele da 15 cm, vista dall'alto. ( E e F) Un foro da 3 pollici (76 mm) utilizzato per fori di foratura nel contenitore da 1 L. ( G , H ) Una gabbia da 1 L. ( G ) Vista superiore di una gabbia da 1 L con rete attaccata. ( H ) Assemblato 1 gabbia L con una piastra di succo di mela da 10 cm attaccata, vista in basso. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 2 : Estrazione e purificazione di EGFP-ERK da embrioni. ( A ) Western blot che mostra l'espressione di EGFP-ERK e ERK endogeno in un estratto preparato dalla linea transgenica arm-EGFP-ERK . La linea yw è stata usata come controllo . Verde, totale anticorpo ERK; Rosso, marcatore di peso molecolare. ( B ) Gel colorato argentato che mostra EGFP-ERK purificato e le proteine ​​associate. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Il protocollo qui presentato è una procedura semplice e generale per la creazione di gabbie di popolazione Drosophila a media scala e la realizzazione di proteine ​​intere di cellule da embrioni. Gli estratti risultanti possono essere utilizzati in una varietà di applicazioni a valle, come la purificazione di complessi proteici sulle resine di affinità. È fondamentale eseguire le fasi di estrazione sul ghiaccio e utilizzare una forte inibizione della proteasi, per minimizzare il degrado delle proteine. Come descritto, il protocollo è idoneo all'isolamento della maggior parte delle proteine ​​nucleari citoplasmatiche e di membrana e solubile 6 , 10 , 12 , 15 . Può essere facilmente adattato per una purificazione più focalizzata di proteine ​​da altri compartimenti, come l'isolamento di proteine ​​nucleari meno solubili usando l'alta estrazione del sale 5 . Come indicato nel punto 5.8, possono essere i periodi di raccolta e periodi di invecchiamento dell'embrioneImpostato in intervalli precisi per ottenere diverse fasi di sviluppo.

Spesso è auspicabile accertare che la proteina di interesse interessata sia espressa a livelli strettamente corrispondenti ai livelli endogeni di espressione, come abbiamo mostrato utilizzando un anticorpo anti-totale ERK ( Figura 2A ). Se l'anticorpo contro la proteina endogena non è disponibile, la funzionalità dei costrutti può essere verificata da altri dosaggi, ad esempio in un esperimento di salvataggio genetico. Nella maggior parte dei casi, tuttavia, una lieve sovraespressione della proteina contrassegnata deve ancora provocare l'isolamento di complessi proteici significativi e può infatti facilitare l'estrazione e la purificazione di proteine ​​"difficili".

Il principale vantaggio di questo protocollo è la sua semplicità e la possibilità di impostare l'intera procedura a costi moderati. Un ulteriore vantaggio di utilizzare gabbie più piccole è che molteplici linee transgeniche possono essere create e analizzate in paralleL, che può non essere fattibile quando si utilizzano gabbie più grandi. Le gabbie di mosca che descriviamo qui possono essere facilmente pulite e riutilizzate per anni. Invece di fare gabbie da 1-L dai vasi Nalgene come descritto, è possibile utilizzare altri contenitori disponibili, ad esempio una versione più piccola del contenitore da 5 L.

Abbiamo utilizzato con successo questo protocollo (o le sue variazioni con piccole modifiche) per purificare complessi contenenti varie protezioni di segnalazione e componenti associati, seguiti da analisi mediante spettrometria di massa 6 , 10 , 15 . Questi approcci hanno portato all'identificazione di nuovi PPI che sono stati ulteriormente convalidati negli studi funzionali 10 , 15 . Le variazioni del protocollo qui presentato sono state precedentemente utilizzate per analizzare il fosfoproteome in Drosophila embryogenesis 20 e per studiare il paesaggioDi ubiquitina nello sviluppo neurale 21 , 22 . Questa procedura rappresenta pertanto un comodo gateway per analizzare i PPI in vivo ed è utilizzabile per altre applicazioni di proteomica.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Gli autori non hanno niente da rivelare.

Acknowledgments

Gli autori ringraziano i membri del laboratorio di Veraksa per avere commenti utili sul manoscritto e sui suggerimenti per migliorare i protocolli. AV è stato sostenuto dal NIH concede GM105813 e NS096402. LY è stato sostenuto dall'Università del Massachusetts Boston Sanofi Genzyme Doctoral Fellowship.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Leaktite 5-Qt. Natural Multi Mix Container (Pack of 3) Home Depot 209330 For making 5-L cages.
Leaktite 5-Qt. Natural Multi Mix Lid (Pack of 3) Home Depot 209320 Diameter 8.37 in. Lids for 5-L cages.
Fisherbrand Petri dishes with clear lid, 100 x 15 mm Fisher Scientific FB0875712 Material: Polystyrene. To be used with 1-L cages.
Fisherbrand Petri dishes with clear lid, 150 x 15 mm Fisher Scientific FB0875714 Material: Polystyrene. To be used with 5-L cages.
Fisherbrand Petri dishes with clear lid, 60 x 15 mm Fisher Scientific FB0875713A Material: Polystyrene. Used during embryo dechorionation.
Sefar NITEX nylon mesh Sefar 03-180/44 180 micron, 44% open area, used for fly cages.
Milwaukee 3 in. Hole Dozer Hole Saw with Arbor Home Depot 49-56-9670 3 inch cutting tool for making 1-L cages.
Nalgene Wide-Mouth Straight-Sided PMP Jars with White Polypropylene Screw Closure Fisher Scientific 11-823-33 For making 1-L cages. Thermo Scientific cat # 21171000. Alternative 1-L containers can be used.
Red Star Active Dry Yeast, 2 pound pouch Red Star  can be purchased from Amazon.com or other suppliers.
Frozen 100% Apple Juice Concentrate  can be purchased from a grocery store. Has to say "100% apple juice" on the can.
Methyl 4-hydroxybenzoate Acros Organics AC126965000 also known as methylparaben or Tegosept. Used as a preservative in AJ plates.
IGEPAL CA-630 for molecular biology, 100 ml Sigma I8896 used for preparing lysis buffer.
Nalgene Rapid-Flow Sterile Disposable Filter Units with CN Membrane  Fisher Scientific 09-740-2A 0.2 μm pore size. Used for filtering 5x lysis buffer. Thermo Scientific cat # 1260020.
CO-RO ROCHE cOmplete Protease Inhibitor Cocktail Sigma 11697498001 Vial of 20 tablets. Used for protease inhibition in lysis buffer.
Corning SFCA syringe filters  Fisher Scientific 09-754-21 SFCA membrane, diameter 26 mm, pore size 0.45 μm. Used for filtering final extract samples.
BD Luer-Lok Disposable Syringes without Needles Fisher Scientific 14-823-2A for filtering final extract samples. BD cat # 309604.
Bleach Clorox used for embryo dechorionation at 50% (vol/vol) in water, can be purchased at any supermarket. It is important to use the Clorox brand, as other brands may result in incomplete dechorionation or may be toxic for embryos.
Corning Costar Netwell Plates Fisher Scientific 07-200-213 mesh containers for embryo collections. 74 μm mesh size, 6-well.
Wheaton Dounce Tissue Grinders, capacity 15 ml Fisher Scientific 06-435B homogenizer for embryos, with loose and tight pestles. Wheaton cat # 357544.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Veraksa, A. Regulation of developmental processes: insights from mass spectrometry-based proteomics. Wiley Interdiscip Rev Dev Biol. 2 (5), 723-734 (2013).
  2. Gavin, A. C., Maeda, K., Kuhner, S. Recent advances in charting protein-protein interaction: mass spectrometry-based approaches. Curr Opin Biotechnol. 22 (1), 42-49 (2011).
  3. Arbeitman, M. N., et al. Gene expression during the life cycle of Drosophila melanogaster. Science. 297 (5590), 2270-2275 (2002).
  4. Soeller, W. C., Poole, S. J., Kornberg, T. In vitro transcription of the Drosophila engrailed gene. Genes Dev. 2 (1), 68-81 (1988).
  5. Kamakaka, R. T., Kadonaga, J. T. The soluble nuclear fraction, a highly efficient transcription extract from Drosophila embryos. Methods Cell Biol. 44, 225-235 (1994).
  6. Kyriakakis, P., Tipping, M., Abed, L., Veraksa, A. Tandem affinity purification in Drosophila: The advantages of the GS-TAP system. Fly (Austin). 2 (4), 229-235 (2008).
  7. Shaffer, C. D., Wuller, J. M., Elgin, S. C. Raising large quantities of Drosophila for biochemical experiments. Methods Cell Biol. 44, 99-108 (1994).
  8. Sisson, J. C. Culturing large populations of Drosophila for protein biochemistry. CSH Protoc. 2007, (2007).
  9. Caravaca, J. M., Lei, E. P. Maintenance of a Drosophila melanogaster Population Cage. J Vis Exp. (109), (2016).
  10. Yang, L., et al. Minibrain and Wings apart control organ growth and tissue patterning through down-regulation of Capicua. Proc Natl Acad Sci U S A. 113 (38), 10583-10588 (2016).
  11. Neumuller, R. A., et al. Stringent analysis of gene function and protein-protein interactions using fluorescently tagged genes. Genetics. 190 (3), 931-940 (2012).
  12. Veraksa, A., Bauer, A., Artavanis-Tsakonas, S. Analyzing protein complexes in Drosophila with tandem affinity purification-mass spectrometry. Dev Dyn. 232 (3), 827-834 (2005).
  13. Mukherjee, A., et al. Regulation of Notch signalling by non-visual beta-arrestin. Nat Cell Biol. 7 (12), 1191-1201 (2005).
  14. Gilbert, M. M., Tipping, M., Veraksa, A., Moberg, K. H. A Screen for Conditional Growth Suppressor Genes Identifies the Drosophila Homolog of HD-PTP as a Regulator of the Oncoprotein Yorkie. Dev Cell. 20 (5), 700-712 (2011).
  15. Anjum, S. G., et al. Regulation of Toll Signaling and Inflammation by beta-Arrestin and the SUMO Protease Ulp1. Genetics. 195 (4), 1307-1317 (2013).
  16. Degoutin, J. L., et al. Riquiqui and minibrain are regulators of the hippo pathway downstream of Dachsous. Nat Cell Biol. 15 (10), 1176-1185 (2013).
  17. Zhang, C., et al. The ecdysone receptor coactivator Taiman links Yorkie to transcriptional control of germline stem cell factors in somatic tissue. Dev Cell. 34 (2), 168-180 (2015).
  18. Lemmon, M. A., Schlessinger, J. Cell signaling by receptor tyrosine kinases. Cell. 141 (7), 1117-1134 (2010).
  19. Vincent, J. P., Girdham, C. H., O'Farrell, P. H. A cell-autonomous, ubiquitous marker for the analysis of Drosophila genetic mosaics. Dev Biol. 164 (1), 328-331 (1994).
  20. Zhai, B., Villen, J., Beausoleil, S. A., Mintseris, J., Gygi, S. P. Phosphoproteome analysis of Drosophila melanogaster embryos. J Proteome Res. 7 (4), 1675-1682 (2008).
  21. Franco, M., Seyfried, N. T., Brand, A. H., Peng, J., Mayor, U. A novel strategy to isolate ubiquitin conjugates reveals wide role for ubiquitination during neural development. Mol Cell Proteomics. 10 (5), (2011).
  22. Ramirez, J., et al. Proteomic Analysis of the Ubiquitin Landscape in the Drosophila Embryonic Nervous System and the Adult Photoreceptor Cells. PLoS One. 10 (10), 0139083 (2015).

Tags

Biologia dello sviluppo Numero 123 estratto lisato proteine, Mosca di frutta embrione proteomica scala media depurazione gabbia
Preparazione su media scala di<em&gt; Drosophila</em&gt; Estratti di embrioni per esperimenti proteomici
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Yang, L., Paul, S., DuBois-Coyne,More

Yang, L., Paul, S., DuBois-Coyne, S., Kyriakakis, P., Veraksa, A. Medium-scale Preparation of Drosophila Embryo Extracts for Proteomic Experiments. J. Vis. Exp. (123), e55804, doi:10.3791/55804 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter