Bu protokol, kinesin-5'in küçük moleküllü inhibitörlerine duyarlı bir Drosophila S2 hücre hattının nasıl oluşturulacağını açıklar. Bu hücrelerin hücre tabanlı bir hata düzeltme testinde kullanımı da ana hatlarıyla belirtilmiştir.
Yöntem makalesi
Bu protokol, kinesin-5'in küçük moleküllü inhibitörlerine duyarlı bir Drosophila S2 hücre hattının nasıl oluşturulacağını açıklar. Bu hücrelerin hücre tabanlı bir hata düzeltme testinde kullanımı da ana hatlarıyla belirtilmiştir.
Kinetokorlar, hücre bölünmesi sırasında sentromerler üzerinde birleşen ve kromozomları iğ mikrotübüllerine bağlayan büyük protein bazlı yapılardır. Genetik materyalin uygun dağılımı, her kromozomdaki kardeş kinetokorların, anafaza ilerlemeden önce zıt iğ kutuplarından mikrotübüllere bağlanarak çift yönelimli hale gelmesini gerektirir. Bununla birlikte, hatalı, çift yönelimli olmayan bağlanma durumları yaygındır ve hücre bölünmesi sırasında bu tür bağlanmaları hem tespit etmek hem de düzeltmek için hücresel yollar mevcuttur. Uygun olmayan kinetokor-mikrotübül etkileşimlerinin kararsızlaştırıldığı süreç, hata düzeltme olarak adlandırılır. Canlı hücrelerde hata düzeltmeyi incelemek için, kinesin-5 motorunun kimyasal inhibisyonu yoluyla kasıtlı olarak yanlış ataşmanlar üretilir, bu da monopolar iğ düzeneğine yol açar ve ilacın yıkanmasını takiben yanlış oryantasyondan çift oryantasyona geçiş gözlenir. Birçok model doku kültürü hücre tipindeki çok sayıda kromozom, bireysel hata düzeltme olaylarının gözlemlenmesinde bir zorluk teşkil etmektedir. Drosophila S2 hücreleri, en az 4 çift kromozoma sahip oldukları için bu tür çalışmalar için daha iyi deneklerdir. Bununla birlikte, küçük moleküllü kinesin-5 inhibitörleri Drosophila kinesin-5'e (Klp61F) karşı etkisizdir. Burada, hücreleri motorun farmakolojik inhibisyonuna duyarlı hale getiren ve hücre bazlı hata düzeltme testinde kullanıma uygun hale getiren Klp61F'yi insan kinesin-5 ile etkili bir şekilde değiştiren bir Drosophila hücre hattının nasıl oluşturulacağını açıklıyoruz.
Hücre bölünmesi sırasında genomun Eşit ayrımı çoğaltılmış DNA ve iğ mikrotübüller arasında doğru etkileşimi gerektirir. Mikrotübüller fiziksel kinetokor oluşumunu uyarır 1 olarak bilinen sentromer çeviren proteinlerin bir topluluk sayesinde kromozomlar ile etkileşim. Kromozomların doğru dağıtım kardeş kinetokorlar burada her kardeş zıt kutuplarda iğ kaynaklanan mikrotübül ile ilişkili, iki-yönlenmeli gerektirir. Kinetochore mikrotübül (kt-MT) iki-yönde yönlendirilmiş konformasyonunda olmayan ekler hızlı ve verimli hata düzeltme olarak bilinen bir süreç içinde iki yönde yönlendirilmesi kurmak için fırsat sunmak amacıyla istikrarsızlaştırdı edilir. Daha önce, memeli hücrelerinde kurulmuş bir hata düzeltme deney 5 (kinesin-5) Eg5 karşı döner küçük molekül inhibitörleri kullanılarak tek kutuplu iğ monte gerektirir. Ilaç tedavisi hatalı syntelic ekleri çok sayıda üretir both kardeş kinetokorlar aynı iğ kutbuna bağlayın. Uygulanacak ilacın daha sonraki yıkama hata düzeltme işleminin olarak gösterebilir. Hata düzeltme tahlil hatalı kt-MT ekleri düzelterek aday proteinlerin katkısını incelemek için küçük molekül inhibitörleri veya knockdowns varlığında yapılabilir.
Canlı hücreler hata düzeltme görselleştirmek için yeteneği daha bu karmaşık süreçte yer alan moleküler mekanizmayı anlamak için güçlü bir araçtır. Ancak, çoğu hücre hatlarında bulunan kromozomların çok sayıda bireysel kt-MT ekleri gözlemleyerek bir sorun teşkil etmektedir. Onlar kadar az 4 olarak kromozom 6, fakat küçük molekül inhibitörleri içerdiğinden Drosophila S2 hücrelerinin hata düzeltme deneyi uygulamak için ideal olacaktır S-tritil-L-sistein (STLC) halinde kinesin 5 ve 7-9 monastrol Drosophila hücrelerinde mili grubunu ya da kinesin-5 motor fonksiyonu etkilemez. Bu nedenle, cinslerted kinesin-5 inhibitörlerine duyarlıdır bir uyarılabilir promoterin altında insan kinesin-5 eksprese eden bir Drosophila S2 hücre çizgisi. Bu protokol, endojen Drosophila kinesin-5 homologunda, Klp61F demonte ve hücre tabanlı hata düzeltme deneyde bu hücre hattını kullanmayı açıklamaktadır.
1. transfekte S2 hücreleri
2. RNA Girişim
3. Canlı Hücre Görüntüleme
4. Hata Düzeltme Testi
Klp61F bipolar iğ oluşturmak için gereklidir. İnsan kinesin-5, Eg5, Drosophila S2 hücrelerinde (Şekil 1 A ve D) Klp61F işlevini kurtarmak. Kinesin-5 inhibitörünün (STLC) eklenmesi üzerine, başarılı bir RNAi üzerine endogen Klp61F olmayan hücrelere bir monopol (Şekil 1C ve F) 'de elde edilen, motor damla (Şekil 1B ve E) ve iğ kaymalarının mikrotübüle bağlı seviyeleri (Ek film 1). Bu kinesin-5 etkisi insana ait hücrelerde mili çift kutuplu korumak için gerekli değildir, çünkü, bipolar iğ insanlaştırılmış S2 hücrelerinde STLC ilave edilmesi üzerine çökmeye olması dikkat çekicidir. Bu ilginç bir farklılık, iki model sistemlerinde 14 interpolar mikrotübül üst üste ve / veya stabilite farklılıkların bir sonucu olabilir. Kinesin-5 inhibisyonu (Şekil 2A ve E) Reve edilebilir iki kutuplu bir milin ilaç ve geri kazanım yıkanarak rsed zaman içerisinde takip edilebilir. Inhibitörünün (Şekil 2B ve F) çıkarılması üzerine, Eg5-MCherry iki kutuplu bir mili kurullarının (Şekil 2C ve G) olarak mikrotubul-ortakları tekrar ve hücreler, iki kutuplu anafaz (Şekil 2D ve H, Ek film 2 içine ilerleyebilir ).

1. Toplama 1 mcM STLC Şekil Drosophila S2 hücrelerinde monopolar miller yol açar. Temsili görüntüleri Eg5-mCherry (AC) ve GFP-α-tubulin (DF) ifade eden bir Drosophila S2 hücresi time-lapse görüntüleme 1 mcM eklenmesi sırasında STLC. Eg5 önleyicisi 3 dakika ilave edildi. Ölçek çubuğu = 5 um. Zaman Damgası = dk: sn. w.jove.com/files/ftp_upload/53594/53594fig1large.jpg "target =" _ blank "> bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 2. STLC uzaklaştırılması üzerine bir bipolar mili reformları. Bir STLC yıkama deney sırasında Eg5-mCherry (AD) ve GFP-α-tubulin (EH) ifade eden bir Drosophila 2 hücre time-lapse görüntüleme Temsilcisi görüntüler. STLC 5 dakikada yıkandı. STLC kaldırma 1 saat içinde bir bipolar mili reformları. Ölçek çubuğu = 5 um. Timestamp: dk:. Sn bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

ww.jove.com/files/ftp_upload/53594/addin.mov "target =" _ blank "> Ek Film 1. (sağ indirmek için tıklayın). Widefield floresan görüntüleme Eg5-mCherry ifade eden Drosophila S2 hücresinin bir temsilcisi örnek ( sol) ve GFP-α-tubulin (sağ) 1 uM STLC 2 dakikada ilave edildi ve mili formları inhibitörün ilave edildikten sonra 10 dakika içinde, bir tek kutuplu. Görüntüler her 1 dakika satın almış ve 10 kare bir oranda oynamıştır. saniyede. Ölçek çubuğu = 5 mikron.

Ek Film 2. (Sağ indirmek için tıklayın). Eg5-mCherry (solda) ve GFP-α-tubulin (sağda) ifade eden bir Drosophila S2 hücre temsili örnek Widefield floresan görüntüleme. 1 uM STLC ihtiva Ortam çıkarıldı ve5 dk çalkalandı. Inhibitörü kaldırma 1 saat içinde bir bipolar mili reformları. Görüntüler her 1 dk edinilen ve saniyede 10 kare hızında çalındı. Ölçek çubuğu = 5 um.
Hata düzeltme görselleştirme bu önemli ve kompleks hücresel süreçte yer alan adımları incelemek için değerli bir tekniktir. Bunu yapmak için, hatalı ek parça döner inhibitörleri kullanılarak oluşturulur ve hata düzeltme ilacın yıkanması sırasında gözlenir. Bu deney, ilk olarak, memeli doku kültürü hücreleri 5 kullanılarak geliştirilmiştir. Ancak birçok model, memeli hücre tiplerinde kinetokorlar çok sayıda varlığı, bireysel hata düzeltme olayları gözlemleyerek bir sorun teşkil etmektedir. Drosophila S2 hücrelerinin hata düzeltme gözlemlemek için onlara daha fazla tercih hücre hattı yapım kinetokorlar olarak az 4 olarak çift sahiptirler. Bununla birlikte, önemli bir dezavantajı, birçok inhibitörleri, Drosophila S2 hücrelerinde etkili olmasıdır. Bu nedenle, insan kinesin-5 eksprese eden bir insanlaştırılmış Drosophila S2 hücre çizgisi oluşturma yeteneği hata düzeltme incelemek için değerli bir araç sağlar.
Drosophila S2 hücreleri olabilir, ancak, birhata düzeltme incelemek için daha iyi hücre hattı, hücre hattını elde etmek ve gerekli genleri aşağı vurma katılan çok sayıda adım bu tekniğin bazı zorluklar yaratıyor. Örneğin, transfeksiyon verimi oldukça düşük olabilir. Hücrelerin% 20'den az Eg5-mCherry ifade ediyorsanız seçim süreci uzun sürer olarak, transfeksiyon tekrarlanmalıdır. Ayrıca, her iki floresan proteinleri eksprese eden hücrelerin yüzdesi zamanla azalabilir. Bu, sırasıyla, Eg5-mCherry eksprese eden hücreler ve GFP-α-tubulin seçilmesi için Blastisidin S HCI ve Higromisin B varlığında hücrelerin bölünmesi ile aşılabilir. Bu Drosophila S2 hücrelerinin birçok insan proteinleri ve ortologlara sahip olduğunu not etmek de önemlidir; bu nedenle, endojen proteinler için demonte koşulları optimize etmek için kritiktir. Optimal demonte koşulları dsRNA'nın miktarı ve tedavinin uzunluğu değişebilir. Ortaya çıkışı ve hızla iyileşme dikkate alındığında CRISPR-Cas9 TECHNOLOGI15-17 es, insan Eg5 yerini Klp61F geni ile bir Drosophila hücre hattı nesil transfeksiyonu ve demonte yaklaşımın sınırlamaları aşmak olacağını güçlü bir alternatif sunuyor. Çalışmalarımız gerekli reaktifler halen geliştirilmekte olan Drosophila S2 hücrelerinde bunu her ne kadar sinek-insana gen değişimi bu durumda geçerli bir seçenek olması gerektiğini göstermektedir.
Bu prosedür, Eg5 ile sınırlı değildir, ancak ilgi duyulan diğer proteinlerin fonksiyonu çalışma uygulanabilir. Daha önce Drosophila S2 hücrelerinde etkisiz olduğu kurulmuştur inhibitörleri kullanıyorsanız, bu protokol dışı hedef etkileri hakkında endişeler olmadan canlı hücrelerde inhibitörlerinin direkt etkisini araştırmak için modifiye edilebilir. Bu protokol kullanılarak üretilen hücre çizgisi, aynı zamanda, yüksek verimli tarama kullanılabilecek hata düzeltme katılan proteinleri hedef potansiyel ilaçlar tespit etmek analiz eder.
Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarlarını var olduğunu beyan ederiz.
Biz kinesin-5 yapının hediye için Patricia Wadsworth teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışma, Charles H. Hood Vakfı, ınc TJM ve Araştırma Bursu sayılı TJM için Dimes Vakfı Mart ayından itibaren 5 FY13-205 yanı sıra desteğiyle bir NIH hibe (5 R01 GM107026) tarafından desteklenmiştir Boston, MA. TJM için
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Effectine Transfeksiyon Reaktifi | Qiagen | 301425 | |
| Klp61F cDNA | Drosophila Genomik Kaynak Merkezi | 13690 | Gen Adı LD15641 |
| Schneider ' s Media | Invitrogen | 21720-024 | |
| Fetal Sığır Serumu, sertifikalı | Invitrogen | 10082-147 | Isı ile Etkisizleştirilmiş, ABD menşeili |
| Bakır(II) Sülfat (CuSO4) | Sigma | C8027-500G | 500 mM stok |
| S-tritil-L-sistein | Sigma | 164739-5G | 1 DMSO |
| Blasticidin HCl | Invitrogen | R21001'de | 5 1x PBS |
| Higromisin B | İnvitrojen | 10687010 | |
| Büyük ölçekli RNA Üretim Sistemi | Promega | P1320 | Her reaksiyondan yaklaşık dsRNA konsantrasyonu yaklaşık 5-15 & nbsp'dir; &mikro; g/&mikro; l |
| Klp61F RNAi F primer | Invitrogen | TAATACGACTCACTATAGGGTA-TTTGCGCATTATTTTAAAA | |
| Klp61F RNAi R primer | Invitrogen | TAATACGACTCACTATAGGGAT-ATTGATCAATTGAAAC | |
| PCR temizleme kiti | Mo Bio Laboratories, Inc | 1250 | |
| Concanavalin A | Sigma | C5275 | 0.5 1x PBS'de çözülerek yapılan mg / ml çözeltisi. |
| Haşlanmış Eşek Serumu | Jackson ImmunoResearch Labs | 017-000-121 | 1x PHEM tamponunda% 5 stok çözeltisi, çözeltiyi kaynatın. 4 'de saklanır; °C. |
| Montaj Ortamı | 20 mM Tris pH 8.0, % 0.5 < > N < / em>-propil gallat,% 90 Gliserol. 4 'de saklanır; °C. | ||
| 1x BRB-80 | 80 mM BORULAR pH 6.9; 1 mM EGTA; 1 mM MgCl2 | ||
| Beyaz Işık Kaynağı | Lumencor Inc | ||
| ET EGFP Filtre Küpü | Chroma | 49002 | |
| DSRed Filtre Küpü | Chroma | 49005 | |
| anti-NDC80 antikoru | Maresca Lab | ||
| DM1 & alpha tarafından özel olarak üretilmiştir; (anti-&alfa; -tübülin) | Sigma | T6199 | |
| anti-CID antikoru | AbCam | ab10887 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste
İzin iste