RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
tr_TR
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Yu-Ting Huang1,2, Dinja van der Hoorn*1,2, Leire M. Ledahawsky*1,2, Anna A. L. Motyl*1,2, Crispin Y. Jordan1, Thomas H. Gillingwater1,2, Ewout J. N. Groen1,2
1Centre for Discovery Brain Sciences,University of Edinburgh, 2Euan MacDonald Centre for Motor Neurone Disease Research,University of Edinburgh
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Bu yöntem protein düzeyleri farklı dokular ve standartlaştırılmış bir nicel Batı blotting yaklaşım kullanarak farklı gelişim timepoints karşılaştırılması için sağlam ve tekrarlanabilir bir yaklaşım açıklar.
Western Blot algılamak ve protein ifade ölçmek için kullanılan bir tekniktir. Yıllar içinde bu teknik temel ve klinik araştırmalarda birçok gelişmeler yol açmıştır. Ancak, birçok benzer deneysel teknikleri olduğu gibi Western blot analizleri sonucu kolayca tasarım ve deney yürütülmesi açısından yapılan seçimler etkilenmiştir. Belirli temizlik proteinler protein düzeyleri için miktar normalleştirmek için geleneksel olarak kullanılmıştır, ancak, bu sınırlamalar bir dizi var ve bu nedenle giderek son birkaç yıl içinde eleştirdi. Burada, biz bize farklı doku, fare modelleri (Hastalık modelleri de dahil olmak üzere) ve gelişimsel timepoints arasında protein ifade varyasyon karmaşık karşılaştırmalar üstlenmek izin vermek için hazırladığımız detaylı bir iletişim kuralı tanımlamak. Bir floresan toplam protein leke kullanarak ve bir iç yükleme standart kullanımı tanıtımı, deneyler içinde karşılaştırılabilir ve sistematik olarak protein düzeyleri arasında karşılaştırma örnekleri sayısı, varolan kısıtlamaları üstesinden gelmek mümkündür bir deneysel koşullar dizi. Bu yaklaşım böylece araştırmacılar protein ifade farklı doku ve örnekleri arasında daha iyi keşfetmek izin veren geleneksel Batı leke tekniklerin kullanılması genişletir.
Western Blot algılamak ve doku homogenates veya özleri içeren protein ifadeler ölçmek için kullanılan bir tekniktir. Yıllar içinde bu teknik temel ve klinik araştırmalarda birçok gelişmeler bu bir tanı aracı hastalık1,2varlığı tanımlamak için kullanıldığı yerler yol açmıştır. Western Blot ilk 1979 yılında proteinler polyacrylamide jeller nitroselüloz sayfalara aktarmak ve daha sonra proteinler radioactively etiketli ya da floresein için Birleşik ikincil antikorlar kullanarak görselleştirmek için bir yöntem olarak tanımlanmıştır veya peroksidaz3. Piyasada kitleri ve ekipman geliştirilmesi yoluyla, Western Blot yöntemlerinin edilmiş giderek standart ve yıllar içinde Basitleştirilmiş. Gerçekten de, teknik artık kolayca farklı arka plan ve deneyim düzeylerini ile bilim adamları tarafından yapılmaktadır. Ancak, birçok benzer deneysel teknikleri olduğu gibi Western blot analizleri sonucu kolayca tasarım ve deney yürütülmesi açısından yapılan seçimler etkilenmiştir. Bu nedenle, standart Western Blot yöntemlerinin erişilebilirliğini dikkatli deneysel planlama gereğini karanlık değil ve tasarım önemlidir. Deneysel konuları içerir, ancak sınırlı için örnek hazırlama ve işleme, seçim ve antikor protein algılama için doğrulama ve jel membran transfer verimi özellikle küçük veya büyük değildir (< 10 veya > 140 kDa) proteinler4,5,6,7,8,9. Orijinal örnek protein kalitesini sonraki Western blot analizi sonucu belirlemede önemli bir rol oynar. Protein-ebilmek var olmak hulâsa çok çeşitli örnekleri ve hücre hatları, hayvan modelleri dokulardan ve öldükten sonra insan dokular, birçok kaynaktan gibi tutarlılık işleme ve işlem tekrarlanabilir sonuçlar elde etmek için gereklidir. Uzun süreli depolama örnekleri protein çıkarılması için gerekli olduğunda, örneğin, protein-80 ° C'de genellikle istikrarlı olmasına rağmen protein istikrar ayıklanan proteinler ve-80 ° C'de sağlam dokular arasındaki farklılıkları olup olmadığını, önemli bildirilen10. Ayrıca, protein miktarları tekrarlanabilir tahminleri elde etmek için tutarlı homojenizasyon örneklerin çok önemlidir. Farklı lizis arabellekleri ve homojenizasyon yöntemleri (otomatik yöntemlerine göre Örneğin, el ile homojenizasyon) en iyi duruma getirme büyük ölçekli bir nicel deney başlamadan önce gerekli.
Normalleştirme stratejileri için protein yükleme ve miktar değişkenlik düzeltmek için sağlam, nicel protein ifadenin sonuçlarını elde etmek için gereklidir. β-aktin gibi proteinler kat Hizmetleri tübülin α, β-tübülin ve gliseraldehit-3-fosfat dehidrogenaz (GAPDH) geleneksel olarak protein düzeyleri için miktar normalleştirmek için kullanılmaktadır. Ancak, belirli temizlik proteinlere miktar amaçlar için normalleştirme giderek son birkaç yıl11,12eleştirilmiştir. Ifade temizlik proteinlerin dokuları aynı hayvan4ve çeşitli hastalık koşulları4,15 arasında farklı gelişim aşamalarında13,14arasında Örneğin, değiştirebilirsiniz ,16,17. Bu nedenle, belirli temizlik proteinler arasında farklı dokular, farklı timepoints ve deneysel koşullar değişen altında ifadeden protein daha karmaşık karşılaştırmalar yapma olanaklarını kısıtlar. Temizlik proteinler için protein varyasyon yükleme denetimine alternatif bir toplam protein leke (TPS) bu etiketleri kullanılır ve tüm proteinler bir örnek mevcut görüntüler. Belirli bir protein seviyeleri ve bu nedenle miktar TPS sinyal karşılaştırılabilir ve deneysel durumu, örnek türü veya gelişimsel timepoint bağımsız olarak tekrarlanabilir olmalıdır yerine TPS toplam protein yüküne göre sinyal normalleştirme sağlar . Ponceau S, leke içermeyen jeller, Coomassie R-350, Sypro Ruby, Epicocconone, Amydo siyah ve Cy5 (ref. 18 gözden) toplam protein lekeleri örnekleridir. Bu yöntemlerin her biri belirli avantajları ve sınırlamalar vardır ve deneysel kurulum4,18yanı sıra zaman ve araçlarını yöntemi seçimi bağlıdır.
Membran içinde yükleme ve miktar değişkenliği için düzeltmek için bir TPS kullanmanın yanı sıra, örnekleri arasında özellikle büyük ölçekli protein ifade analizi yaparken farklı membranlar, karşılaştırmak gerekli olabilir. Ancak, verimlilik ve toplam protein leke yoğunluğu bağlama antikor gibi faktörler değişkenliği daha fazla ayrı jeller üzerinde analiz protein örnekleri ve membranlar arasında değişkenlik tanıştırayım. Bu durumda sağlam miktar için bu nedenle membran arasındaki değişkenliği için hesabınıza bir normalleştirme adım tanıtmak gereklidir. Bu bir iç yükleme standart deneyler arasında sabit tutulur ayrı ayrı analiz membranlar tümünde ekleyerek elde edilebilir. Bu standart herhangi bir protein bu denemede dahil tüm membranlar arasında kullanılmak üzere yeterli miktarda elde edilebilir lysate şeklinde alabilir. Burada, bir lysate (5 gün eski kontrol fare elde edilen) fare beynin beyin kolayca homojenize ve lysate elde edilen protein yüksek, protein önemli bir miktarda içerir gibi kullanırız. Nüsha bir iç standart yükleme örnekleri normalleştirilmiş ve doğrudan göre ayrı membranlar sağlar.
Burada, biz bize farklı doku, fare modelleri (Hastalık modelleri de dahil olmak üzere) ve gelişimsel timepoints19arasında protein ifade varyasyon karmaşık karşılaştırmalar üstlenmek izin vermek için hazırladığımız detaylı bir iletişim kuralı tanımlamak. Bir floresan TPS bir iç yükleme standart kullanımı ile birleştirerek, biz örnekleri ve içinde tek bir deney karşılaştırılabilir deneysel koşullar, varolan kısıtlamaları aşmak başardık. Bu yaklaşım böylece araştırmacılar protein ifade farklı doku ve örnekleri arasında daha iyi keşfetmek izin veren geleneksel Western blot tekniklerin kullanılması genişletir.
Bu yordam için doku Edinburgh Üniversitesi, iç Etik Komitesi tarafından onaylanmış ve uyum ile kurumsal ve İngiltere İçişleri Bakanlığı yönetmeliklerine yetkisi altında ilgili gerçekleştirilen hayvan çalışmaları elde Kişisel ve proje lisansları.
Not: Bu protokol tekrarlanabilirlik artırmak için standart, piyasada kitleri ve reaktifler kullanarak optimize edilmiştir ( Tablo malzemelerigörmek).
1. hazırlanması örnekleri
2. Jel Elektroforez protein örnekleri
3. protein aktarımı
Not: Bu protokol aktarımda Protein piyasada bulunan bir yarı kuru blotting sistemi kullanılarak gerçekleştirilir ( Tablo malzemelerigörmek) hızlı ve tutarlı sonuçlar için.
4. Toplam protein boyama
Not: doğrusal aralığı ve duyarlılık çok daha iyi kontrollü4olabilir gibi floresan algılama kullanarak önemli bir yarar daha geleneksel yaklaşımlar (örneğin, ECL algılama), sağlar. Bu nedenle, 4 ve 5, floresan bir TPS ve floresan ikincil antikorlar kullanılır adımları ( Tablo malzemelerigörmek).
5. engelleme, antikor kuluçka ve algılama
6. Western blot analizi ve miktar
Not: Bu öneriler üzerinde serbestçe kullanılabilir görüntü Studio yazılımı temel alır. Ancak, benzer analizler de yapılabilir ImageJ gibi diğer yazılım paketlerini kullanarak.
7. istatistik
TPS ve dahili bir standart doku ve zaman puan arasında karşılaştırmalar protein düzeyleri kolaylaştırmak için kullanımı örnekleri içerir. Şekil 1 yenidoğan (doğum sonrası 5 gün) Yetişkin fareler (10 - haftalık) ile karşılaştırıldığında elde edilen dokular çıkarılan protein Western Blot sonuçları gösterir. TPS ve Smn immunoblot şekil 1A', Cgösterilir. TPS floresan yoğunluğu miktar floresan yoğunluğu her Lane'de dikdörtgen kutu içinde ölçerek elde edildi ve sonuçları şekil 1B ve 1 Dtablolarda gösterilmektedir. Not farklı doku örneklerinden farklı TPS protein grubu desenleri ile karakterizedir ve bu nedenle tüm lane normalleştirme amacıyla kullanmak gereklidir. Tüm yolları analiz edilir, gerçekten de, floresan yoğunluğu TPS normalleştirme için bu amaç için uygun olduğunu gösteren örnekleri arasında nispeten benzer kalır. P5 beyin lysate karışımından oluşan bir iç standart da nasıl daha fazla farklı membranlar arasında karşılaştırmalar için kullanılabileceğini göstermek için eklenmiştir. Ayrıca, Şekil 2' de, floresan bir TPS protein düzeyleri farklı gelişim zaman noktalarda karşılaştırmak için nasıl kullanılabileceğini göstermektedir. İşte, beyin lysates yenidoğan (P5), üzerinden seviyelerinde Smn yaş (P20) ve yetişkin (10W) fareler (şekil 2A) Sütten kesme göstermektedir. SMN düzeyleri açıkça yaş ile azaltmak rağmen TPS miktar şekil 2Biçinde gösterildiği gibi sabit kalır.

Şekil 1. Western iki farklı yaş gösteren TPS ve Smn protein düzeyleri fare dokularda engelliyor. TPS ve Smn protein P5 için(a)ve 10 haftalık (C) fareler. (B, D) Bütün şeritli TPS floresan yoğunluğu hesaplanmıştır ve (isteğe bağlı birimlerinde) belirtilir. M: işaretleyici/protein standart; kDa: kilodalton; yapıyordum: rasgele birim; P5: Doğum sonrası 5 gün; 10W: 10 hafta. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 2. Smn ifade farklı gelişim zaman noktalarda fare dokularda analizini. (A)beyin dokusundan P5, P20 ve 10 haftalık fareler elde lysates TPS (üst panel) ve SMN (alt paneli) kullanarak analiz. (B) TPS floresan yoğunluğu hesaplanır ve rasgele birimleri cinsinden belirtilir. M: işaretleyici/protein standart; kDa: kilodalton; yapıyordum: rasgele birim; P5: Doğum sonrası 5 gün; P20: Doğum sonrası gün 20; 10W: 10 hafta. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
| Doku | Yaklaşık ağırlık * | 1xPBS yıkama (4 ° C) | Tekrar yıkama | Homojenizasyon arabellek ** |
| Spinal kord | 40 mg | 150 mL | 3 x | 100 mL |
| Kas (GC) | 20 mg | 150 mL | 3 x | 100 mL |
| Beyin | 240 mg | 400 mL | 4 x | 400 mL |
| Kalp | 60 mg | 400 mL | 4 x | 200 mL |
| Karaciğer | 130 mg | 400 mL | 4 x | 400 mL |
| Böbrek | 45 mg | 400 mL | 4 x | 200 mL |
| * Bu ağırlıklar P8 fareler alınan doku için gösterge değerlerdir. | ||||
| ** Bu birimlere göstergeler vardır ve daha fazla doku ağırlığına göre ayarlanabilir. |
Tablo 1. Beklenen doku ağırlıkları ve PBS yıkar ve lizis arabellek birim için karşılık gelen öneriler homojenizasyon için kullanılacak genel bakış. Ağırlıkları için doğum sonrası gün 8 (P8) farelerde elde edilen doku göstergeleridir. PBS ve lizis arabellek birimleri yukarı ve aşağı deneysel ihtiyaçlarına göre ölçeklenebilir.
Yazarlar ifşa etmek rakip hiçbir ilgi alanlarına sahip.
Bu yöntem protein düzeyleri farklı dokular ve standartlaştırılmış bir nicel Batı blotting yaklaşım kullanarak farklı gelişim timepoints karşılaştırılması için sağlam ve tekrarlanabilir bir yaklaşım açıklar.
E.J.N.G. Wellcome Trust (grant 106098/Z/14/Z) tarafından desteklenir. Diğer finansman SMA Trust (SMA İngiltere'de konsorsiyum; tarafından sağlanmıştır T.H.G. & Y-T. H.), SMA Avrupa (T.H.G, D.v.D.H. ve E.J.N.G.), University of Edinburgh DTP hassas Tıp (T.H.G., L.L. ve A.M.M.) ve Euan MacDonald Merkezi Motor nöron hastalığı Araştırma (T.H.G).
| İnce Uçlu Jel Yükleme Uçları | Alpha Laboratories | GL20057SNTL | |
| Halt Proteaz İnhibitörü Kokteyli, EDTA içermeyen 100x 5mL | ThermoFisher Scientific | 78437 | |
| El Tipi Homojenizatör | VWR Collection | 431-0100 | |
| iBlot 2 Jel Transfer Cihazı | ThermoFisher Scientific | IB21001 | |
| iBlot Transfer Yığını, PVDF, normal boy | ThermoFisher Scientific | IB401031 | |
| Image Studio Lite | Licor | N/A | https://www.licor.com/bio/products/software/image_studio_lite/ IRDye 800CW ikincilantikorlarından ücretsiz indirme |
| Likor | - | Primer antikorun konağına karşı spesifik olan uygun ikincil antikoru seçin. | |
| Mikro BCA Protein Test Kiti | ThermoFisher Scientific | 23235 | |
| Novex Sharp Önceden Boyanmış Protein Standardı | ThermoFisher Scientific | LC5800 | |
| NuPAGE %4-12 Bis-Tris Protein Jelleri, 1.0 mm, 15 oyuklu | ThermoFisher Scientific | NP0323BOX | |
| NuPAGE LDS Numune Tamponu (4X) | ThermoFisher Scientific | NP0007 | |
| NuPAGE MOPS SDS Koşu Tampon (20X) | ThermoFisher Scientific | NP0001 | |
| Odyssey Bloke Edici Tampon | Licor | 927-40000 | |
| Saflaştırılmış Fare anti-SMN (survival motor nöron) monoklonal antikoru | BD Transdüksiyon Laboratuvarları | 610646 | SMN/SMA literatüründe yaygın olarak kullanılır ve lot numarasına bakılmaksızın tutarlı sonuçlar verir |
| REVERT Toplam Protein Boyası, 250 mL | Licor | 926-11021 | |
| REVERT Yıkama Solüsyonu | Licor | 926-11012 | |
| RIPA Lizis ve Ekstraksiyon Tamponu | ThermoFisher Scientific | 89900 | |
| XCell SureLock Mini Hücreli | ThermoFisher Scientific | EI0001 |