Burada, araştırmacıların mitoz ve Meiosis sırasında yaşayan fisyon Maya hücrelerinde protein davranışları ve nükleer dinamikleri incelemesini sağlayan toksik olmayan bir mikroskopi yöntemi olan canlı hücreli görüntüleme sunuyoruz.
Yöntem makalesi
Burada, araştırmacıların mitoz ve Meiosis sırasında yaşayan fisyon Maya hücrelerinde protein davranışları ve nükleer dinamikleri incelemesini sağlayan toksik olmayan bir mikroskopi yöntemi olan canlı hücreli görüntüleme sunuyoruz.
Canlı hücre görüntüleme, yaşam hücrelerinde hücre ve protein dinamiklerini incelemek için kullanılan bir mikroskobik tekniktir. Bu görüntüleme yöntemi toksik değildir, genellikle hücre fizyolojisine müdahale etmez ve minimal deneysel elleçleme gerektirir. Düşük düzeyde teknik girişim, araştırmacıların birden fazla mitozis döngüsü boyunca hücreler incelemelerine ve başından sonuna kadar mayoz gözlemlemek için olanak sağlar. Yeşil floresan protein (GFP) ve kırmızı floresan protein (RFP) gibi floresan etiketleri kullanarak, araştırmacılar fonksiyonları transkripsiyon, DNA çoğaltma, uyum ve ayrım gibi süreçler için önemli olan farklı faktörler analiz edebilirsiniz. Fiji (ücretsiz, optimize edilmiş ımagej sürümü) kullanarak veri analizi ile birleştiğinde, canlı hücre görüntüleme, protein hareketini, lokalizasyonu, stabilitesi ve zamanlamanın yanı sıra nükleer dinamikleri ve kromozom ayrımcılık yöntemlerini değerlendirmenin çeşitli yollarını sunar. Ancak, diğer mikroskopi yöntemleri ile olduğu gibi, canlı hücre görüntüleme ışık iç özellikleri ile sınırlıdır, yüksek büyütmelerde çözünürlük gücüne bir sınır koymak, ve aynı zamanda yüksek dalga boyu fotobleaching veya fototoksisite duyarlıdır Frekanslar. Ancak, bazı bakım ile, araştırmacılar dikkatlice doğru koşulları, suşları ve floresan belirteçleri mitotik ve Mayoz bölünmenin olayların uygun görselleştirme için izin seçerek bu fiziksel sınırlamaları bypass olabilir.
Canlı hücre mikroskobu, araştırmacılar nükleer dinamikleri fisyon Maya hücrelerini öldürmeden incelemek ve ölümcül fiksatif ve lekeleri ihtiyacını ortadan kaldırır sağlar. Membran ve sitozin yanı sıra kromozom çoğaltma, yeniden kombinasyon ve ayrım gibi önemli olaylara katılan floresan etiketli proteinlerin istikrar, hareket, lokalizasyonu ve zamanlamasını gözlemlemek mümkündür. Hareket. Hücre canlılığı ve toksik olmayan sinyal tespiti koruyarak, minimal fizyolojik saldırı vardır. Düzgün şekilde gerçekleştirildiğinde, bu mikroskobik Yöntem, genişletilmiş teknik elleçleme veya sahte kimyasal reaktiviteye kaynaklanan karıştırıcı efektleri azaltabilir. Ayrıca, bir deney sırasında, araştırmacılar fisyon Maya beslenme ve stres durumları, proliferatif verimlilik ve uygunsuz görüntüleme parametreleri veya anormal Hücre fizyolojisi 1 gösteren apoptotik durum ilgili gözlemler yapabilirsiniz ,2,3.
Mitoz ve mayoz nükleer ve hücresel bölünme ile karakterize edilir. Meiosis 'te, mitozun aksine, ebeveyn hücrelerinin kız hücrelerini4' e yükselmesine karşın genetik içerik yarıya düşüdür. Canlı hücre görüntüleme uzamsal ilişkinin yanı sıra geçici bir boyut sağladığından, çok sayıda hücre gerçek zamanlı olarak incelenebilir. Canlı hücre mikroskobu, araştırmacılar Histonlar için floresan etiketleri kullanarak nükleer bölünme dinamiklerini incelemek için sağladı5, cohesin altbirimden6, mikrotübüller7, centromeres8, kinetochores9, bileşenleri mil direği gövdesi (SPB)10ve kromozom yolcu KOMPLEKSININ (CPC)11' i. Kromozom ayrışma cihazının dışında, canlı hücre görüntüleme de gerekli proteinlerin davranışını ele geçirdi, ancak doğrudan kromozom ayrımcılık dahil değil. Bu proteinlerin fonksiyonu çoğaltmayı etkileyen gösterilmiştir, kromozom rekombinasyon, nükleer hareket, ve mikrotübüller için kromozom Eki12,13,14. Bu gözlemler, fonksiyonel bileşenleri biyokimyasal veya genetik muayene için etkin olmayan hücresel olayların daha iyi anlaşılması için katkıda bulundular. Mikroskopi teknolojisindeki yeni gelişmeler ile, kötü çözünürlük, photobleaching, fototoksisite ve odaklama stabilitesi gibi sınırlamalar, böylece mitotik ve Mayoz bölünmenin nükleer dinamiklerin daha iyi gerçek zamanlı gözlemlerini kolaylaştıracak, azaltır1, 2,3. Meiosis, zamanlamaya yakın dikkat gerektiren bir Terminal farklılaşma yolu olduğu için özellikle zordur.
Bu protokolün amacı, mitoz ve Meiosis 'te gerçek zamanlı fisyon Maya nükleer dinamiklerini incelemek için nispeten basit bir yöntem sunmaktan ibaret. Bunu başarmak için, çevresel strese maruz kalmadı hücreleri kullanmak için gerekli olan, uzun süreli görüntüleme dayanabilir agaroz pedleri hazırlamak, ve tek hücreli dinamikleri görselleştirme kolaylaştırmak yoğunluklarda hücreleri monte. Dahası, bu protokol nükleer kinetik (Hht1-MRFP veya Hht1-Gfp), kromozom segregasyon (Sad1-DSRed), siterit dinamikleri (Atb2-MRFP), transkripsiyonel için yararlı belirteçleri olarak hizmet floresan etiketli protein taşıyan hücrelerin kullanımı yapar G1/S (Tos4-Gfp) ve mayoz (Rec8-Gfp) uyumu stabilitesi aktivasyonu. Bu yöntem, belirli hücresel süreçlerle ilgili soruları ele almak için farklı kombinasyonlarda kullanılabilecek ek nükleer ve sitosolik işaretçileri (Tablo ı) da tanıtır. Ayrıca, temel Fiji araçları araştırmacılar canlı hücre görüntüleri işlemek ve veri farklı türde analiz yardımcı olmak için özellikli. Bu yaklaşımın gücü, mitozis ve Meiosis 'in doğru şekilde yürütülmesi için integral olan süreçleri açıklamak için protein dinamiklerinin, zamanlamanın ve istikrarı gerçek zamanlı gözlemlerin kullanımından kaynaklanıyor.
1. medya hazırlama15,16
2. Fission Maya kültürü15,16
3. numune hazırlama2
4. canlı hücre görüntüleme2 ve işleme
5. ımageanaliz20,21
Not: Bu protokoldeki görüntü analizi Fiji kullanılarak gerçekleştirilir. Diğer analiz programları ve Fiji eklentileri için malzeme tablosunugörmek.
Canlı hücre görüntüleme mitoz veya Meiosis için kullanılıp kullanılmayacağını, her türlü gözlem yapmadan önce sağlıklı fisyon Maya hücreleri istihdam etmek çok önemlidir. Elde edilen verilerin kalitesi yoğun olarak başlangıç malzemesine dayanır. Hücre besin sınırlaması veya aşırı büyüme nedeniyle açlıktan, onlar aşırı vakoller ve azalan hücre boyutu gösterecektir (açlık, Şekil 2a). Mitozis deneyleri için, hücresel stres gösteren hücreleri kullanmaktan kaçınmak en iyisidir (açlık, Şekil 2a). Aksi takdirde, deneysel sonuçlar tutarsız ve yeniden üretilemeyen olacaktır. Bu sınırlama aşmak için, uygun vahşi tip kontrolleri seçin ve ilgi mutantların çeşitli fenotipleri aşina olun. Örneğin, mitotik hücreler için açlıktan 12 h aktif DNA çoğaltmak için ateşkes. Tos4-Gfp ifadesi G1/S-faz etkinliği22,23, bu marker ve nükleer bölünme (Sad1-DSRed10) göstermek Pan-nükleer Tos4-Gfp ifade, Sad1-DSRed odakları taşıyan Logaritmik hücreler ile ilişkili olduğundan ayrılık ve devam eden septasyon (aktif DNA replikasyonu ve hücre bölünmesi düşündürmektedir) (log, Figure 2A), açlık hücreleri böyle bir aktivite gösterirken (açlık, Şekil 2a). Bu sonuç, G1 'de transkripsiyonu azaltan, G1/S hücre döngüsü kontrol noktasını aktive eden ve G0 giriş5' i destekleyen, fisyon Maya 'daki besin sınırlamasının etkileri ile uyumludur. Mayoz deneyler için, hücreler yüksek yoğunluklu, ancak sabit faz ulaşmadan büyümek gerekir. Daha sonra, her iki montaj ilişkisi türünün hücreleri karışık ve düşük azot medyasında birlikte inkübe edilir. Hücre yeterli nitrojen değil, onlar mayoz (verimsiz, Şekil 2B) girmesini engelleyecektir değildir zaman Mate için başarısızlık. Montaj hücre süspansiyonunun sağlam flokülasyon hücre-hücre etkileşimi artırır ve böylece başarılı çiftleşme ve verimli Mayoz bölünmenin indüksiyon gösterir (verimli, Şekil 2B).
Agarose jel yastıkları ve hücre kümeleri fiziksel bozulma tek hücrelerin veya Asci doğru görselleştirme garanti (log, Şekil 2a; Verimli, Şekil 2B). Pedler, hücrelerin aynı anda yerinde sabitlendiği ve kurutmaya karşı korunan, sert ama nemli bir platform sağlamalıdır. Buna ek olarak, pedler evaporasyon nedeniyle değişikliklere dayanacak kadar kalın olmalıdır ve görüntü edinme boyunca uygun odaklama sağlayan bir tesviye yüzeyi sağlar (Şekil 1C). Coverslip döndürme ayırmak ve çiftleşme toplamları içinde hücreleri yaymak için gereklidir (Şekil 1F; Verimli, Şekil 2B). Bu adım olmadan, birkaç ascı ama çok sayıda haploid hücreler görülür, çünkü Asci çiftleşme kümeleri erişilemeyen katmanları içinde sıkışıp kaldığından, haploid hücreler mevcut tüm tek tabakalı lekeleri doldurmak için ücretsizdir (Şekil 2B). Hatta hücre küpleme daha az sorunlu mitotik deneyler için, lamel magazini rotasyon hücreler arasında yeterli boşluk ile tek bir hücre tabakası oluşturmak için Pad etrafında hareket hücreler kalabalığı etkilerini azaltmak ve hücre çoğaltma için izin (log, Şekil 2a ).
Atb2, fisyon Maya mitozu ve mayoz7,14' te kromozom segregasyonu ile ilgili bir α-tubulin bileşenidir. Floresan etiketli zaman, bu sitozit bileşeni mitozis nükleer ayrımı karakterize aşamaları incelenmesi için izin verir. Profaz (0 '-20 ', Şekil 3A) sırasında, mitotik iğ Nükleasyon Spindle Pole organları (KMS) nükleer tarafında oluşur, Atb2-MRFP lifleri tarafından ortaya çıkan bir HTT1-Gfp5 Pan-nükleer arka plan. Metafaz-anaphase geçişi sırasında (20 '-40 ', Şekil 3A) mitotik iğ dışa doğru uzanır ve çekirdeğin ikiye ayrılır. Hücre telofase girdiğinde (60 '-80 ', Şekil 3A), Atb2-MRFP kromozomlar tamamen ayrılıncaya kadar çift taraflı olarak genişletir. Bu noktadan sonra, Atb2-MRFP lifleri yeniden gruplandırın ve ortaya çıkan kız hücrelerinin her birinde interfaz formunu geri kazanmak için hücre yüzeyine yayılır. Sitokinez (> 120 ', Şekil 3A) sadece bir septum formlarından sonra oluşur ve hücreleri Fission ile böler. Mitotik bir döngüde Hht1-GFP yoğunluğundaki değişiklikler nükleer dinamiklerin üç önemli adımını ortaya çıkarır: metafaz-anaphaz (Orta yoğunluk, DNA sıkıştırma: 20 '-40 ', Şekil 3A-B), telofase (düşük yoğunluk, DNA ayrımı: 60 '-80 ', Şekil 3A-B) ve G1 (artan yoğunluk, DNA çoğaltılması: 100 '-120 ', Şekil 3A-b). Benzer şekilde, ama sadece Hht1-MRFP taşıyan ve Multi-kymograf aracı istihdam hücreleri kullanarak (bakınız adım 5,15) Fiji, bu telofaz metafaz mitotik bölünme gözlemlemek ve uygun kardeş kromatid sırasında dahil nükleer hareketler değerlendirmek mümkündür (normal, Şekil 3c). Mis-segregasyon kymographs iki ana nükleer yollar arasında sinyal etkinliğini göstermek, kromozom parçalanma veya uygunsuz kromatid ayrımı nedeniyle olası yanlış ayrım gösteren (gecikme, Şekil 3c).
Daha önce de belirtildiği gibi, tomurcuklanan ve fisyon Maya, Tos4, S faz22,23DNA çoğaltma sırasında G1 ve fonksiyonlar içinde transkripsiyon. Bu bir kymograf görülebilir nerede Tos4-Gfp ifade çekirdeğinde artar sonra Sad1-DSRed10 odakları zıt yönlere hareket (nükleer bölünme gösteren), ama önce sitokinez öncesinde septum formları, (39 ', şekil 3D ; 36 ', Şekil 3e). Yüksek Tos4-Gfp aktivitesinin aşaması M-G1/S geçişi (45 ', Şekil 3e) sonunda başlar ve G2 (> 60', Şekil 3e), hücre bölünmesi hemen sonra biter. G1 sırasında büyük ölçüde yayılırken, Tos4-Gfp sinyal yoğunluğu sonrası anafaz artar ve S-faz boyunca ve ayrılmış Sad1-DSRed odakları (45 '-60 ', Şekil 3e) ile ortak yerelleştirir. Bu sonuç, genom yinelemeyi kız hücrelerinde (G1/S) başladığında, ancak sitokinezi henüz oluşmamıştır, fisyon Maya septasyon dönemi ortaya çıkarır.
Hht1, fisyon Maya 'da histon H3 ve yaygın olarak nükleer DNA5,14görselleştirmek için floresan etiketleri ile değiştirilir. Mitozis 'de, metafaz 'dan telofaz (20 '-120 ', Şekil 3A) ' ya kadar hücre geçişi olarak, nükleer kütleye iki ayırt edici değişiklik görülür. İlk değişiklik metafaz nükleer büyüklüğü bir kasılma içerir (20 ', Şekil 3A), ikincisi anafaz sırasında çekirdek bölme gösterir iken (40 ', Şekil 3A). Bu değişiklikleri mitotik hücrelerle paylaşmanın yanı sıra, Mayoz bölünmenin hücreler nükleer salınımı (yani at taslama) (-100 ' to-50 ', Şekil 4A-B) Homolog rekombinasyon sırasında ve anafaz II (70 '-90 ') sonunda çekirdeğin boyutunun daha da azaltılması sergiliyor. Şekil 4A). Hht1-mRFP gibi gecikme veya parçalanmış kromozomlar (gecikme, Şekil 3c) gibi yanlış ayrım fenotipleri incelemek için kullanılır. Ayrıca, mayoz (Şekil 4A-B) aşamalarının her birinde nükleer dinamikleri gözlemlemek ve açıklamak için de kullanılır. Nükleer kütle büyük ve at-tailing çok sırasında boyutu dalgalanıyor (HT:-100 ' to-50 ', Şekil 4A-B)). Hücreler metafaz (MT:-40 ' e 0 ', Şekil 4A-B), nükleer boyut ve salınım azalmasına, bu aşamada artmış yoğuşma aktivitesiyle tutarlı olarak girer. Her iki anafaz başlangıç ı (mı: 10 '-60 ', Şekil 4A-b) ve II (MIS: 70 '-90 ', Şekil 4A-b) daha fazla nükleer azaltma ve nükleer hareket eksikliği ile ilişkilidir, hangi karakterize iki nükleer bölünmeler ile iyi ilişkilendirir mayoz ı ve II (mı & MIS). Böylece, mayoz, Homolog kromozom hizalanır ve yeniden birleştirildiğinde ve iki mermi kromozom ayrılması sonrasında nükleer boyut indirimleri ile nükleer boyut dalgalanmaları ile ilişkilidir. Bu nükleer dinamikleri değiştirecek olan alleles, mayoz12,13' te genom istikrar Yönetmeliği ile ilişkilidir.
Rec8, fisyon Maya 'daki meiyotik kohesin α-kleisin altbirim 'tir. DNA replikasyonu (Mei-S) sonrası kromatin üzerine yüklenir ve anafaz II 'ye kadar kardeş kromatitler birbirlerine bağlı tutar. Metafaz sonra, Rec8 ve ayraz tarafından kromozom kollarından kaldırılır Sgo1-PP2A tarafından sentromer korunur. Homolog ayrımcılığı sonunda, Rec8 de centromere de ortadan kaldırılmıştır, böylece kardeş kromatid ayrımı için izin (Şekil 5A)6,24. Rec8-GFP, Sad1-DsRed veya Hht1-mRFP gibi kromozom segregasyon belirteçleri ile birlikte Meiosis sırasında uyum dinamiklerinin görselleştirilmesine izin verir. Rec8-Gfp sinyali Mei-S (< <-90 ', Şekil 5A-b) sırasında Pan-nükleer, profaz ı (-90 ' to-50 ', Şekil 5A-b) ve metafaz ı (-40 '-0 ', Şekil 5A-b). Bu gözlem, DNA yinelemeyi izleyen kromozomlar eksenleri boyunca Rec8-GFP ilişkisini ortaya çıkarır. Hücreler bir anafaz ı (10 ', Şekil 5A-b) girdiğinizde, Rec8-Gfp yoğunluğu çekirdeğin tamamında azalır, ancak centromere 'de güçlü kalır, her nükleer kütlesinde bir odak oluşturur (20 '-70 ', Şekil 5A-b). Bu sonuç, kromozom kolları boyunca Rec8-GFP bozulması ile tutarlı ama centromere değil, Bu homolog ayrım sonra ensues. Anafaz II önce, Rec8 Focus kaybolur, MII (70 '-80', Şekil 5A-B) ayrılması için kardeş kroromatids serbest. Rec8-Gfp Marker, böylece, kurulması, kaldırılması ve Mayoz bölünmenin uyumu genel stabilitesi bozar koşulları incelemek için yararlıdır. Hht1-MRFP5,13, Rec8-Gfp gibi nükleer bölünme işaretiyle eşleştirilmiş, mayoz öncesinde ve süresince uygun kromozom segregasyon 12 ' ye karşı nasıl uyum zamanlaması ve istikrarı ele almak için istihdam edilebilir ,13. Bu protokol, dinamikleri öncelikle sitsol içinde meydana gelen proteinlere hitap etmez. Ancak, tablo ben sıklıkla endositoz, eklositoz ve diğer süreçler arasında sitokinez için gerekli sitoiskelet ve membran süreçlerini incelemek için kullanılan birkaç sitosolik protein gösterir.

Resim 1: canlı hücre görüntüleme için agaroz pedleri hazırlanması. (A) bir pipet ucu tutucu, laboratuvar bandı ve mikroskop slaytları kullanılarak monte edilen slayt hazırlama seti. Slaytlar birbirine dik yerleştirerek agaroz yastık formları bir cep oluşturur. Yandan laboratuvar teyp parçaları ilavesi agaroz Pad genişliğini gerekli spesifikasyonlara göre ayarlar. (B) Molten agaroz pedleri yapmak için mikroskop slaytlar üzerinde ayarlamadan önce soğumaya izin verilir. Bu adımda, hava kabarcıkları yaratmaktan kaçınmak için agaroz hacmini yavaşça dağıtmak gerekir. (C) üst slayt düz bir yüzey, hatta kenarlar ve görünmez agaroz çatlaklar ile dairesel bir Pad oluşturmak için dağıtılmaktadır agaroz noktaya yerleştirilir. (D) agaroz yastık üzerinde hücre süspansiyon örneği koyduktan sonra, ekstra sıvı orta kaldırmak için bir Lint-ücretsiz kağıt havlu üstüne slayt ve yer ters çevirin. (E) dikkatle agaroz yastık üzerine bir lamel magazini yerleştirin, herhangi bir hava kabarcıkları tuzak ve odak uçağı hücre kayması ve odaklama sorunları önlemek için düz olduğunu kontrol emin olun. (F) yavaş ve dikkatli bir şekilde, hücre kümeleri bozmak ve hücre genişleme ve daha iyi hücre görselleştirme için izin veren bir hücre tek tabakalı oluşturmak için saat yönünde lamel magazini döndürün. (G,H) Agaroz pedlerini mühürlemek ve görüntüleme işleminden önce istenilen sıcaklığa dengelenmelerini sağlamak için ısıtmalı hidrokarbon karışımı kullanın. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.

Şekil 2: doğru hücreleri çekme. (A) üst paneller, EMM artı 72 h ve alt panel için takviyeleri açlıktan sol fisyon Maya hücreleri gösteren hücreleri Logaritmik büyüme geçiren gösterir. Açlıktan kalan hücrelerde, küçük hücre morfolojileri takdir edilebilir. Kırmızı Açık ok, açlık karakteristik olan vakuoler granül gösterir. Logaritmik kültürlerde, uzatılmış morfolojileri ve septa (kırmızı ok) gösteren hücreler, aktif Bisiklet dinamiklerini gösterir. Sağ taraftaki paneller, açlık ve proliferasyon sırasında Tos4-GFP ve Sad1-DsRed sinyallerini ifade eden hücreleri gösterir. Pan-nükleer Tos4-GFP ifade ve Sad1-DsRed sinyalleri karşı hücre direkleri lokalize aktif proliferasyon sırasında görülür, ama açlık değil. (B) üst panel aynı montaj ilişkisi tipi (h +) hücrelerini etkili bir şekilde montaj ilişkisi yapamamasını gösterir. Kırmızı Açık ok, karyogamy geçiren bir çift vakolar hücresi gösterir. Bu, hücrelerin% 10 ' unda Mate-Type ' a geçebileceğiniz h + hücrelerinin kültürlerinde olağandışı değildir. Alt panel etkili çiftleşme kaynaklanan ascı gösterir. Zygotic Asci, Zig-Zag (kırmızı ok) ve muz hücresi şekilleri (kırmızı açık ok) dahil olmak üzere birden fazla form alır. Ölçek çubuğu = 5 μm uzunluğunda. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.

Şekil 3: mitotik nükleer dinamikler. (A) histon H3 (HHT1-Gfp) ve microtubül (Atb2-MRFP) proteinleri bir mitozis döngüsü sırasında takip edildi (120 dk). Hht1-GFP ve Atb2-mRFP için bireysel sinyaller siyah ve beyaz panellerde gösterilir, BF birleşmesi onları kendi renklerinde gösterir. (B) mitotik bir döngüde Hht1-mGFP yoğunluğunun ölçülmesini. Hht1 düzeylerinde değişiklik, G1 'de mitozis ve DNA çoğaltılması sırasında nükleer bölünmenin göstergesidir. (C) kymographs ortaya çıkan nükleer yolların ya Lamda ve DNA bütünlüğünü korur ya da sapmak ve kromozom parçalanma veya prematüre kromatid ayrımı teşvik mitozis normal veya anormal ayrım gösteren, sırasıyla. (D,E) Sad1-DsRed ayrımı ve nükleer Tos4-GFP sinyallerinin görünümü ile ortaya çıkan M-G1/S süresini gösteren kymograf ve mikrograf panelleri. Yüksek Tos4-GFP ifade ile lekeler tanımlaması kolaylaştıran bir yoğunluk-dereceli Termal harita oluşturmak için Fiji FIRE LUT kullanılarak oluşturulan E orta paneller Not; Bu durumda, çekirdek ve çakışan Sad1-DsRed sinyalleri, beklendiği gibi lokalize. Ölçek çubuğu = 5 μm uzunluğunda. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.

Şekil 4: Meiyotik nükleer dinamikler. (A) Meiosis sırasında çekirdeğin (Hht1-MRFP) hareketini, sıkıştırımını ve bölünmeyi gösteren panel serisi. Horse-tailing (HT) yaygın yan-yan nükleer osilasyonlar tarafından izlenen metafaz (MT), nerede nükleer lateral hareketin azalır ve tamamen anafaz önce hemen durur gösterir ı. Mayoz ı (mı), ana nükleer kitle ikiye bölünmüştür, mayoz II iken (MII) dört çekirdekler kardeş kroromatid ayrımı sürecinde oluşturulur. (B) profaz, METAFAZ, mı & MII 'de nükleer alan değişimini (Hht1-MRFP) ölçmek. Atom alanı HT salınımları sırasında dinamiktir, MT 'de yoğunlaşır ve az nükleer hareketin gözlemlendiği mı & MII sırasında boyutu daha da azalır (uzun nükleer eksen). En uzun nükleer eksen ölçümü (uzun nükleer eksen) bir daire uzanıyor gibi fikir dayanmaktadır, bu sabit bir çap var durur ve en az iki ana eksen üretir: uzun ve kısa. Böylece, çekirdeğdeki değişiklikleri izlerken, uzun veya kısa eksendeki değişiklikler nükleer hareketin göstergelerini sağlar. Ölçek çubuğu = 5 μm uzunluğunda. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.

Şekil 5: meiotic kohesin dinamikleri. (A) REC8-Gfp sinyal değişiklerinin meiyotik nükleer dinamiklerle nasıl ilişkilidir olduğunu gösteren panel serisi. HT ve MT sırasında Rec8-GFP sinyali Pan-nükleer ve nükleer hareketi takip eder (Hht1-mFRP). Mı, Rec8-GFP çekirdeğden dağıtıyor, sadece bir çift odak bırakarak, hangi kromozom kolları Rec8 kaldırılması ile tutarlı ve centromere Sgo1-PP2A koruma kurulması. Hücre MII yaklaşımlar gibi, Rec8-Gfp odakları ortadan kaybolur ve artık anafaz II önce görülmeden başlar. (B) REC8-Gfp yoğunluğunun HT 'den MII 'ye ölçülmesini. Ne görülme benzer bir, Gfp sinyal HT ve MT ile yüksek, mı sırasında önemli ölçüde azalır ve tamamen MII kaybolur. Bu model, kromozom kollarına ve centromere 'de cohesin dinamiklerini doğruluyor, burada kardeş kromatitler, MII 'de ayrılmaya hazır olana kadar gergin tutar. Ölçek çubuğu = 5 μm uzunluğunda. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.
| Protein | Işlev | Yorum | Etiket | Başvuru | ||
| Hht1 | Histone H3 DNA ambalajında yer aldı | Kromozom dinamiklerini incelemek için kullanılır | Hht1-mRFP | 5, 14 | ||
| Tos4 | G1 aşamasında Tos4 işlevi oluşuyor | G1 zamanlaması çalışmak için istihdam | Tos4-GFP | 22, 23 | ||
| Rad21/Rec8 | Cohesin alt paketleri çoğaltma aşağıdaki kardeş kromatitler tutmak dahil | Mitotik (Rad21) ve meiyotik ayrım sırasında uyum kararlılığını analiz etmek için kullanılır (Rec8) | Rad21-GFP/Rec8-GFP | 6, 24 | ||
| Rad11 | RPA aktivitesi mitotik DNA onarımı, Mayoz bölünmenin rekombinasyon sırasında oluşur ve metafaz biter | Mayoz 'te mitozis ve rekombinasyon dinamikinde DNA onarımı çalışması için istihdam | Rad11-YFP | 5, 13 | ||
| Rad52 | Rad52 Asime mitotik DNA onarımı ve Mayoz bölünmenin rekombinasyon sırasında gerçekleşir | Mayoz 'te mitozis ve rekombinasyon dinamikinde DNA onarımı çalışması için istihdam | Rad52-CFP | 5, 13 | ||
| Cnp1 | Histone H3 cenp-A sentromer özellikle yerelleştirir | Mitozis ve mayoz 'te kromozom segregasyon dinamiklerini takip etmek için kullanılır | Cnp1-mCherry | 13 | ||
| Swi6 | HP1 homologu protein heterokromatin oluşumu dahil | Sentromer ve telomerlerin içinde heterokromatin seferberlik çalışması için istihdam | Swi6-GFP | 13 | ||
| Sad1 | Sad1 nükleer zarf mil kutup gövdesi yerelleştirme yer almaktadır | Mitoz ve mayoz içinde kromozom ayrımı analiz etmek için kullanılır | Sad1-mCherry | 10 | ||
| SITSOL & membran | ||||||
| Atb2 | Tubulin Alpha 2 Mikrotubul sitastre kuruluşunda yer aldı | Mitoz ve mayoz 'te kromozom ayrımı incelemek için kullanılır | Atb2-mRFP | 7, 14 | ||
| Ync13 | Vezikül aracılı ulaşım ile ilgili exocytosis ve endositoz regülatörü | Sitokinez sırasında hücre duvarı bütünlüğünü incelemek için kullanılır | Ync13-mECitrine | 25 | ||
| Rlc1 | Myosin II altbirim sözleşme halka kasılma dahil | Septum olgunlaşma ve kasılma dinamiklerini keşfetmek için kullanılır | RIc1-mCherry | 25 | ||
| Ccr1 | ER, plazma ve mitochrondrial dış membranın bir parçası olan NADPH-sitokrom P450 redüktaz | Endositoz, exocytosis ve sitokinez gibi membran ilişkili dinamikleri incelemek için kullanılır | Ccr1N-GFP | 5 | ||
| Gef1 | Rho guanyl-Hücre polaritesi kurulması ve bakımı içinde yer alan nükrene değişimi faktörü | Global, Microtubule bağımlı hücre polarite dinamiklerini incelemek için kullanılır | Gef1-mCherry-GBP | 26 | ||
| Fus1 | Sitgamy sırasında actın Fusion Focus montajında yer alan formin | Füzyon dinamiği, fisyon Maya çiftleşme ile ilgili çalışma için kullanılır | Fus1-sfGFP | 27 | ||
| Mnn9 | Golgi cihazında protein N bağlantılı glikozilasyon dahil mannolsyltransferase altbirim | BDT-Golgi ' den Trans-Golgi ' e ilerledikçe Golgi 'de kargo olgunlaşma çalışması için istihdam | Mnn9-mCherry | 28 | ||
| Num1 | At-tailing dahil Dynein için kortikal çapa faktörü | Mayoz bölünmenin profaz ı içinde nükleer salınım sırasında mitokondri bağımlı Dynein çapa incelemek için kullanılır | Num1-yEGFP | 29 | ||
Tablo 1: nükleer ve sitosolik dinamiklerin belirteçleri.

Film 1: M-G1/S geçiş mili kutup gövdesi gösteren (SPB; Sad1-DsRed) ayırma önceki septasyon ve Tos4-GFP nükleer sinyal birikimi. Bu videoyu görüntülemek Için lütfen tıklayınız. (İndirmek için sağ tıklayın.)

Film 2: mikrotübül (Atb2-mRFP) uzantısı nükleer (Hht1-GFP) bölünme ile korelasyon gösteren mitotik döngüsünün tamamlanması. Bu videoyu görüntülemek Için lütfen tıklayınız. (İndirmek için sağ tıklayın.)
Mitoz ve mayoz sırasında canlı hücre görüntüleme, veri edinme sırasında nükleer dinamikleri büyük ölçüde parçalama işlemi yapmadan incelemek için fırsat sunar. Ancak, hücrelerin çevresel gerilimlerin istenilen yoğunluklarına yetişmesini sağlamak için dikkat edilmelidir; ve Meiosis için, hücrelerin Terminal farklılaşma sırasında görüntülenmiş ve çok erken veya geç değil. Aşırı hücresel kalabalık, açlık ve uygunsuz büyüme sıcaklıkları, yeniden üretilemeyen gözlemlere katkıda bulunan ortak faktörlerdir. Buna ek olarak, gerinim yapımı sırasında, floresan etiketleri hedef genler fonksiyonları veya etkisi genel hücre Fitness müdahale yok test etmek için çok önemlidir. Floresan işaretçileri taşıyan suşların phenoypes yakından incelemek için başarısızlık benzer genotypes arasında tutarsız ve eşsiz sonuçlara neden olabilir.
Mikroskop agaroz pedleri montajı basit olmasına rağmen, onlar da değerli görüntüleme verileri elde etmek bir engel oluşturabilir. Agaroz pedleri oluşturmak, birbirine paralel üç mikroskop kaydırağı yerleştirmek, orta slaytta erimiş agaroz dağıtmak ve diğer slaytların üst kısmına transayet eden bir slayt koyarak kadar basittir. Ancak, dayanıklı, duruma özgü agaroz pedleri üretmek için Genişlik modifikasyonları sağlayan bir Slayt Maker aparatı birleştirmek için yararlıdır. Ped genişliği esnekliği sağlayan basit bir slayt yapımcısı bir platformdan (pipet uçları tutucu veya tezgah), iki mikroskop kaydırağı ve pad-Width ayar mekanizması (Şekil 1a) olarak hareket eden laboratuar bandı içerir. Tam ped kalınlığı görüntüleme süresi gereksinimleri, agaroz marka, sıcaklık, lamel magazini sızdırmazlık maddesi, buharlaşma oranı, vb bağlıdır. Böylece, teknik yeniden üretilebilirliği artırmak ve canlı hücre görüntüleme1,2,3kalitesini artırmak için veri edinme önce görüntüleme sistemi kalibre etmek önemlidir. Uzun süreli görüntü edinme sırasında Pad yüzeyi, rijitlik ve kompozisyon esastır. Agarose düşük arka plan floresan vardır, kolayca kalıplanabilir, ve uygun konsantrasyon, buharlaşma nedeniyle yapısal deformasyona karşı. Dahası, agaroz ile fisyon Maya medyasını birleştirerek görüntü kalitesini tehlikeye atmaz ve birden fazla mitoz ve mayoz döngüsünün genişletilmiş gözlem sağlar. Ayrıca, zaman atlamalı microkopi için herhangi bir hava kabarcıkları önlemek önemlidir. Agaroz pedleri içinde ve numunenin içinde, hava cepleri zaman içinde genişleyerek hücre değiştirme ve odak düzlemlerini bozmaya neden olur. Sağlanan hücreler verimli lamel magazini rotasyon tarafından yaymak, araştırmacılar birkaç nesilden mitotik süreçler ve sporulation nükleer füzyon Mayoz bölünmenin olaylar takip edebilirsiniz. Görüntüleme deneyleri için doğru Pad yapma ve seçme ana zaman alır, ancak bir kez elde, son derece bilgilendirici mikroskop gözlemlere katkıda bulunabilir.
Diğer yöntemlerle olduğu gibi, canlı hücre mikroskobu da teknik sınırlamalar içermeyen bir durumdur. Floresan etiketli proteinler kullanımı incelenebilir ne kapsamını sınırlamak deneyler sınırları tanıtır. Fotoğraf ağartma ve fotoğraf-toksisite uzun süreli görüntü edinme tipik sorunlarla. Onlar çok uzun veya çok sık kısa dalga boyları için hücreleri açığa değil tarafından karşı olabilir. GFP, CFP, YFP, MRFP ve DSRed içeren deneyler için, tipik floresan proteinleri fisyon Maya canlı hücre görüntülemede kullanılan, rutin deneyler için 5-15% uyarma ışık ve 100-500 MS pozlama süresi istihdam yaygındır. Ancak bu parametreler, araştırmacının belirli deneme gereksinimlerine göre değişir. Buna ek olarak, 60x hedef kullanarak 0,5 μm aralıkla 9-13 bölümden oluşan z-yığınları, bir fisyon Maya hücresinin kalınlığını çözmek için yeterlidir. Ayrıca, floresan işaretçileri doğru düzenleme veya hedef proteinlerin işlevini bozmaz veya sahte fenotürleri oluşturmak onaylamak önemlidir. Böylece, farklı araçlarla gözlemler için aynı hedef geni farklı floresan ve benzeşme etiketleri içeren suşları oluşturmak için tavsiye edilir. Ayrıca, deneysel parametrelerin deneyler arasında çoğaltılabileceğini ve toplanan verilerin Akış Analizi1,3için uygun olduğunu sağlamak araştırmacıların sorumluluğundadır. Hiçbir teknoloji, floresan sinyallerini tespit etmek için dikkatli gözlem ve doğrusallık titiz muayene ile titizlikle doğrulama deneysel sistemlerin zaman test uygulama değiştirebilirsiniz.
Son olarak, RAW görüntüleri değiştirmez biçimlerde mikroskobik veri analiz etmek çok önemlidir. Fiji ham veri ölçümleri izlemek için mükemmel dokümantasyon araçları sağlar ve araştırmacılar tek bir oturumda farklı hücre parametrelerini incelemek için izin verir. Bu özelliklerin yanı sıra, online öğreticiler ve kapsamlı literatür kapsamı zenginliği, Fiji 'nin mitozis ve Meiosis 'teki fisyon Maya 'nın nükleer dinamiklerini tarif eden canlı hücre görüntüleme verilerini ölçmek, analiz etmek ve sunmak için önemli bir araç haline getirmek.
Yazarların ifşa etmesi gereken hiçbir şey yok.
Yazarlar bu yazının hazırlanması için daha keyifli bir çaba yapmak için Natalia La Fourcade ve Mon LaFerte teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışmanın tamamlanması için onların anlayış, deney fikirleri ve ahlaki destek katkıda Forsburg Lab üyeleri sayesinde. Bu proje NIGMS R35 GM118109 tarafından SLF tarafından destekleniyordu.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 60x Plan Apochromat objektif lens | Olympus | AMEP4694 | |
| Adenin | Sigma | A-8751 | |
| Agar | 7558B | IB4917-10 kg | |
| Agarose | Sigma | A9539-500g | |
| Dansöz döndürücü | Stovall | ABD Patenti #4.702.610 | |
| Biotin | Sigma | B-4501 | |
| Borik asit | Sigma | B-6768-5kg | |
| CaCl2 ve orta nokta; 2H < alt > 2 < / alt >0, | Sigma | C3306-500G | |
| Sitrik asit | Sigma | C-0759 | |
| Convolve 3D yazılım eklentisi | OptiNav, Inc. | n/a | |
| CoolSnap HQ CCD kamera | Roper | n/a | |
| Kapak kayması | VWR | 16004-302 | |
| CuSO4· 5H20,END | CX-2185-1 | ||
| DeltaVision evrişim dekonvolüsyon floresan mikroskobu | GE Healthcare/Applied Precision | n/a | |
| Kırınım PSF 3D yazılım eklentisi | OptiNav, Inc. | n/a | |
| Edinburgh minimal orta (EMM) Notrogen | Sunrise | 2023; 1kg | |
| FeCl2 ve orta nokta; 6H2O | END | FX9259-04 | |
| Glikoz | Sigma | G-7021 | |
| Isı plakası | Barnstead | Thermo Lyne | |
| Histidine | Sigma | H8125-100g | |
| Huygens evrişim yazılımı | SVI | yok | |
| Imaris evrişim çözme yazılımı | Bit düzlemi | yok | |
| Kuluçka | Kabuğu laboratuvarı | # 3015 | |
| Inositol | Sigma | I-5125 | |
| Yinelemeli Deconvolve 3D yazılım eklentisi | OptiNav, Inc. | ||
| KCl | Mallinckvadt | 6858-04 | |
| Lanolin | Sigma | L7387-1kg | |
| Lösin | Sigma | L8912-100g | |
| Lizin | Sigma | L5626-500g | |
| Malt özü (ME) | MP | 4103-032 | |
| MgCl < alt > 2 < / alt > ve orta nokta; 6H20 | AMRESCO | 0288-500G | |
| MetaMorph | Moleküler Cihazlar | n/a | |
| Mikroskop slaytları | VWR | 16004-422 | |
| MnSO4, | Mallinckvadt | 6192-02 | |
| Molibdik asit | Sigma | M-0878 | |
| Na2S04 | Mallinckvadt | 8024-03 | |
| Nikotinik asit, | Sigma | N-4126 | |
| Pantotenik asit | Sigma | P-5161 | |
| Parafin mumu | Fisher | s80119WX | |
| Pombe glutamat ortamı (PMG) | Sunrise | 2060-250 | |
| softWorx v3.3 görüntü işleme yazılımı | GE Healthcare | n/a | |
| Sporülasyon Orta toz | Gündoğumu | 1821-500 | |
| Sıcaklık kontrollü santrifüj | Beckman | Allwgra 6KR xentrifuge | |
| Urasil | AMRESCO | 0847-500g | |
| Vazelin | Equaline | F79658 | |
| Maya özü | EMD | 1.03753.0500 | |
| Maya özü artı takviyeleri (EVET) | Gündoğumu | 2011-1kg | |
| ZnSO4&orta nokta; 7H2O | J.T.Baker | 4382-04 |