Summary

단백질 수준 및 개발 표준화 양적 부 럽을 사용 하 여 전체 조직에 걸쳐 강력한 비교

Published: April 09, 2019
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Summary

이 방법은 단백질 레벨과 다른 조직에서 표준화 된 양적 서쪽 더 럽 히 접근을 사용 하 여 다른 발달 timepoints에서의 비교에 대 한 강력 하 고 재현 가능한 방식을 설명 합니다.

Abstract

서 부 럽 감지 하 고 단백질 식 계량 일반적으로 사용 되는 기술입니다. 년 동안,이 기술은 기초 및 임상 연구에 많은 발전을 주도하 고 있다. 그러나, 많은 유사한 실험 기법, 것과 같이 서쪽 오 점 분석의 결과 쉽게 영향을 설계 및 실험의 실행에서 만든 선택. 그러나 특정 가사 단백질 단백질 수준을 정량화에 대 한 정상화 하는 데 사용 되었습니다 전통적으로,, 이러한 제한 수 있고 따라서 점점 더 지난 몇 년 동안 강평 되었다. 여기, 우리는 우리가 다른 조직, (를 포함 하 여 질병 모델), 마우스 모델 및 발달 timepoints 단백질 표정 변화의 복잡 한 비교를 수행 하기 위해 수 있도록 개발 하는 상세한 프로토콜을 설명 합니다. 형광 총 단백질 얼룩을 사용 하 고 내부 로드 표준의 사용을 도입, 가능 하다 실험에서 비교 될 수 있는 고 단백질 수준에 걸쳐 체계적으로 비교 샘플 수에 기존의 한계를 극복 하는 다양 한 실험 조건입니다. 이 방법은 전통적인 서쪽 오 점 기법, 수 있도록 더 나은 다른 조직 및 샘플 단백질 식이 탐구 하는 연구자의 사용을 확장 합니다.

Introduction

서 부 럽 일반적으로 감지 단백질 표정, 조직 homogenates 또는 추출 물 등을 계량 하는 데 사용 되는 기술입니다. 년 동안,이 기술을 주도하 고 있다 기본 및 임상 연구에 많은 발전을 그것은 사용할 수 있는 진단 도구로 질병1,2의 존재를 확인 하. 서 부 럽 처음에 설명 되었다 1979 니트로 시트 polyacrylamide 젤에서 단백질을 전송 후 했다 방사성으로 분류 하거나 fluorescein에 활용 된 이차 항 체를 사용 하 여 단백질을 시각화 하는 방법으로 또는 과산화 효소3. 상용 장비 및 장비 개발을 통해 서쪽 더 럽 히 방법은 점점 표준화 하 고 되었습니다 년간 단순화. 실제로, 기술은 다양 한 배경과 경험의 수준의 과학자 들에 의해 쉽게 수행 이제 됩니다. 그러나, 많은 유사한 실험 기법, 것과 같이 서쪽 오 점 분석의 결과 쉽게 영향을 설계 및 실험의 실행에서 만든 선택. 그것은 중요 한, 그러므로, 표준화 된 서쪽 더 럽 히 메서드의 액세스 가능성 모호한 실험 계획에 대 한 필요성 및 디자인 하지 않습니다. 실험적인 고려 사항 포함, 하지만 제한, 샘플 준비 및 처리, 선택 및 단백질 검출을 위한 항 체의 유효성 검사 및 특히 소형 또는 대형의 젤 막 전송 효율 ( 140 kDa) 단백질4,,56,7,,89. 원래 샘플의 단백질 품질 후속 서쪽 오 점 분석의 결과 결정에 중요 한 역할을 한다. 단백질 샘플 및 세포, 조직, 동물 모델에서 사후 인간의 조직, 등의 다양 한에서 추출 될 수로 처리 및 처리에 일관성 재현성 결과를 얻이 필요 합니다. 예를 들어 단백질 추출에 대 한 샘플의 장기 보관이 필요한 경우 그것은, 단백질은-80 ° C에 일반적으로 안정, 추출 된 단백질 및-80 ° C에서 그대로 조직 단백질 안정성에 차이 되었다는 것을 실현 하는 것이 중요 보고 된10. 또한, 단백질 양의 재현할 수 견적을 얻으려면, 샘플의 일관 된 균질 결정적 이다. 다른 세포의 용 해 버퍼 및 균질 화 방법 (예를 들어, 수동 균질 자동된 방법에 비해)을 최적화 하는 것은 대규모 양적 실험을 시작 하기 전에 필요할 수 있습니다.

단백질 로드와 부 량 변화에 대 한 해결 하기 위해 정규화 전략 단백질 식의 강력 하 고, 양적 결과 얻기 위해 필수적입니다. 단백질 β-말라 등 내부 관리, α-tubulin, β-tubulin, 및 glyceraldehyde-3-인산 효소 (GAPDH) 전통적으로 사용 되어 왔습니다 정량화에 대 한 단백질 수준을 정상화 하. 그러나, 정량화 목적을 위해 특정 가사 단백질 정규화 점점 받아왔다 지난 몇 년 동안11,12이상. 예를 들어 가사 단백질의 표현 같은 동물4, 그리고 다양 한 질병 조건4,15 아래 조직에 걸쳐 서로 다른 발달 단계13,14를 변경할 수 있습니다. ,,1617. 따라서, 특정 가사 단백질의 사용 다른 조직, 다른 timepoints와 다양 한 실험 조건 아래에서 단백질 표정 사이 더 복잡 한 비교를 만들기의 가능성을 제한 합니다. 로드 변형 단백질에 대 한 제어를 가사 단백질 대신 총 단백질 얼룩 (TPS)를 사용 하 여 해당 레이블 이며 샘플에 존재 하는 모든 단백질을 시각화. TPS 신호 정규화 총 단백질 부하에 따라 수 보다는 특정 한 단백질의 수준 및 그러므로 TPS 신호의 정량화 해야 한다 비교 실험 조건, 샘플 형식 또는 발달 timepoint에 재현 . 총 단백질 얼룩 포함 됩니다 Ponceau S, 얼룩-무료 젤, Coomassie R-350, Sypro-루비, Epicocconone, Amydo 블랙와 Cy5 (참고 18에서 검토). 이러한 각 메서드는 특정 이점 및 제한 하 고 메서드 선택 실험 설치4,18뿐만 아니라 시간 및 사용할 수 있는 도구에 따라 달라 집니다.

내 막 로드와 부 량 변화에 대 한 수정 하는 TPS를 사용 하 여, 그것을 다른 세포 막, 대규모 단백질 표정 분석을 수행 하는 경우에 특히 사이 샘플을 비교할 필요할 수 있습니다. 그러나, 항 체 바인딩 효율성과 총 단백질 얼룩 강도 같은 요인에서 변화를 소개 추가 별도 젤에 분석 단백질 견본 및 막 사이 변화 합니다. 이 상황에서 강력한 정량화에 대 한 그것은 멤브레인 사이 가변성을 더 정규화 단계를 소개 하는 데 필요한 따라서. 이 실험에서 일정 하 게 유지는 별도로 분석 된 막의 각각에 내부 로드 표준 포함 하 여 달성 될 수 있다. 이 표준은 모든 단백질을 실험에 포함 하는 모든 세포 막에 걸쳐 사용 될 충분 한 수량에 얻어질 수 있다 lysate의 형태를 걸릴 수 있습니다. 여기, 우리 두뇌는 즉시 무 균 하 고 높은 농도에 단백질의 상당한 금액을 포함 하는 취득된 단백질 lysate lysate 쥐의 뇌 (5 일 오래 된 컨트롤 마우스에서 얻은)의 사용 합니다. 3 중에는 내부 표준 로드 정상화 하 고 직접 비교를 별도 세포 막에 샘플 수 있습니다.

여기, 우리는 우리가 다른 조직, (를 포함 하 여 질병 모델), 마우스 모델 및 발달 timepoints19단백질 식 변화의 복잡 한 비교를 수행 하기 위해 수 있도록 개발 하는 상세한 프로토콜을 설명 합니다. 결합 하 여 형광 TPS는 내부 로드 표준의 사용과, 우리 수 샘플 및 단일 실험에서 비교 될 수 있는 실험 조건에서에서 기존의 한계를 극복할 수 있었다. 이 방법은 전통적인 서쪽 오 점 기법, 수 있도록 더 나은 다른 조직 및 샘플 단백질 식이 탐구 하는 연구자의 사용을 확장 합니다.

Protocol

이 절차에 대 한 조직 내부 윤리 위원회에 딘 버 러의 대학에 의해 승인 된 기관으로 색인 및 관련 된 권위 아래 영국 홈 오피스 규정에서 동물 연구에서 가져온 개인 라이센스 프로젝트. 참고:이 프로토콜 최적화 된 표준, 상용 장비와 시 약을 사용 하 여 재현성을 증가 하기 위하여 ( 재료의 표참조). 1입니다. 샘플의 준비 단백질…

Representative Results

우리는 조직 및 시간 포인트 단백질 레벨의 비교를 용이 하 게 TPS는 내부 표준의 사용의 예제를 포함 합니다. 그림 1 은 신생아 (출생 후 5 일) (10 주 된) 성인 쥐 비교에서 얻은 조직에서 추출 하는 단백질에 서 부 럽에서 결과 보여줍니다. TPS 및 Smn immunoblot 그림 1A, C에에서 나와 있습니다. 각 레인에 사각형 상자 안에…

Discussion

적절 한 실험 설계, 제어 측정 및 통계 분석, 서쪽 더 럽 히는 단백질 식 및 생물 학적 샘플의 다양 한 범위 사이 신뢰할 수 있는 양적 견적을 사용할 수 있습니다. 우리는 현재 원고에서 설명 하는 프로토콜 형광 기반의 조합을 사용 하 여 샘플, 더 크고 복잡 한 그룹 전체 정량 분석을 수행을 더럽혀 서 사용 하고자 하는 연구자에 대 한 지침 서 역할을 목표로합니다 탐지 방법, 총 단백질 로딩 정규?…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

E.J.N.G.는 Wellcome 트러스트 (그랜트 106098/Z/14/Z)에 의해 지원 됩니다. SMA 신뢰 (SMA 영국 컨소시엄;에 의해 제공 된 다른 자금 T.H.G. & Y-T H.), SMA 유럽 (T.H.G, D.v.D.H. 및 E.J.N.G.), 정밀 의학 (T.H.G., L.L. & A.M.M.)에 딘 버 러의 대학 DTP 및 모터 신경 질병 연구 (T.H.G)에 대 한 이완 맥도날드 센터.

Materials

Fine Tipped Gel Loading Tips Alpha Laboratories GL20057SNTL
Halt Protease Inhibitor Cocktail, EDTA-free 100x 5mL ThermoFisher Scientific 78437
Handheld homogeniser  VWR Collection 431-0100
iBlot 2 Gel Transfer Device ThermoFisher Scientific IB21001
iBlot Transfer Stack, PVDF, regular size ThermoFisher Scientific IB401031
Image Studio Lite Licor N/A Free download from https://www.licor.com/bio/products/software/image_studio_lite/
IRDye 800CW secondary antibodies Licor Select appropriate secondary antibody that is specific against host of primary antibody.
Micro BCA Protein Assay Kit ThermoFisher Scientific 23235
Novex Sharp Pre-stained Protein Standard ThermoFisher Scientific LC5800
NuPAGE 4-12% Bis-Tris Protein Gels, 1.0 mm, 15-well ThermoFisher Scientific NP0323BOX
NuPAGE LDS Sample Buffer (4X) ThermoFisher Scientific NP0007
NuPAGE MOPS SDS Running Buffer (20X) ThermoFisher Scientific NP0001
Odyssey Blocking Buffer Licor 927-40000
Purified Mouse anti-SMN (survival motor neuron) monoclonal antibody BD Transduction Laboratories 610646 Is used extensively in the SMN/SMA literature and gives consistent results regardsless of lot number
REVERT Total Protein Stain, 250 mL  Licor 926-11021 
REVERT Wash Solution  Licor 926-11012 
RIPA Lysis and Extraction Buffer ThermoFisher Scientific 89900
XCell SureLock Mini-Cell ThermoFisher Scientific EI0001

Referencias

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Huang, Y., van der Hoorn, D., Ledahawsky, L. M., Motyl, A. A. L., Jordan, C. Y., Gillingwater, T. H., Groen, E. J. N. Robust Comparison of Protein Levels Across Tissues and Throughout Development Using Standardized Quantitative Western Blotting. J. Vis. Exp. (146), e59438, doi:10.3791/59438 (2019).

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