提出了一种使用荧光标记的末端结合蛋白对 体内 动态微管进行成像的协议。我们描述了标记、图像和分析 C.elegans后脊柱(PLM)神经元中的动态微管的方法。
在神经元中,微管方向一直是识别轴突的关键评估器,轴突具有加端的微管和树突,通常具有混合方向。在这里,我们描述标记、图像和分析 C. elegans 中触摸神经元发育和再生过程中的微管动力学和生长的方法。我们使用微管尖的基因编码荧光记者,对轴状微管进行成像。使用此协议可以量化在轴切术后启动轴素再生的微管行为的局部变化。这种测定适应其他神经元和遗传背景,以研究微管动力学在各种细胞过程中的调节。
神经元有一个精心设计的结构,具有专门的隔间,如树突、细胞体、轴突和突触。神经元细胞骨骼由微管、微丝和神经丝组成,其独特的组织在结构上和功能上支持神经元隔间1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 .多年来,微管组织被确定为神经元极性和功能的关键决定因素。当神经元在发育或再生过程中进行结构改造时,微管动力学和方向决定各种神经元隔间7的身份、偏振传输、生长和发展。因此,评估体内的微管动力学和方向与神经元重塑过程相关是当务之急。
微管由α和β图布林异质体的原体组成,具有动态加端和相对稳定的负端11,12。加尖复合蛋白和相关端结合蛋白的发现,使一个平台能够评估微管组织13。端结合蛋白(EBP)与微管的生长增益端短暂关联,其关联动力学与微管蛋白14、15的生长相关。由于加尖复合物与微管的频繁关联和分离,GFP 标记的 EBP 的点传播功能在计时电影15、16中显示为”彗星”。自从在哺乳动物神经元16中率先观察以来,用荧光蛋白标记的端结合蛋白已经用于确定不同模型系统和神经元类型17、18、19、20、21、22、23的微管动力学。
由于其简单的神经系统和透明的身体 ,C.elegans 已被证明是一个优秀的模型系统,研究神经元改造期间的发展和再生 在体内。在这里,我们描述标记、图像和分析 C. elegans 中触摸神经元发育和再生过程中的微管动力学和生长的方法。使用基因编码的EBP-2:GFP,我们成像PLM神经元的微管,这使我们能够确定微管的极性在这个神经元24的两种不同的神经质。这种方法允许观察和量化EBP彗星作为测量不同细胞环境中的微管动力学,例如,在轴切术后启动轴素再生的微管行为的局部变化可以使用我们的协议进行评估。此检测可以适应不同细胞类型和遗传背景中不同细胞过程中微管动力学的调控。
多年来,了解微管动力学一直是细胞骨骼研究领域的一个关键焦点。微管经历核化和灾难,以及一个连续的动态不稳定过程44,45,46,47。这些信息大部分是通过体外测定获得的,如自由与聚合的tubulin的光散射读数、荧光管蛋白的微管生长检测等。虽然在薄细?…
The authors have nothing to disclose.
我们感谢金一石和安德鲁·奇斯霍尔姆在研究中给予的最初支持和治疗。细菌菌株OP50由美国国家卫生研究院研究基础设施项目办公室(P40 OD010440)资助,由卡诺哈布迪炎遗传学中心(CGC)提供商业利用。我们还感谢达曼德拉·普里对实验程序的标准化。这项研究由国家大脑研究中心的核心赠款资助(由生物技术部支持, 印度政府)、DBT/Wellcome信托印度联盟早期职业补助金(赠款/E/E/18/1/504331)给S.D.,韦康信托-DBT印度联盟中期赠款(赠款#IA/I/13/1/500874)给A.G.-R,以及科学和工程研究委员会(SERB: CRG/2019/002194) 至 A.G.-R.
CZ18975 worm strain | Yishi Jin lab | CZ18975 | Generated by Anindya Ghosh-Roy |
Agarose | Sigma | A9539 | Mounting worms |
Coverslip (18 mm x 18 mm) | Zeiss | 474030-9010-000 | Mounting worms |
Dry bath with heating block | Neolab | Mounting worms | |
Glass slides (35 mm x 25 mm) | Blue Star | Mounting worms | |
Polystyrene bead solution (4.55 x 10^13 particles/ml in aqueous medium with minimal surfactant) | Polysciences Inc. | 00876 | Mounting worms |
Test tubes | Mounting worms | ||
OP50 bacterial strain | Caenorhabditis Genetics Center (CGC) | OP50 | Worm handling |
60mm petri plates | Praveen Scientific | 20440 | Worm handling |
Aspirator/Capillary | VWR | 53432-921 | Worm handling |
Incubator | Panasonic | MIR554E | Worm handling |
Platinum wire | Worm handling | ||
Stereomicroscope with fluorescence attachment | Leica | M165FC | Worm handling |
0.3% Sodium Chloride | Sigma | 71376 | Nematode Growth Medium |
0.25% Peptone | T M Media | 1506 | Nematode Growth Medium |
10mg/mL Cholesterol | Sigma | C8667 | Nematode Growth Medium |
1mM Calcium chloride dihydrate | Sigma | 223506 | Nematode Growth Medium |
1mM Magnesium sulphate heptahydrate | Sigma | M2773 | Nematode Growth Medium |
2% Agar | T M Media | 1202 | Nematode Growth Medium |
25mM Monobasic Potassium dihydrogen phosphate | Sigma | P9791 | Nematode Growth Medium |
0.1M Monobasic Potassium dihydrogen phosphate | Sigma | P9791 | 1X M9 buffer |
0.04M Sodium chloride | Sigma | 71376 | 1X M9 buffer |
0.1M Ammonium chloride | Fisher Scientific | 21405 | 1X M9 buffer |
0.2M Dibasic Disodium hydrogen phosphate heptahydrate | Sigma | S9390 | 1X M9 buffer |
Glass bottles | Borosil | Buffer storage | |
488 nm laser | Zeiss | Imaging | |
5X objective | Zeiss | Imaging | |
63X objective | Zeiss | Imaging | |
Camera | Photometrics | Evolve 512 Delta | Imaging |
Computer system for Spinning Disk unit | HP | Intel ® Xeon CPU E5-2623 3.00GHz | Imaging |
Epifluorescence microscope | Zeiss | Observer.Z1 | Imaging |
Halogen lamp | Zeiss | Imaging | |
Mercury Arc Lamp | Zeiss | Imaging | |
Spinning Disk Unit | Yokogawa | CSU-X1 | Imaging |
ZEN2 software | Zeiss | Imaging | |
Image J (Fiji Version) | Image analysis and processing | ||
Adobe Creative Cloud | Adobe | Image analysis and processing | |
Computer system for Image Analysis | Dell | Intel ® Core ™ i7-9700 CPU 3.00GHz | Image processing/Representation |