어떻게 마이크로 및 photomanipulation 기술이 FRAP photoactivation 활성화 운동 매개 변수 결정 및 마이그레이션 내 단백질의 spatiotemporal 역학 셀 설명 합니다. 실험 정보 subcellular 역학과 운동 성 레 귤 레이 터 또는 기본 말라 골격의 회전율을 포함합니다.
단백질의 spatiotemporal 역학 조사 하는 것은 다양 한 문맥에서 그들의 기능적인 중요성을 밝힐 수 있다. 이 문서에서 그것은 photobleaching (FRAP) 및 photoactivation 기술을 후 논의 어떻게 형광 복구 단백질 subcellular 위치에의 spatiotemporal 역학 공부를 사용할 수 있습니다. 우리는 또한 이러한 기술을 간단한 결정 걸 cytoskeletal 레 귤 레이 션 및 세포 운동에 연결 하는 다양 한 매개 변수를 사용 하는 방법을 보여줍니다. 또한, 세포의 microinjection 또한 설명 (잠재적으로 앞 또는 상기 photomanipulation 기술을 보완) 대체 치료로 셀에 translocated 단백질의 트리거 즉각적인 효과를 형태와 기능 Micromanipulation 단백질 주입 또는 원형질 막 투과 약물 또는 cytoskeletal 억제제의 로컬 응용 프로그램과 같은 단일 세포 및 subcellular 세포 행동에 주어진된 치료의 즉각적인 결과 기록 하는 강력한 도구 역할을 할 수 있습니다. 수준입니다. 이것은 궁 행 여기 lamellipodial 셀 가장자리 돌출의 즉시 유도 의해 재조합 Rac1 단백질의 주입에 의해 4 분의 1 세기 전에 설립. 또한, 향상 된 녹색 형광 단백질 (EGFP)의 매출을 결정 하기 위한 프로토콜 제공-VASP는 걸 필 라 멘 트 중 합 효소 두드러지게 B16-f 1 셀의 lamellipodial 끝 축적 FRAP 고용 하 고 포함 하 여 관련 데이터 분석 및 커브 피팅입니다. 우리 또한 EGFP 태그 β-걸 표현 하는 세포에 의해 exemplified lamellipodial 말라 네트워크 중 합 속도 추정 하는 것에 대 한 지침을 제시. 마지막으로, 지시 급속 한 필 라 멘 트, lamellipodia, 돌기의 끝에와 같은 사용 하 여 어셈블리 photoactivation의 사이트에서 말라 설립 뒤 셀 세포질 내에서 말라 단위체 이동성의 비율을 조사 하는 방법에 대 한 주어 집니다. 접근 한다. 이러한 프로토콜의 구성 요소 또는 말라 골격의 레 귤 레이 터에 제한 하지만 유사한 패션 spatiotemporal 역학 및 다양 한 다른 subcellular 구조 또는 기능적 단백질의 기능에 찾아보기 쉽게 확장 될 수 있습니다. 컨텍스트입니다.
단백질 및 살아있는 세포에서 다른 분자의 spatiotemporal 역학 모니터링 세포와 분자 생물학의 여러 분야에서 필수적인 도구가 되고있다. 고급 형광 현미경 검사 법 기술로 형광 공명 에너지 전달 (무서 워) 무서 워-형광 일생 (FLIM 무서 워), 이미징 또는 FRAP, photobleaching (플립)과 photoactivation 형광 손실 뿐만 아니라 많은 다른 사람 허용 시간적 및 공간적 확산의 속도 론 및 지역화 셀1,2에 있는 다른 단백질의 결정 뿐 아니라 단백질-단백질 상호 작용, 구조적 변화의 추적. FRAP 및 photoactivation 기술을, 특히 말라 골격 및 세포 이동의 레 귤 레이 터를 조사 하기 위한 널리 적용 됩니다. 이 기술은 또는 microinjection3, 같은 추가 micromanipulation 기술로 적용 될 수 있다 고 붙일 표시 된 단백질의 표현을 포함. 그들은 걸 부자 구조 단백질 협회의 활동의 추정 filopodia 또는 lamellipodia, 초점 접착4, 단백질의 회전율 등 셀 마이그레이션에 관련 된 또는 말라 네트워크5분기 있습니다. 그들은 또한 lamellipodial 걸 중 합 속도, 결정 단위체 말라 cytosol, subcellular 말라 단위체 전 polymerizing에서 튀어나온 걸 필 라 멘 트에의 속도 내에서 분산의 평가 가능 하 게 lamellipodia6, 그리고 다른 매개 변수입니다.
FRAP 시각화 및 원래 악 셀7에 의해 1970 년대에 개발 된 살아있는 세포 내에서 단백질의 이동성을 측정 하는 방법 이다. 붙일 표시 된 단백질으로 채워진 셀, 내 관심 (ROI) 영역 정도 높은 강도, 시간의 짧은 시간 동안이 지역에 존재 fluorophore 분자의 표백을 충분 한 레이저에 노출 됩니다. 표백, 붙일 표백, 하는 동안 투자 수익 밖에 있는 단백질 분류 확산 되며 시간이 지남에 photobleached 분자의 변위를 일으키는 그들의 spatiotemporal 역학에 따라 표백된 지역에 침투. 형광 표백된 지역에 복구 속도가 주어진된 분자의 확산의 속도 및 크기를 포함 하 여 다양 한 요인에 따라 달라 고 내는 상 상속의 회전율이 표백된 구조를 연결 하는 코스. 따라서, 수용 성 단백질 단백질 초점 유착 등 구조와 밀접 하 게 관련 된 동안 보급을 통해 급속 하 게 표백된 ROI 내에서 형광의 복구 중재할 것 이다, 그들의 형광 복구 것입니다 회전율 시간이 더 오래 있을 것 이다 모두 구조 관련 분수의 단백질과 분리 협회 활동의 녹는 분수의 보급에 따라 달라 집니다. 형광 복구는 일반적으로 취득 하 고 계량 형광의 사전 표 백제 농도의 초기 수준에 도달할 때까지. 그러나,이 경우 초기 형광 강도의 일부 확산에 의해 보충 될 수 있는 소위 움직이지 분수에 속한다 또는 모바일을 구성 하는 분자의 대부분에 비해 매우 느린 속도로 보충은 발생 하지 않습니다. 분수입니다. 단백질 회전율의 비율을 확인 하려면 FRAP 곡선 시간이 지남에 형광 복구의 범위를 나타내는 생성 됩니다. 이러한 복구 곡선에서 단백질 복구의 평균 반 시간을 계산할 수 있습니다. 생성 함으로써 평균 FRAP 데이터 및 따라서 수학적 분석의 곡선에 맞는, 그것은 또한 모바일 분수의 평균 이직 률 구성 분자의 한 균질 인구의 합성 또는 그것은으로 구성으로 추정할 수 차동 속도에서 선회 하는 분자의 두 개 이상의 모집단 양적 접근에 의해 단백질 이직 률을 추정, 뿐만 아니라 lamellipodia에 photobleached 지역의 복구를 추적 허용할 수 있다 또한 역행 흐름, 돌출, lamellipodial 운동 성 매개의 정확한 정량화 그리고 말라 중 합 속도입니다. 따라서, FRAP 살아있는 세포의 구조 내에서 다양 한 매개 변수를 평가 하기 위한 적용 되는 다양 한 도구를 구성 합니다.
Photoactivation는 단백질 또는 지정 된 세포 위치에서 발생 하는 분자의 확산을 추적 하는 데 사용 되는 방법입니다. 기술을 사용 하 여, 예를 들어, 야생-타입 녹색 형광 단백질 (GFP), 패터 슨, 리 핀 코트 요 슈워츠8, 그것의 형광에 노출 시 매우 증가 될 수 있는 방식에 돌연변이 의해 처음에 개발의 변종 자외선 (UV) (약 400 nm; 여기, 405 nm). 패터 슨 외에 의해 설명된대로., 중립 페 놀 및 생산 약 397에 주요 흡 광도 피크 음이온 phenolates의 혼합된 인구로 서 존재 하는 야생-타입 GFP chromophores nm와 475에 사소한 한 nm, 각각. 자외선과 단백질의 조사, 시는 인구 photoconversion, 음이온 양식으로 변화를 겪 습. 488 흥분 때 nm, photoconverted/photoactivated 단백질 형광, 활성화 사이 구별 및 비-활성화 GFP 높은 본질적인 배경 형광 때문에 연습 부족에 3 증가 전시. 그러나, 배경 강도 감소 GFP 시퀀스 (히스티딘 대체 위치 203)에 단일 아미노산 돌연변이 도입 하 여 달성 되었습니다. Photoactivatable-GFP (PA-GFP)는 자외선과 방사선 조사 시 이후에 488 nm 빛에 의해 흥분 하는 때 거의 약 증가 작은 피크의 흡 광도 있는 뜻깊은 감소 특징 이다로 알려져는 결과 T203H 돌연변이 체 따라서, PA GFP 태그 단백질의 overexpression 유포의 결정 및 분자의 운동 성 세포 내에서 허용 하는 널리 사용 되 접근 이다. 우리는 이전 적용 PA GFP 태그 말라 말라 단위체 cytosolic 영역에서의 분산의 비율을 결정 하는 돌기에 cytosol, 뿐만 아니라 그들의 설립 속도 내에서 그들의 이동성의 뿐만 아니라 탐사를 허용 lamellipodial 걸 네트워크6. 최근 문학 소설, 사진-컨버터블 단백질 원리에서 사용 될 수 있는 유사한 방식, 설명 합니다 하지만 사진 변환 하기 전에 이미 볼 수 있도록 잠재적인 이점을 은닉. 형광 단백질의이 그룹에 대 한 예로 Dendra2 및 mEos29,10,,1112.
이 문서에서는, 우리는 단백질 microinjecting 셀 방법론 설명. 우리 더 어떻게이 기술은 결합 될 수 있다 FRAP, 말라 골격 규제 및된 운동 성, photobleaching 단백질에 의해 어떻게 FRAP 곡선 및 하프 타임 모바일 분수의 복구의 파생 될 수 있습니다 설명 합니다. 또한, 우리는 FRAP 기술을 사용 하 여 lamellipodial 네트워크의 걸 중 합 속도 결정 하는 방법을 예를 제공 합니다. 우리는 또한 지침 및 단위체 말라의 cytosolic 이동성 및 lamellipodia로 말라 설립의 결정 하는 데 사용할 수 있습니다 photoactivation 실험을 수행 하는 방법에 대 한 도움말을 제공 합니다. 이러한 기술은 물론, 하지 않습니다만 제한 걸 골격 구성 요소를 추적 하지만 잠재적으로 필요한 적당 한 적응 또는 최적화, 널리 적용할 수 다른 세포 유형 또는 다른 단백질, 구조, 조사 하 고 매개 변수입니다.
여기 우리는 어떻게 그들이 다른 실험 조건에서 응용 프로그램에 대 한 최적화할 수 있습니다이 문서에 설명 된 기술에 중요 한 단계를 논의.
Microinjection 셀에 외 인 단백질, 억제제, 또는 약물 소개에서 인스턴트 효과 모니터링에 적용 될 수 있는 방법입니다. 그것은 특히 어려운에 단백질의 기능을 결정 하기 위한 유리한 수 transfect 세포 종류를 또는 장기 식 하지 원하는 상황에서. 그것은 특정 종류의 세포 생존에 씨를 뿌리고 기질에 따라 주목 해야 합니다. 가장 내 피, 상피, 또는 섬유 모양의 세포 유형, 심지어 작은 것 들 같은 생선 keratocytes (참조 댕 외. 21 고 앤더슨과 크로스22) 성공적으로 주입 될 수 있습니다. 그러나, 세포 이동의 우수한 모델 시스템을 구성 하지만 알 수 없는 이유로이 유형의 하 층에 주사와 호환 되지 않는 B16-F1 셀 laminin에 시드 같은 예외가 있다. NIH3T3 fibroblast 세포, 우리가 일상적으로 수행 주사 fibronectin 층, 및 추가적인 photomanipulation 기술은 졸라 (photoactivation도, 여기 B16-F1 셀에 대 한 표시) 등이 섬유 아이 세포 (참조에서에서 동일 하 게 수행할 수 있습니다. 예를 들어, Köstler 외. 3). 그것은 또한 고려 되어야 한다 그들의 기능 특성 및 실험 목표에 따라 다른 단백질 다른 양의 변경, 시간을 초에서 변화 하는 시간을 걸릴 수 있습니다. 기법의 장점은 외 인 에이전트의 복용량/농도 플라스 미드 transfection를 사용할 때 보다 예를 들어, 단일 셀 수준에서 더 정확 하 게 제어할 수는 이다. 또한, 단백질의 형광 태그 아니다 붙일 태그가 다른 단백질의 동시 다중 채널 시각화가 필요한 경우 유연성을 증가 시킬 수 있는 셀의 존재를 보장 하는 필요. Microinjection 셀 형태학 또는 (예를 들어, 당 외 골격의 동적 변화에 특정 단백질 또는 단백질 혼합물의 인스턴트 효과 분석 하는 데 특히 유용할 수 있습니다. 21 Arp2/3 복합물 억제제 Arpin에 의해 마이그레이션에 인스턴트 효과의 예). 기술의 단점은 세포 손상 또는 세포 형태에 영향을 미칠 수 있는 그것의 침해입니다. 따라서, microinjections를 수행할 때 중요 한 고려 사항은 세포 생존 능력을 모니터링입니다. 여기 소개 하는 방법은 수동 조작에 의존 합니다. Fibronectin 층에 성장 하는 섬유 아 세포 등 성공적인 주사와 호환 되는지 테스트 하는 조건에서 여기에 설명 된 수동 주입 프로토콜을 사용 하는 근처 100% 성공률; 3이전 게시 비디오 현미경 또는 FRAP를 포함 하 여 정교 하 고 시간이 걸리는 후속 실험으로이 접근을 결합할 때이 필수적입니다. 이 때때로 그를 제외 하지 않습니다, 그리고 개별 셀의 핵 및 세포질, 세포 가장자리 철회 뒤 대비의 갑작스러운 변화에 의해 안전 하 게 인식 될 수 있다 microinjection 이벤트에서 저하 될 수 있습니다. 이러한 드문 경우에 실험은 제외 하 고 따라서 추가 분석에 대 한 간주 되지 않습니다.
그러나, 반 자동 접근은 또한 일반적으로 사용, 예를 들어 빠른 채용 (< 300 ms) 컴퓨터 제어 바늘 낮추는 사출 압력 증가, 일치는 바늘만 각각 이전 각 셀 위에 위치 해야 사출입니다. 반-자동 주사의 성공률은 정의상 단순히 위에서 설명한 수동 방식 보다 낮은 속도 위해 최적화 때문에 뒤에;이 치료를 성공적으로 살아남은 여러 셀의 분석 따라서 개별 셀의 성공적인 주입에 의존 하지 않습니다. 따라서, 단일 세포 분석, 반대 반 자동 주사는 더 나은 적합 몇 백 셀, 예를 들어, 비디오 현미경 낮은 확대율에서 또는 셀 고정 및 얼룩에 의해 주입 효과 분석 합니다. 고용 하는 상세한 접근 방식에 관계 없이 microinjection 분석 결과, 끝점을 구성 하지 않습니다 하지만 다양 한 기법, FRAP 또는 photoactivation3를 포함 하 여 결합 될 수 있다.
현미경 이미징 및 설치 조건에 따라 레이저의 강도, 낙관 한다 FRAP에 의해 단백질 이직 률을 결정할 때 (확대, 목표, 등, 셀 형식, 구조, 및을 위한 형광 단백질 photobleaching)입니다. Note는 최적의 레이저 전력 효율적인 표백와 결합 가능한 최소 photodamage 수축 방지 또는 분석 (예: lamellipodia 또는 filopodia) 또는 세포 수준에서도 피해 구조 철회 완료. 이상적으로, 표백 효율의 70-80% 이상 달성 되어야, 비록 완전 한 표백 있는 경우, 50% 이상의 아무것도 또한 받아들일만 할 수는 단백질의 매우 빠른 회전율에 의해 방해 받을 수 있습니다. 주어진된 구조와 형광 염료에 대 한 최적의 표백 전원 실험적으로 시험 되어야 한다, 그것의 점진적 증가 다음 낮은 레이저 전원에서 시작. 물론, 모든 형광 염료 수 정의 표백 흥분의 절정에 가까운 빛 레이저 (488 nm FITC 또는 EGFP 같은 자주 사용된 녹색 염료에 대 한). 그러나, 근처 UV 레이저와 같은 더 짧은 파장을 가진 레이저 높은 힘을 전달 하 고 따라서 또한 사용할 수 있습니다 일반적으로 사용 되는 염료의 효율적인 표백. 우리가 일상적으로 사용 하는 405 nm 다이오드 레이저 (120 mW)와 후자 (데이터 표시 되지 않음)의 경우 약간 낮은 효율 EGFP와 (예: mCherry), 빨간색 형광 염료의 탈색. 로 405 nm 다이오드 PA-GFP (아래 참조)의 photoactivation도 사용할 수 있습니다, 그것은 최대한 유연성이 시스템을 endows.
B16-F1 셀 구조와 형광 단백질 photobleached 여기에 대 한 65-100 사이 405 nm 레이저 힘은 적용 되었다. 분석할 때 photobleached 지역, 그것은 보존 여부 주어진된 구조는 그것의 원래 모양에서 분석을 통해 기간을 고려 하는 것이 중요. 예를 들어, lamellipodia 끝 단백질의 매출을 분석할 때 주의 해야 lamellipodia의 곡률 크게 시간이 지남에 변경 여부로 곡률에 변화 지역/컨투어 분석 하지 않으면 부정확 한 결과으로 이어질 수도 있습니다. 완전히 각 측정 프레임에서 구조 전체를 포함 합니다. 또한, lamellipodia, microspikes, 등에 포함 된 번들 형광 강도 편차를 발생할 수 있습니다 주목 해야한다. 그림 2b (9 s 시간 프레임에 흰색 화살표)에서 볼 수 있듯이 microspike 같은 구조 측정된 photobleached 지역 옆에 위치 하 고 있습니다 하지만 외부 측정의 기간에 걸쳐 있고 따라서 모든 발생 하지 않습니다. 부정확입니다. 단백질 회전율의 분석, 지역 분석의 위치와 크기를 선택할 때 중요 한 고려는 시간이 지남에 그들의 형광 해야 하지 수 크게 영향을 변화 세포 형태학 또는 요인에 의해 다른 하드을 피하기 위해 수집 photobleaching입니다. 예를 들어, 구조 분석된 구조에 상당한 양적 기여를 제공 이동 해서는 안됩니다 측정 지역의 분석; 중 또한, 나노미터 구조 단백질을 유치 하는 등 관련 없는, 형광 엔터티 분석 중 관심 분야를 입력 하지 해야 합니다. Lamellipodial 걸 중 합 속도 결정 한다 주의 없음 제거 또는 구겨지지 (즉, 위쪽으로 접는) lamellipodia는 분석으로이 강하게 결과의 정확도 영향을 미칠 것입니다. 또한, lamellipodial 말라 합의 과대평가로 이어지는 잠재적으로 lamellipodial 지역 철회 급속 한 후방 전으로 나타날 수 있습니다. 추가 고려는 세포내 정규화 영역 (인수 photobleaching의 교정에 대 한 참조 위치로 촬영 한 것)의 거리에서 photobleaching의 실제 위치는 충분히 커야 한다 피하기 위해 직접 photobleached 영역에 의해 영향을.
PA GFP 태그 구문 photoactivation에 대 한 최적의 조건을 설정할 때, photoactivation 동안 인스턴트 표백 방지 하기 배려를 취해야 한다. 우리의 작업에서 최상의 결과 얻으려면 레이저 힘으로 가져온 EGFP의 표백에 대 한 일반적으로 고용 보다 5-10 배 낮은. Photoactivated 분자의 이미지 수집에 대 한 노출 시간 프레임 사이의 시간 간격 해야 지역 및 photoactivated 될 구조물의 크기를 고려 하 여 최적화와 photoactivated의 잠재적인 이동성 뿐만 아니라 분석 다른 subcellular 위치에 단백질입니다. 형광 이미징의 모든 유형에 서 세포 생존 능력의 유지 보수 순수 관련 결과 얻기 위해 결정적 이다.
원칙적으로, mEos 등 Dronpa 변종12 형광 단백질의 그린-레드 photoconversion 다음 역학의 동등 하 게 강력한 방법 및 subcellular 구조는 lamellipodium 등의 매출 구성 ( 예를 들어, 참조 Burnette 외. 23). PA-GFP 반대로 후자의 방법의 장점은 공동 추가 빨간색 형광 단백질을 표현 하는 필요 없이 두 가지 색상으로 변환 전후 단백질 역동성을 따라 가능성 것입니다. 그러나, 우리의 예비 실험에 대비 변경의 범위와 형광 신호 PA GFP의 photoactivation에 따라 달성의 강도 photoconverted 프로브에 비해 더 큰 아마도 레드와 그린의 우수한 스펙트럼 기능 형광 조사 (데이터 표시 되지 않음) 합니다. 어떤 경우에, lamellipodia 또는 Vaccinia 바이러스 유도 말라 꼬리 같은 셀 가장자리 돌출 말라 필 라 멘 트 매출에 대 한 상세한 연구 지금까지 출판 되었습니다 PA GFP 파생 상품5,,624를 사용 하 여.
Photoactivation에 따라 분석 하는 셀 영역을 고려할 때 여러 가지 요인 취해야 한다 계정에는 (활성화는 cytosol에 따라 셀 가장자리에 말라 단위체의 설립), 여기에 표시 된 특정 한 예를 사용 하 여 설명 하지만 다양 한 유사 과학적인 문제를 확실히 추정 될 수 있습니다. 첫째 때 측정 cytosolically photoactivated 단백질의, 예를 들어, lamellipodial 설립의 고유 실험 조건에서 (같이 Dimchev 그 외 여러분 6) 크기의 cytosolic 영역 및 lamellipodial 가장자리에 그들의 거리 실험 그룹 사이 비교 해야 합니다. 그것은 또한 photoactivating cytosolic 영역, 셀 두께 크면 위치 가까이에 핵을 고려 하는 것이 중요입니다. 두꺼운 세포 지역 활성화 활성화 될 단백질의 분포 homogenously는 cytosol에서 배포 되는 활성화 된 단백질의 더 높은 양을 발생할 수 있습니다. 마지막으로, 활성화 될 단백질의 표정 수준을 확실히 수 높은 변수 개별 셀에. 이러한 모든 고려의 다양성으로 인해 특정 지역에서 활성화 시 얻은 총 형광을 기준으로 셀에 다른 cytosolically 활성화 단백질의 통합 수준을 비교 결정적 이다.
우리는 설명 어떻게 microinjection 세포 형태학에 단백질의 효과 조사 도구로 사용할 수 있다 exemplified이 보여주는 NIH3T3 fibroblast 세포와 microinjected에서 lamellipodial의 강력한 유도 작은 GTPase Rac1. 우리 이전 셀 흉터/웨이브3의 C-터미널 WCA 도메인 microinjected Arp2/3 기능 방해에이 기술을 적용 했습니다. FRAP 또는 photoactivation 같은 다른 분석 실험에 의해 microinjected 세포에 다양 한 매개 변수를 분석할 수 있습니다. 우리는 어떻게 FRAP 및 photoactivation 조사 subcellular 역학과 말라 단위체의 이동성에 대 한 사용할 수 있습니다 설명 했습니다. FRAP 우리의 그룹에 의해 사용 되었습니다 이전5 VASP, Abi, cortactin, cofilin, lamellipodia를 지역화 하 고 상한 단백질, 단백질 또는 elucidating 존재에 초점 접착에서 부품의 매출에 대 한 매출을 조사 하 그리고 Rac의 부재 신호4. 또한, photobleaching EGFP 태그 β-말라5에 의해 달성 될 수 있다 걸 중 합 속도 측정 하지만 존재 하는 다른 방법. 라이브 셀 이미징 호환 프로브 셀룰러 걸 필 라 멘 트, Lifeact25, 같은 라벨 보는 형광 이질성을 추적 고용된6,26일 수도 있습니다. 여기 장점은 β-말라의 overexpression 피할 수 있다, 셀 가장자리 돌출 및 마이그레이션, 증가 수 그리고 이렇게 잠재적으로 방해 실험 질문 또는 특정 분석 결과 (참조 예를 들어, 케이지 외. 26. Peckham 외. 그러나 27). Lifeact 프로브의 뚜렷한 단점 있도록 프로브 매출에만 정보를 제공 하는 셀에 Lifeact 이라고 표시 된 걸 필 라 멘 트 구조의 표백/걸 필 라 멘 트에 바인딩의 활동 그것의 급속 한을 구성 하는, 하지만 하지 말라 필 라 멘 트, 있는 그것은 바인딩25의 회전율. 형광 이질성의 추적 고용 이전6,26 실용적인 타협에서는, 많은 유사한 형광 speckles의 널리 사용 되는 추적에 통합 filamentous cytoskeletal 구조 ( 예: 연어와 워터 맨28참조), 하지만 사용 하는 만큼 정직 하 고 F-말라 EGFP 태그 구조의 FRAP 처럼 정확 하지 않을 수 있습니다. Photoactivation으로 돌기 하는 그것의 이동성 cytosol, 실험적으로 조정된 cytosolic F 걸 레벨6의 맥락에서 전체로 서 lamellipodia, 단위체 말라 설립의 속도 추정을 위한 회사에 의해 적용 되었습니다. 기술은 cytosolic 영역 등 비교적 큰 지역에서 파생 된 이동성 및 단백질의 분포를 검사 하는 경우 유용 합니다. 그러나, 상대적으로 작은 photoactivated 구조;에서 파생 된 단백질의 분포 조사 예를 들어, 성장 콘 형광 분자 활성화의 낮은 숫자, 약한 신호를과 따라서 감도의 부족 될 수 있습니다. Photoactivation 또는 photoconversion 형광 (위 참조)의 잠재적인 대체 기술을 역 투자 수익, 형광 분자에서의 이동성을 추적 하 여 다음을 제외 하 고 전체 셀 photobleaching에 의존 FRAP 포함 될 수 있습니다. 이 지역. 기술은은 단백질의 photoactivatable 버전 overexpressing 필요 하지 않습니다 하지만 항상 잠재적으로 photodamage 등 원치 않는 부작용을 일으키는 레이저 힘의 비정상적으로 높은 복용량에 노출 포함 됩니다.
명확 하 게, photoactivation 및 FRAP 단백질 단위체, 이합체, 또는 심지어 작은 올리고, 이동 하는 그들은 추가 바인딩 파트너와 함께에서 이동 여부 및 구별할 수 없습니다. 형광 상관 분광학 기법29 또는에서 또는, FLIM 무서 워30대신 그런 종류의 정보를 얻을 수 있습니다. 그럼에도 불구 하 고, FRAP photoactivation 직접 관심, subcellular 위치, 또는 세포 유형 공부의 단백질에 관계 없이 셀에 지역 및 글로벌 단백질 역동성을 평가 하기 위해 간단한 접근 구성.
The authors have nothing to disclose.
우리는 감사 독일 연구 재단 (DFG)에 재정 지원 (Nr. RO2414/5-1 선급을 부여).
B16-F1 mouse skin melanoma cells | American Type Culture Collection, Manassas, VA | CRL-6323 | |
NIH-3T3 cells | American Type Culture Collection, Manassas, VA | CRL-1658 | |
DMEM 4.5g/L glucose | Life Technologies, Thermno Fisher Scientific, Germany | 41965-039 | |
Ham’s F-12 medium | Sigma-Aldrich | N8641 | |
Fetal calf serum (FCS) | PAA Laboratories, Linz, Austria | A15-102 | |
Fetal bovine serum (FBS) | Sigma-Aldrich, Germany | F7524 | Lot054M3396 |
MEM Non essential amino acids | Gibco, ThermoFisher Scientific, Germany | 11140035 | |
L-Glumatine 200mM (100x) | Life Technolgies | 25030-024 | |
Pen-Strep 5000 U/mL | Life technologies | 15070063 | |
Sodium Pyruvate (100 mM) | Gibco, ThermoFisher Scientific, Germany | 11360-039 | |
Laminin | Sigma-Aldrich | L-2020 | |
Laminin coating buffer | Self-made: 50mM Tris ph7.4, 150mM NaCl | ||
Fibronectin from human plasma | Roche Diagnostics, Mannheim, Germany | 11 051 407 001 | |
Jetpei | Polyplus Transfection, Illkirch, France | 101-10N | |
JetPei buffer | Polyplus Transfection, Illkirch, France | 702-50 | 150mM NaCl |
PA-GFP-actin plasmid DNA | described in Koestler et al.2008 | ||
pEGFP-actin plasmid DNA | Clontech, Mountain View, CA, USA | ||
Rac1 protein for microinjection | Purified as GST-tagged version, and cleaved from GST prior to injection | ||
Microinjection buffer | Self-made: 100mM NaCl, 50mM Tris-HCl ph7.5, 5mM MgCl2, 1mM DTT | ||
Dextran, Texas Red, 70,000 MW, Lysine Fixable | Molecular Probes, Thermno Fisher Scientific, Germany | D1864 | |
Microscope circular cover glasses 15mm, No.1 | Karl Hecht, Aisstent, Sondheim, Germany | 1001/15 | |
Eppendorf Femtotips Microloader Tips | Eppendorf, Hamburg, Germany | 5242 956 003 | |
Eppendorf Femtotip Microinjection Capillary Tips | Eppendorf, Hamburg, Germany | 930000035 | |
Silicone Grease | ACC Silicones, Bridgewater, England | SGM494 | |
Aluminium Open Diamond Bath Imaging Chamber | Warner instruments | RC-26 | |
Automatic temperature controller | Warner Instruments | TC-324B | |
Microscope: Axio Observer | Carl Zeiss, Jena, Germany | ||
CoolSnap-HQ2 camera | Photometrics, Tucson, AZ | ||
Lambda DG4 light source | Sutter Instrucment, Novato, CA | ||
Laser source | Visitron Systems | ||
Eppendorf FemtoJet microinjector | Eppendorf, Hamburg, Germany | With built-in compressor for pressure supply | |
Nikon Narishige Micromanipulator system | Nikon Instruments, Japan | ||
Visiview software v2.1.4 | Visitron Systems, Puchheim, Germany | ||
Metamorph software v7.8.10 | Molecular Devices, Sunnyvale, CA | ||
Sigma Plot v.12 | Systat Software Inc. |