KSHV 감염 세포에서 특정 유전자 제품의 시투 혼성화 (FISH) 및 면역 형광 (IF)의 정량형 형광
Summary
우리는 현탁액 또는 부착물에서 서정적으로 감염된 인간 세포 내의 다중 헤르페스 바이러스 RNA를 시각화하기 위해 situ 혼성화 (FISH)에서 형광을 활용하는 프로토콜을 설명합니다. 이 프로토콜은 뉴클레오세포질을 생성하는 형광의 정량화를 포함하고 면역형광(IF)을 가진 숙주 및 바이러스 성 단백질의 동시 시각화를 위해 확장될 수 있다.
Abstract
기계론적 통찰력은 특정 RNA 및 단백질의 신중한 연구 및 정량화에서 옵니다. 특정 시간에 세포 를 통해 이 생체 분자의 상대적인 위치는 위치 혼성화 (FISH) 및 면역 형광 (IF)에 있는 형광으로 붙잡을 수 있습니다. lytic 헤르페스 바이러스 감염 도중, 바이러스는 우대적으로 바이러스성 유전자를 표현하기 위하여 호스트 세포를 납치하고, 생체 분자의 세포 형태 그리고 행동에 있는 변경을 일으키는 원인이 됩니다. Lytic 활동은 원자력 공장을 중심으로, 물고기와 IF로만 식별 할 수있는 바이러스 복제 구획이라고합니다. 여기에서 우리는 카포시의 육종 관련 헤르페스 바이러스 (KSHV)에 대한 RNA FISH 및 IF 기술의 적응 프로토콜을 설명합니다, 모두 부착 및 현탁액. 이 방법은 특정 안티 센스 올리고뉴클레오티드, 이중 RNA FISH, IF를 이용한 RNA FISH, 및 형광 강도의 정량적 계산의 개발을 위한 단계를 포함한다. 이 프로토콜은 여러 세포 유형, 감염되지 않은 세포, 잠복 세포, 용리 세포, 시간 과정 및 억제물로 처리된 세포에 성공적으로 적용되어 인간 숙주 및 단백질 모두에서 특정 RNA 및 단백질의 시공간 활동을 분석했습니다. KSHV.
Introduction
그들의 용리 (활성) 단계에서, 헤르페스 바이러스는 숙주 세포를 납치하여 세포 형태와 생물학적 분자의 국소화의 변화를 일으켜 비리온을 생성합니다. 작전의 기초는 이중 가닥 DNA 바이러스 게놈이 capsid1에게불린 단백질 껍질로 복제되고 포장되는 핵입니다. 시작하기 위하여, 바이러스는 그것의 자신의 단백질을 표현하고, 호스트 기계를 납치하고 비필수 호스트 유전자의 발현을 방지합니다, 프로세스는 호스트 차단 효력을 불릴. 이 활동의 대다수는 특정 4′,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI)가 없는 바이러스 성 복제 구획이라고 불리는, 호스트 및 바이러스 성 단백질,RNA 및 바이러스 DNA 2로 구성된 지역화된다. 셀은 복제 구획에 대한 공간과 자원을 제공하기 위해 정밀 검사되어 바이러스 성 캡시드의 조립을 합니다. 일단 capsid가 핵을 종료하면, 캡시드가 세포질에서 어떻게 비리온이라고도 하는 막 결합된 바이러스성 입자를 생성하기 위하여 포위되는지, 불분명합니다. 용해 단계 도중 호스트와 바이러스성 생체 분자 둘 다의 현지화 그리고 공간 교대의 이해는 복제 구획의 배열, 호스트 차단 효력, virion-egress 통로 및 그밖에 더 깊은 기계론적인 통찰력을 제공합니다 헤르페스 바이러스 감염 및 복제와 관련된 프로세스.
현재 이러한 변화를 감지하고 연구하는 가장 좋은 방법은 각각 동형형형화(FISH)에서 면역형광(IF)과 형광을 가진 감염된 세포에서 단백질과 RNA의 시각화입니다. 이러한 기술을 사용한 타임 코스를 사용하면 용해 단계의 핵심 지점에서 생체 분자의 국소화 또는 단순히 시공간 적 데이터를 알 수 있습니다. FISH 및 IF는 세포 과정의 억제(예를 들어, 바이러스 DNA 복제의 억제), RT-qPCR(실시간 중합효소 연쇄 반응), RNA 시퀀싱, 북부 블롯, 질량 분광법, 웨스턴 블로팅, 및 바이러스 DNA 생산의 분석, 그 세포 활동의 더 글로벌 그림을 제공할 수 있습니다.
우리는 특정 유전자에서 RNA 제품을 검사하는 RNA FISH 전략 및 특정 유전자 생성물의 뉴클레오세포 비율을 정량적으로 계산하는 계산 분석을 개발했습니다. Steitz 및 동료3,4에의해 이전 간행물에서 수정된 샘플 준비는 상대적으로 용이하며 부착 및 부유 셀 모두에 사용할 수 있습니다. 이 프로토콜은 또한 IF 전략과 다중 RNA FISH 전략 (이중 RNA FISH) 또는 RNA FISH의 동시 사용에 적응할 수 있습니다. 특정 FISH 전략의 개발은 어렵지만 성공을 개선하기 위한 제안이 설명되어 있습니다. 여기에 설명된 데이터 분석은 형광 비드와 구획 경계의 강력한 마커를 사용하고 현미경 조사에 대한 추가 통찰력을 제공하는 경우 정량적이며 관찰 편향을 제거하는 통찰력을 제공합니다. 상세 프로토콜은 Kaposi의 육종 관련 헤르페스 바이러스 (KSHV)에 의해 감염된 잠재 세포와 용염 세포를 위해 설계되었으며 다른 헤르페스 바이러스에 감염된 감염되지 않은 세포 또는 세포와 함께 사용할 수있습니다5. 정량의 방법은 대부분의 세포에 있는 subcellular 구획 사이 뉴클레오세포 세포 교대 또는 재국소화에 연구 결과에 적용할 수 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
본 보고서에 기재된 프로토콜은 상이한 세포 유형에 적응될 수 있으며, 단일클론 및 폴리클로날 1차 항체를 모두 사용하는 경우와 함께 이중 RNA FISH 및 RNA FISH에 대한 단계를 포함한다. 준비된 슬라이드는 전형적으로 공초점 현미경으로 이미지화되지만, 증가된 항체 농도 및 상이한 장착 매체의 변형 후 STED(자극방출 고갈) 현미경으로 영상을 수행할 수 있다. 개별 세포의 향상된 분석을 위해, 이 프…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
조나단 로덴펠스, 카지미에츠 티코스키, 요한나 B. 위더스에게 데이터 분석에 대한 조언을 해주셔서 감사합니다. 우리는 또한 반대로 SSB 항체를 위한 G. Hayward 감사합니다. 이 작품은 국립 보건원 (TKV)과 NIH 교부금 (CA16038)에서 T32GM007223 및 T32AI05403 (JAS에)에 의해 지원되었습니다. JAS는 하워드 휴즈 의학 연구소의 조사자입니다. 그림 1-3 및 표 1은 다음 출판물에서 크리에이티브 커먼즈 저작자 표시 라이센스에 따라 미국 미생물학 협회의 허가를 받아 복제되었습니다: Vallery, T. K., 위더스, J. B., 안도, J. A., 스테이츠, J. A. 카포시의 육종 관련 핵 포시에 헤르페스 바이러스 mRNA 축적은 바이러스 DNA 복제 및 바이러스 비코딩 폴리아데닐화 핵 RNA에 의해 영향을 받습니다. 바이러스학의 전표. 92 (13), doi:10.1128/JVI.00220-18, (2018).
Materials
| AlexaFluor594-5-dUTP | Life Technologies | C1100 | |
| anti-DIG FITC | Jackson Lab Immunologicals | 200-092-156 | |
| Anti-Rabbit Secondary AlexaFluor594 Monoclonal Antibody | Invitrogen | A-11037 | Goat |
| Anti-SSB Antibody | N/A | N/A | Ref. Chiou et al. 2002 |
| BLASTn | NIH NCBI | N/A | Free Sequence Alignment Software |
| Dextran Sulfate | Sigma Aldrich | D8906 | Molecular Biology Grade |
| DIG-Oligonucleotide Tailing Kit | Sigma Roche | #03353583910 | 2nd Gen |
| Eight-Chamber Slides | Nunc Lab Tek II | #154453 | Blue seal promotes surface tension but separation by clear gel is also available. |
| Formamide | Sigma Aldrich | F9037 | Molecular Biology Grade |
| GAPDH Probes | Stellaris | SMF-2019-1 | Compatible with protocol, Quasar 670 |
| ImageJ | NIH, Bethesda, MD | N/A | Free Image Analysis Software, [http:rsb.info.nih.gov/ij/] |
| OligoAnalyzer | IDT | N/A | Free Oligonucleotide Analyzer |
| pcDNA3 | Invitrogen | A-150228 | |
| pmaxGFP | Amaxa | VDF-1012 | |
| Poly L-Lysine | Sigma Aldrich | P8920 | |
| Terminal Transferase | Sigma Roche | #003333574001 | |
| Vanadyl Ribonucleoside Complexes | NEB | S1402S | |
| Vectashield | Vector Laboratories, Inc. | H-1000 | DAPI within the mounting media scatters the light and reduces contrast. |
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