في المختبر إعادة تشكيل التنظيم الذاتي أنماط البروتين في بليرس الدهن المعتمدة
Summary
نحن ينص بروتوكول في المختبر فحوصات التنظيم الذاتي للعقل والأعمال المتعلقة بالألغام على بلير دهن معتمدة في دائرة مفتوحة. بالإضافة إلى ذلك، ونحن تصف كيفية أرفق المقايسة في الدهن يرتدون ميكروكومبارتمينتس PDMS تحاكي ظروف في فيفو برد فعل الحبس.
Abstract
جوانب عديدة من تنظيم خلايا الزمانية المكانية الأساسية تحكمها نظم نوع نشر رد فعل. في المختبر إعادة تشكيل نظم من هذا القبيل يسمح لدراسات تفصيلية لآلياتها الأساسية التي لن يكون بالإمكان في المجراة. هنا، نحن نقدم على بروتوكول لإعادة نظام مينكدي الإشريكيّة القولونيةالتي المواقف حاجز انقسام الخلية في منتصف الخلية في المختبر . المقايسة مصمم للعرض فقط المكونات اللازمة للتنظيم الذاتي، هما غشاء والبروتينات هما العقل والأعمال المتعلقة بالألغام والطاقة في شكل ATP. ولذلك نحن اختﻻق دائرة رد فعل مفتوحة على ساترة، الذي يتشكل بلير دهن معتمدة. يسمح تصميم الدائرة المفتوحة للإعداد الأمثل لبلير الدهن والتي تسيطر عليها التلاعب بمضمون الجملة. ثم تتم إضافة البروتينات اثنين، العقل والأعمال المتعلقة بالألغام، كذلك ATP، في حجم الجملة أعلاه الغشاء. من الممكن تصوير بالعديد من ميكروسكوبيس البصرية، كما يدعم تصميم [كنفوكل]، وواسع المجال ومجهرية TIRF على حد سواء. ويتكون بلير الدهن في اختلاف من البروتوكول، على دعم منقوشة، على شكل الخلية المجهرية PDMS، بدلاً من الزجاج. خفض الحل الأكبر إلى حافة هذه المقصورات يرفق رد فعل في حجرة صغيرة، ويوفر الحدود التي تسمح لمحاكاة سلوك متذبذبة في فيفو . أخذت معا، يمكننا وصف البروتوكولات إلى إعادة تشكيل النظام مينكدي على حد سواء مع ودون حبس المكانية، يسمح للباحثين التحكم بدقة في جميع الجوانب التي تؤثر في تشكيل النمط، مثل نطاقات التركز، وإضافة عوامل أخرى أو البروتينات، وزيادة تعقيد النظام في إعداد تجريبية بسيطة نسبيا بشكل منهجي.
Introduction
أنماط الزمانية المكانية ضرورية في طبيعتها، وتنظم مهام معقدة على حد سواء على مستوى متعددة الخلايا والهاتف الخلوي، من morphogenesis إلى انقسام الخلية ينظم1،2. نظم نشر رد فعل دوراً هاما في إنشاء هذه الأنماط، ولكن هي لا تزال غير مفهومة. مثال على نظام نشر رد وأفضل النظام البيولوجي تتسم حتى الآن مينكدي الإشريكيّة القولونية نظام4،3،5،،من67. النظام مينكدي يتذبذب من خلية القطب إلى القطب الخلية في كولاي لتحديد منتصف الخلية كموقع شعبة مستقبلا. ويقوم هذا النظام على العقل ATPase، ATPase تفعيل البروتين في الأعمال المتعلقة بالألغام، والغشاء ك رد فعل مكانية مصفوفة8. MinC ليس جزءا من نمط تشكيل إليه، بل هو عامل الوظيفية الفعلية: المانع من البروتين الرئيسي ديفيسومي فتسز5،6. MinC بربط العقل وذلك يتبع الذبذبات، نتج عنه تدرج تركيز بروتين متوسط الوقت القصوى في أقطاب الخلية والحد الأدنى في منتصف الخلية، فقط السماح فتسز بلمرة في ميدسيل9،10 . نظام مينكدي هو جزء من الأسرة الكبيرة من أتباسيس بوكر التي أساسية للمنظمة الزمانية المكانية في البكتيريا2، لتحديد المواقع، ونقل البروتين المجمعات11 ووالبلازميدات12 وتنظيم الخلية شعبة13 وكروموسوم الفصل14. ومن ثم، نظام نشر رد فعل مينكدي يمثل نظام نشر رد فعل التوراتية، بل جذبت أيضا اهتمام بسبب أهميتها بالنسبة للمنظمة الزمانية المكانية في البكتيريا.
الدراسات الفنية المفصلة مينكدي النظام في فيفو معقدة، كالتلاعب بالجينات والبروتينات حذف عادة إلى عيوب انقسام الخلية. وعلاوة على ذلك، يتم تغيير تكوين غشاء أو خصائص سيتوسول في فيفو صعبة للغاية15،16. إدخال تغييرات على النظام، والعوامل المؤثرة التي يصعب تفسيره في بيئة معقدة من الخلية، وحتى أكثر من ذلك إذا كانت تشعر بالانزعاج في وظيفة أساسية كانقسام الخلية. نحن وآخرون ولذلك تحولت إلى نهج إعادة تشكيل في المختبر ، تخفيض النظام إلى عناصره الأساسية: العقل، الألغام، ATP كمصدر للطاقة، وبلير الدهن معتمدة كرد فعل مصفوفة6،17، 18. ويسمح هذا النهج التصاعدي للتحقيق في إليه التنظيم الذاتي بالتفصيل دون التعقيد لخلية حية. شكل البروتينات السفر سطح موجات6 وأنواع أخرى من أنماط،من1719 في ظل هذه الظروف، أن كان ذلك مع طول موجه التي عادة حول حجم أكبر من فيفو. يسهل استخدام دائرة مفتوحة لدقة السيطرة على جميع جوانب التأثير على تشكيل نمط: تركيزات البروتين6و خصائص البروتين20و تكوين غشاء10، تكوين المخزن المؤقت وتركيز ATP 6، فضلا عن إضافة عوامل أخرى مثل الازدحام وكلاء21 وأخرى بروتينات ديفيسومي22. وبالمقارنة، يمكن استخدامها في المختبر إعادة تشكيل نظام مينكدي في19،18،تدفق خلية23 للتحقيق في تأثير تدفق17،23، البروتين الحد من الشروط19و تكوين غشاء19 و حبس كامل 3D18 على أنماط البروتين، ولكن يعرض عنصر تحكم دقيق لتركيز البروتين/المكون وإضافة مكون متسلسلة أكثر تعقيداً.
باستخدام هذه الدائرة المفتوحة، ونحن أيضا منقوشة دعم بليرس الدهن مستو بموجبه أحد التحقيق كيف هندسية حدود تأثير نمط تشكيل21، هي ظاهرة مؤخرا أيضا بالتحقيق في فيفو باستخدام البكتيريا مصبوب في المجهرية7. استخدمنا هذا الفحص للتحقيق في كيفية تعريف الطفرات في الأعمال المتعلقة بالألغام أيضا يؤثر على نمط تشكيل نظام20. وعلاوة على ذلك، استخدمت نفس تنسيق التحليل الأساسي للتحقيق في كيفية تشكيل نمط يمكن التحكم بالضوء، إدخال ببتيد الألغام أزوبينزيني-كروسلينكيد المقايسة، والتصوير مع TIRF المجهري24.
ووجدنا أن تشكيل الاحتفال من أجل تكرار نمط MinDE في فيفو في حبس نظام، في المختبر هو المفتاح. يسمح باستخدام ميكروكومبارتمينتس على شكل قضيب، مع أبعاد تعديل للطول الموجي أكبر من MinDE في المختبر (10 × 30 ميكرومتر)، يرتدون ملابس مع بيلايير دهن معتمدة إعادة تشكيل MinDE القطب إلى القطب ذبذبات وتشكيل البروتين التدرج 10،25. في هذا التحليل، تودع بليرس الدهن معتمدة على الركازة PDMS منقوشة الذي يحتوي على النسخ المتماثلة مئات عدة من ميكروكومبارتمينتس على شكل قضيب التي تبقى مفتوحة في الجزء العلوي. بذلك، يمكن إعداد رد الفعل في دائرة مفتوحة، وبعد ذلك يتم تخفيض المخزن المؤقت إلى حافة ميكروكومبارتمينتس، وبالتالي حصر رد الفعل على وحدة تخزين صغيرة. على الرغم من هذه المقصورات واجهة المخزن مؤقت هواء على جانب واحد وبالتالي لا تمثل حبس كامل 3D بغشاء، يحاكي ديناميات البروتين في فيفو ذبذبات10،25. مقارنة بحبس كامل 3D، مما يدل على مشابهة جداً ينتج18، المقايسة المجهرية المفتوح بسيطة وسهلة نسبيا التعامل معها، ويمكن أيضا أن يقوم بها المختبرات التي ليست مجهزة بمعدات ميكروفلويديكس المتخصصة و مرافق غرفة نظيفة.
نقدم هنا، على بروتوكول تجريبي لإعادة تشكيل مينكدي يؤيد تشكيل نمط في دهن بليرس في المختبر باستخدام دائرة مفتوحة لتسمح بمراقبة جميع مكونات وسهولة الوصول بالمجهر الضوئي، ومع القاصر التعديلات، هي أيضا قابلة للتكيف لتقنيات التحقيق سطح26. بجوار بليرس الدهن معتمدة مستو، نعرض أيضا كيف يمكن أن تكون الولادة البروتين المتحصل عليها باستخدام بليرس بسيطة من الدهن معتمدة منقوشة على شكل قضيب PDMS المجهرية. هذه الاختبارات، على الرغم من أن الأمثل لنظام مينكدي، يمكن أيضا نقلها إلى نظم البروتين الأخرى التي تتفاعل بطريقة مشابهة مع الغشاء، مثل فتسز27 أو لحاء أكتين أدنى28.
Protocol
Representative Results
Discussion
لقد قمنا بوصف بروتوكول لإعادة التنظيم الذاتي مينكدي على مستو في المختبر المعتمدة بيلاييرس الدهن وفي الدهن تغطيها bilayer هياكل ثلاثية الأبعاد، وباستخدام مثال على شكل قضيب PDMS المجهرية. من أجل الحصول على بيانات قيمة من هذه الاختبارات، أهم العوامل لمراقبة نوعية البروتين والغشاء.
لضمان جودة البروتين، البروتين ينبغي تأكيد الكتلة باستخدام صفحة الحزب الديمقراطي الصربي والطيف الكتلي. وعلاوة على ذلك، فإنه ينبغي التحقق من أن البروتينات القابلة للذوبان وغير مجمعة، باستخدام الترشيح جل التحليلية أو تشتت الضوء الحيوي. يمكن استخدام هلام الترشيح لإزالة أي جزء مجمعة من البروتينات. ضبط الأس الهيدروجيني حذراً ونوعية من النيوكليوتيدات وأضاف أمر بالغ الأهمية، لإضافة النوكليوتيدات المتدهورة جزئيا أو غير المعدلة للبروتين الأرصدة أو فحوصات ذاتية التنظيم كافية للقضاء على نشاط البروتين، وبالتالي إلغاء التنظيم الذاتي.
بجوار نوعية البروتين، ونوعية الغشاء الأكثر أهمية، وتكوين غشاء غير لائق في أغلب الأحيان هو السبب للتنظيم الذاتي المعيبة، والمنشأ لهياكل السطحية أرتيفاكتوال.
عند تنفيذ البروتوكول للمرة الأولى، يكون من المفيد لتسمية بليرس الدهن معتمدة من بينها الدهون المسماة مثل أتو-655-المخدر أو دي في انخفاض نسب المولى (0.05%). وبالتالي أن خصائص ونوعية الغشاء يمكن الحكم مباشرة. باستخدام فراب، ويمكن تقييم سيولة الغشاء. وعلاوة على ذلك، واحد مباشرة تقييم نوعية الغسيل من SLB، كما سيكون هناك أما تكون حويصلات كثيرة جداً، لا يوجد غشاء السائل أو لا غشاء على الإطلاق، إذا كان قد تم غسله. يسمح نهج الدائرة المفتوحة دقة يغسل الغشاء، وبالتالي أيضا إزالة الحويصلات التي تتمسك على السطح SLB. أهم العوامل للحصول على السوائل ومتجانسة الدهن المعتمدة بيلاييرس بالتنظيف وهيدروفيليسيتي على السطح التأييد والحجم الصحيح وتجانس سومقابل فإنه يمكن أن يكون مفيداً للتحقق من حجم سيارات الدفع الرباعي وحجم التوزيع باستخدام تشتت الضوء الحيوي. لتوزيع حجم الضيقة، نوصي بالانبثاق الحويصلات بدلاً من سونيكاتينج لهم. طرق أخرى للتنظيف كوفيرسليبس، مثلاً، من العلاجات مع قواعد قوية، والمنظفات الأساسية، أو باستخدام كوفيرسليبس مباشرة بعد الشطف بالماء، قد تسفر عن نتائج جيدة، اعتماداً على التطبيق والدهن المخلوط.
النصف الأول من البروتوكول المعروضة هنا، في المختبر إعادة تشكيل على بليرس مستو الدهن المعتمدة في الدوائر المفتوحة، يتميز بتقديم السطح موجوداً ميكروسكوبيس البصرية، مثل TIRF المجهري30، فراب تحليل6، واحد-الجسيمات تتبع34، فضلا عن تقنيات التحقيق السطحي مثل مجهر القوة الذرية26. منطقة متجانسة كبيرة تسمح لإحصاءات أفضل بتركيزات محددة. وعلاوة على ذلك يسمح نهج الدائرة المفتوحة التحكم بدقة في تركيز البروتين وسريعة وبسيطة بإضافة المزيد من المكونات، ومن ثم السماح لتركيز البروتين في دائرة واحدة20تيتراتي. ويمكن أيضا توسيع المقايسة قبل إضافة المكونات الأخرى ديفيسومي البكتيرية مثل فتسز22،35، زيبا22 أو10،فتسز-يفب-MTS البروتين تشيميريك35.
مجموعات أخرى قد اتخذت نهجاً مماثلاً لإعادة تشكيل دقيقة النظام في المختبر، لكن استخدام تدفق خلية بدلاً من18،17،دائرة مفتوحة19. تدفق الخلايا لها مزايا معينة، لا سيما عندما بيئة 3D مغلقة تماما هو المطلوب18، تأثير تدفق17،،من1923 أو تكوين غشاء23 في أنماط مينكدي التحقيق، أو إذا كانت أنماط البروتين التي يتعين مراعاتها تحت بروتين يحد من الظروف19. ومع ذلك، السيطرة المحلية على تركيزات الجزيئي أكثر صعوبة. مكونات البروتين، لا سيما العقل، بشدة ربط الغشاء أنها أول لقاء18،19. في تجربتنا، يحمل البروتينات غالباً غير محددة ملزمة للأنابيب ومداخل والمحاقن وسائر أجزاء موائع جزيئية. ومن ثم، تركيزات البروتين المحلية تختلف عن تركيزات الإدخال18 وتختلف أيضا على طول التدفق الخلية، أسفرت عن مجموعة متنوعة من أنماط مختلفة من البروتين في الغشاء بين مدخل ومخرج، كما لاحظ آخرون19.
الثاني نصف من البروتوكول المعروضة هنا، إعادة تشكيل في المختبر في المجهرية على شكل قضيب إعادة استخدام نهج الدائرة المفتوحة على دعم منقوشة مشمولة بالمادة الدهنية بليرس يسمح تقليد بسيط من السلوك في فيفو البروتين حتى ولو دقة السيطرة على تركيزات البروتين فقدت بسبب إزالة المخزن المؤقت. لاحظ أن لأن الطول الموجي ل MinDE أمر واحد تقريبا من حجم أكبر في المختبر من فيفو ميكروكومبارتمينتس على شكل قضيب أيضا حول واحد حجمه أكبر (10 × 30 ميكرومتر) من على شكل قضيب كولاي الخلية.
وعموما، يسمح هذا البروتوكول لمراقبة دقيقة لجميع الظروف بما في ذلك تركيز البروتين وتكوين المخزن المؤقت وخصائص الغشاء. يتيح استخدام 3D يدعم تنظيماً رد فعل على دراستها تحت الحبس المكانية، محاكاة السلوك في فيفو دون الحاجة إلى معدات معقدة ميكروفلويديكس.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ونحن نشكر مايكل هايمان وفرانك زيدلر لإنتاج السليكون قوفرات، الأساسية مرفق MPI-ب للمساعدة في تنقية البروتين وكريتشمير سيمون وهارينغتون ليون للتعليقات على المخطوطة.
Materials
| Reagents | |||
| DOPC | Avanti Polar Lipids | 850375 | |
| DOPG | Avanti Polar Lipids | 840475 | |
| E.coli polar lipid extract | Avanti Polar Lipids | 100600 | |
| Adenosine 5′-triphosphate disodium salt trihydrate | Roche | ||
| Adenosine 5′-diphosphate monopotassium salt dihydrate | Sigma | A5285-1G | |
| Sodium chloride | VWR | 27810.295 | |
| Potassium chloride | Roth | 6781.1 | |
| Tris-base | Sigma Aldrich | T1503-1kg | |
| Hydrochloric acid | Roth | 9277.1 | |
| TCEP-HCl | Termo Fisher Scientific | 20491 | |
| Ethylene Diamine Tetraacetate | Merck Millipore | 1.08418.1000 | |
| Sulfuric Acid 98% | Applichem | 173163.1611 | |
| Hydrogen Peroxide 50% | Applichem | 147064.1211 | |
| HEPES | Biomol | 05288.1 | |
| dimethyl sulfoxide (DMSO) | Merck | 102950 | Uvasol |
| Glycerol 86% | Roth | 4043.1 | |
| TB medium | |||
| Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG) | Roth | 2316.x | |
| Atto-655-DOPE | Atto Tec | AD 655-161 | |
| Ni-NTA agarose | Qiagen | 30210 | |
| PDMS base | Dow Corning Corporation | SYLGARD 184 | |
| PDMS crosslinker | Dow Corning Corporation | ||
| Materials | |||
| UV Glue | Norland Products | 6801 | #68 and #63 both work well |
| Coverslips #1.5 24×24 mm | Menzel Gläser | ||
| Coverslips #1 24×24 mm | Menzel Gläser | used only for PDMS microstructures | |
| 0.5 ml reaction tube | Eppendorf | 0030123301 | |
| culture flask 2L | Corning | e.g. 734-1905 | |
| His-Trap HP | GE Healthcare Life Sciences | ||
| Gelfiltration column: HiLoad Superdex 75 PG or 200 PG | GE Healthcare Life Sciences | ||
| Econo-Pac 10DG desalting column prepacked column | Biorad | 7322010 | |
| dialysis device: Slide-A-Lyzer Dialysis Cassettes, 3.5K MWCO, 0.1 – 0.5 mL or 0.5-3 mL | Termo Fisher Scientific | 66333 or 66330 | |
| razor blade | |||
| Instruments | |||
| ultrapure water: Milli-Q Type 1 Ultrapure Water Systems | Merck | ||
| automated protein purification system: Äkta Pure | GE Healthcare Life Sciences | ||
| bath sonicator | Branson | e.g. Model 1510 | |
| ARE-250 mixer | Thinky Corporation | ||
| Plasma cleaner Zepto | Diener electronic | use oxygen as process gas | |
| positive displacement pipettes | Brand | Transferpettor models with glass tips | |
| LSM780 confocal laser scanning microscope | Zeiss | Fitted with Zeiss C-Apochromat 40X/1.20 water-immersion objective | |
| Plasmids | |||
| pET28a-His-MinD_MinE | Department of Cellular and Molecular Biophysics, MPI of Biochemistry, Prof. Schwille | plasmid encoding His-MinD and non-tagged MinE to improve yield | |
| pET28a-His-MinE | Department of Cellular and Molecular Biophysics, MPI of Biochemistry, Prof. Schwille | plasmid encoding His-MinE | |
| pET28a-His-EGFP-MinD | Department of Cellular and Molecular Biophysics, MPI of Biochemistry, Prof. Schwille | plasmid encoding His-EGFP-MinD | |
| pET28a-His-mRuby3-MinD | Department of Cellular and Molecular Biophysics, MPI of Biochemistry, Prof. Schwille | plasmid encoding His-mRuby3-MinD | |
| pET28a-His- MinC | Department of Cellular and Molecular Biophysics, MPI of Biochemistry, Prof. Schwille | plasmid encoding His-MinC | |
References
- Soh, S., Byrska, M., Kandere-Grzybowska, K., Grzybowski, B. A. Reaction-diffusion systems in intracellular molecular transport and control. Angew Chemie Int Ed. 49 (25), 4170-4198 (2010).
- Lutkenhaus, J. The ParA/MinD family puts things in their place. Trends Microbiol. 20 (9), 411-418 (2012).
- Shih, Y. -. L., Zheng, M. Spatial control of the cell division site by the Min system in Escherichia coli. Environ Microbiol. 15 (12), 3229-3239 (2013).
- Halatek, J., Frey, E. Highly canalized MinD transfer and MinE sequestration explain the origin of robust MinCDE-protein dynamics. Cell Rep. 1 (6), 741-752 (2012).
- Raskin, D. M., De Boer, P. A. J. MinDE-dependent pole-to-pole oscillation of division inhibitor MinC in Escherichia coli. J Bacteriol. 181 (20), 6419-6424 (1999).
- Loose, M., Fischer-Friedrich, E., Ries, J., Kruse, K., Schwille, P. Spatial regulators for bacterial cell division self-organize into surface waves in vitro. Science. 320 (5877), 789-792 (2008).
- Wu, F., van Schie, B. G. C., Keymer, J. E., Dekker, C. Symmetry and scale orient Min protein patterns in shaped bacterial sculptures. Nat Nanotechnol. 10 (June), 719-726 (2015).
- Hu, Z., Lutkenhaus, J. Topological regulation of cell division in E. coli: Spatiotemporal oscillation of MinD requires stimulation of its ATPase by MinE and phospholipid. Mol Cell. 7 (6), 1337-1343 (2001).
- Meinhardt, H., de Boer, P. A. J. Pattern formation in Escherichia coli: A model for the pole-to-pole oscillations of Min proteins and the localization of the division site. Proc Natl Acad Sci U S A. 98 (25), 14202-14207 (2001).
- Zieske, K., Schwille, P. Reconstitution of self-organizing protein gradients as spatial cues in cell-free systems. Elife. 3, e03949 (2014).
- Roberts, M. A. J., Wadhams, G. H., Hadfield, K. A., Tickner, S., Armitage, J. P. ParA-like protein uses nonspecific chromosomal DNA binding to partition protein complexes. Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (17), 6698-6703 (2012).
- Vecchiarelli, A. G., Mizuuchi, K., Funnell, B. E. Surfing biological surfaces: Exploiting the nucleoid for partition and transport in bacteria. Mol Microbiol. 86 (3), 513-523 (2012).
- Thanbichler, M., Shapiro, L. MipZ, a spatial regulator coordinating chromosome segregation with cell division in Caulobacter. Cell. 126 (1), 147-162 (2006).
- Lim, H. C., Surovtsev, I. V., Beltran, B. G., Huang, F., Bewersdorf, J., Jacobs-Wagner, C. Evidence for a DNA-relay mechanism in ParABS-mediated chromosome segregation. Elife. 3, e02758 (2014).
- Mileykovskaya, E., Fishov, I., Fu, X., Corbin, B. D., Margolin, W., Dowhan, W. Effects of phospholipid composition on MinD-membrane interactions in vitro and in vivo. J Biol Chem. 278 (25), 22193-22198 (2003).
- Renner, L. D., Weibel, D. B. Cardiolipin microdomains localize to negatively curved regions of Escherichia coli membranes. Proc Natl Acad Sci U S A. 108 (15), 6264-6269 (2011).
- Ivanov, V., Mizuuchi, K. Multiple modes of interconverting dynamic pattern formation by bacterial cell division proteins. Proc Natl Acad Sci U S A. 107 (18), 8071-8078 (2010).
- Caspi, Y., Dekker, C. Mapping out Min protein patterns in fully confined fluidic chambers. Elife. 5, e19271 (2016).
- Vecchiarelli, A. G., et al. Membrane-bound MinDE complex acts as a toggle switch that drives Min oscillation coupled to cytoplasmic depletion of MinD. Proc Natl Acad Sci U S A. 113 (11), E1479-E1488 (2016).
- Kretschmer, S., Zieske, K., Schwille, P. Large-scale modulation of reconstituted Min protein patterns and gradients by defined mutations in MinE’s membrane targeting sequence. PLoS One. 12 (6), e0179582 (2017).
- Schweizer, J., Loose, M., Bonny, M., Kruse, K., Monch, I., Schwille, P. Geometry sensing by self-organized protein patterns. Proc Natl Acad Sci. 109 (38), 15283-15288 (2012).
- Martos, A., Raso, A., Jiménez, M., Petrášek, Z., Rivas, G., Schwille, P. FtsZ polymers tethered to the membrane by ZipA are susceptible to spatial regulation by min waves. Biophys J. 108 (9), 2371-2383 (2015).
- Vecchiarelli, A. G., Li, M., Mizuuchi, M., Mizuuchi, K. Differential affinities of MinD and MinE to anionic phospholipid influence Min patterning dynamics in vitro. Mol Microbiol. 93 (3), 453-463 (2014).
- Glock, P., et al. Optical control of a biological reaction-diffusion system. Angew Chemie Int Ed. 57 (9), 2362-2366 (2018).
- Zieske, K., Schwille, P. Reconstitution of pole-to-pole oscillations of min proteins in microengineered polydimethylsiloxane compartments. Angew Chemie Int Ed. 52 (1), 459-462 (2013).
- Miyagi, A., Ramm, B., Schwille, P., Scheuring, S. High-Speed Atomic Force Microscopy Reveals the Inner Workings of the MinDE Protein Oscillator. Nano Lett. 18 (1), 288-296 (2017).
- Ramirez, D., et al. Treadmilling analysis reveals new insights into dynamic FtsZ ring architecture. PLoS Biol. 16 (5), e2004845 (2018).
- Vogel, S. K., Petrasek, Z., Heinemann, F., Schwille, P. Myosin motors fragment and compact membrane-bound actin filaments. Elife. 2, e00116 (2013).
- Zieske, K., Schweizer, J., Schwille, P. Surface topology assisted alignment of Min protein waves. FEBS Lett. 588 (15), 2545-2549 (2014).
- Loose, M., Fischer-Friedrich, E., Herold, C., Kruse, K., Schwille, P. Min protein patterns emerge from rapid rebinding and membrane interaction of MinE. Nat Struct Mol Biol. 18 (5), 577-583 (2011).
- Zieske, K., Schwille, P. Reconstituting geometry-modulated protein patterns in membrane compartments. Methods Cell Biol. 128, 149-163 (2015).
- Gruenberger, A., Probst, C., Heyer, A., Wiechert, W., Frunzke, J., Kohlheyer, D. Microfluidic picoliter bioreactor for microbial single-cell analysis: fabrication, system setup, and operation. J Vis Exp. (82), e50560 (2013).
- Schindelin, J., et al. Fiji: An open-source platform for biological-image analysis. Nat Methods. 9 (7), 676-682 (2012).
- Loose, M., Kruse, K., Schwille, P. Protein self-organization: Lessons from the min system. Annu Rev Biophys. 40, 315-336 (2011).
- Arumugam, S., Petrašek, Z., Schwille, P. MinCDE exploits the dynamic nature of FtsZ filaments for its spatial regulation. Proc Natl Acad Sci U S A. 111 (13), E1192-E1200 (2014).
