Probing für Mitochondriale komplexe Aktivität in humanen embryonalen Stammzellen
Summary
In diesem Video zeigen wir Ihnen, wie der mitochondrialen Atmungskette Komplexe von humanen embryonalen Stammzellen analysiert werden mit in Gel-Aktivitäts-Assays werden.
Abstract
Mitochondrien sind Organellen, die zytoplasmatische eine primäre Rolle im Zellstoffwechsel und Homöostase haben, die Regulierung der zellulären Signalübertragung Netzwerk und den programmierten Zelltod. Mitochondrien erzeugen ATP, regulieren die cytoplasmatische Redoxzustand und Ca2 + Balance, katabolisieren Fettsäuren, zu synthetisieren Häm, Nukleotide, Steroidhormone, Aminosäuren, und helfen montieren Eisen-Schwefel-Clustern in Proteinen. Mitochondrien haben auch eine wesentliche Rolle in der Wärmeproduktion. Mutationen des mitochondrialen Genoms verursachen verschiedene Arten von menschlichen Erkrankung. Die Anhäufung von Mutationen der mtDNA korreliert mit dem Alter und steht im Verdacht, eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Krebs haben. Aufgrund ihrer äußerst wichtige Rolle in allen Zelltypen, muss die Funktion der Mitochondrien auch entscheidend für die Stammzellen. Key Fortschritte in unserem Verständnis von Stammzellen Lebensfähigkeit, der Vermehrung und Differenzierung Kapazität gemacht. Aber die funktionelle Aktivität von Stammzellen, insbesondere ihre Energie-Status, war noch nicht im Detail untersucht worden. Fast nichts ist über den mitochondrialen Eigenschaften von humanen embryonalen Stammzellen (hES) und ihrer differenzierten Vorläufer Nachkommen bekannt. Ein Weg, um zu verstehen und bewerten die Rolle der Mitochondrien in hESC Funktion und Entwicklungspotential ist die direkte Messung der Aktivität der mitochondrialen Atmungskette Komplexe. Hier beschreiben wir hochauflösende klare native Gelelektrophorese und anschließender in Gel-Aktivität Visualisierung als Methode zur Analyse der fünf Atmungskette Komplexe von HES.
Protocol
Discussion
In diesem Video haben wir die Extraktion von mitochondrialen Protein-Komplexe aus humanen embryonalen Stammzellen, deren Trennung durch hochauflösende klare native Gelelektrophorese (hrCNE), und die anschließende Analyse von in-Gel-katalytische Aktivität beschriebenen Assays. hrCNE löst mitochondriale Membran-Protein-Komplexen mit einer Auflösung vergleichbar mit dem von blue native Gelelektrophorese und ist überlegen in-Gel-Aktivitäts-Assays. Diese Technik kann nicht nur zur mitochondrialen Atmungskette Komplexe IV quantifizieren, a…
Acknowledgements
Menschliche embryonale Stammzellen-Studien in der Teitell Labor werden derzeit von California Institute for Regenerative Medicine (CIRM) Saatgut gewähren RS1-00313 unterstützt. Wir danken Dr. Carla Koehler (UCLA) und Mitglieder der Koehler-Labor für die Beratung und Einblicke in diese und weitere Studien.
Materials
| Material Name | Typ | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| 0.5M EDTA | Fisher Scientific | BP120-1 | adjust pH to 8.0 with NaOH | |
| 1M NaCl | Sigma | S3014-500MG | ||
| 1M Sodium succinate | Fisher Scientific | S413-500 | ||
| 0.1M Sodium phosphate buffer pH 7.2 | Fisher Scientific | BP332-1 and BP329-1 | Mix 68.4 ml of 1M Na2HPO4 and 31.6 ml of 1M NaH2PO4 to prepare 0.1M sodium phosphate buffer with pH 7.2 at 25 C | |
| 1M Tricine, pH 7.0 (adjusted with NaOH) | EMD | 9010 | store at 4 C | |
| 1M imidazole/HCl, pH 7.0 | Sigma | I-2399 | store at 4 C | |
| 1M Tris-HCl, pH 7.4 | Fisher Scientific | BP153-1 | ||
| 20% (wt/vol) dodecyl-b-D-maltoside (DDM) | Fluka | 44205-500MG | Dissolved in water. Store 1 ml aliquots at –20 C. | |
| 10% (wt/vol) digitonin (>50% purity, used without recrystallization) | Fluka | 37008-1G | Dissolved in water. Store 0.1–1 ml aliquots at –20 C. Should be warmed up to 95 C before use. | |
| 2M 6-aminohexanoic acid | Fluka | 07260-100G | store at 4 C | |
| 10x Ponceau S/glycerol stock solution | Sigma | P-3504 and G6279-1L | 0.1% Ponceau S, 50% glycerol, (wt/vol) in water. | |
| 10% w/v sodium deoxycholate | Fluka | 30970-25G | Dissolved in water. Must be protected from light. Adjust pH to 7.0 with HCl, filter and store at room temperature. | |
| 250 mM phenazine methasulfate (PMS) | TCI America | P0083 | Dissolved in DMSO and aliquoted. Store at –20 C. | |
| Nitro-blue tetrazolium (NBT) | Amresco | 0329-1G | ||
| 3,3’-diaminobenzidine tetrahydrochloride (DAB) | TCI America | D0078 | ||
| Pb(NO3)2 | Fisher Scientific | L62-100 | ||
| MgSO4 | Fisher Scientific | BP213-1 | ||
| Tris base | Fisher Scientific | BP152-10 | ||
| Glycine | Fisher Scientific | G45-212 | ||
| Adenosine 5’-triphosphate disodium salt (ATP) | Sigma | A2383-5G | Grade I, minimum 99% | |
| beta-nicotineamide adenine dinucleotide (NADH) reduced form | Sigma | N-8129 | ||
| Cytochrome c From horse heart | Sigma | C2506-250MG | ||
| Sucrose | Fisher Scientific | BP220-212 | ||
| 100x protease inhibitor cocktail | Sigma | P8340 | Store at – 20 C. | |
| Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Fisher Scientific | D128-500 | ||
| Trypan blue Stain 0.4% | Gibco | 15250-061 | ||
| 10x Trypsin (0.5%) | Gibco | 15400-054 | ||
| Trypsin Inhibitor | Gibco | 17075-029 |
Referenzen
- Wittig, I., Braun, H. -. P., Sch˫gger, H. Blue native PAGE. Nature Protocols. 1, 418-428 (2006).
- Wittig, I., Karas, M., Sch˫gger, H. High Resolution Clear Native Electrophoresis for In-gel Functional Assays and Fluorescence Studies of Membrane Protein Complexes. 6. Molecular & Cellular Proteomics. 6, 1215-1225 (2007).
- Wittig, I., Carrozzo, R., Santorelli, F. M., Sch˫gger, H. Functional assays in high-resolution clear native gels to quantify mitochondrial complexes in human biopsies and cell lines. Electrophoresis. 28, 3811-3820 (2007).
- Castle, J. D., Coligan, J. E., Dunn, B. M., Speicher, D. W., Wingfield, P. T. Purification of Organelles from Mammalian Cells. Current Protocols in Protein Science. 4.2, 4.2.1-4.2.57 (2007).
