Récepteur d'imagerie couplés aux protéines G (RCPG) à médiation événements de signalisation qui contrôle chimiotactisme des Dictyostelium discoideum</em
Summary
Ici, nous décrivons les méthodes détaillées direct imagerie cellulaire pour enquêter sur le chimiotactisme. Nous présentons la fluorescence des méthodes microscopiques pour surveiller la dynamique spatio-temporelle des événements de signalisation dans les cellules en migration. Mesure des événements de signalisation nous permet de mieux comprendre comment un réseau de signalisation GPCR réalise gradient de détection et de contrôle des chimiotactiques migration directionnelle des cellules eucaryotes.
Abstract
Beaucoup de cellules eucaryotes peuvent détecter des gradients de signaux chimiques dans leur environnement et de migrer en conséquence 1. Cette migration cellulaire guidée est mentionné que le chimiotactisme, qui est essentiel pour différentes cellules pour mener à bien leurs fonctions telles que le trafic des cellules immunitaires et la structuration des cellules neuronales 2, 3. Une grande famille de G-récepteurs couplés aux protéines (RCPG) détecte la variable de petits peptides, connu sous le nom de chimiokines, de diriger la migration cellulaire in vivo 4. L'objectif final de chimiotactisme de recherche est de comprendre comment un gradient de chimiokine GPCR machines et des commandes de signalisation sens des événements menant à la chimiotaxie. À cette fin, nous utilisons des techniques d'imagerie pour suivre, en temps réel, les concentrations spatio-temporelle des mouvements chimiotactiques cellulaire, dans un gradient de chimiotactique, GPCR activation médiée par des protéines G hétérotrimériques, et les signaux intracellulaires impliqués dans le chimiotactisme des cellules eucaryotes 5-8 . L'organisme simple eucaryotes, Dictyostelium discoideum, affiche des comportements chemotaxic qui sont similaires à celles des leucocytes, et D. discoideum est un système modèle pour l'étude des principaux chimiotactisme eucaryotes. Comme amibes libres, D. discoideum cellules se divisent en milieu riche. Après la famine, les cellules entrer dans un programme de développement global dans lequel elles par le biais de l'AMPc à médiation chimiotactisme pour former des structures multicullular. De nombreux composants impliqués dans le chimiotactisme au camp ont été identifiés dans D. discoideum. La liaison de l'AMPc à un GPCR (CAR1) induit la dissociation des protéines G hétérotrimériques dans Gγ et 7 sous-unités Gßy, 9, 10. Sous-unités Gßy activer Ras, qui active à son tour la PI3K, la conversion PIP PIP 2 es 3 sur la membrane cellulaire de 11 à 13. PIP 3 servent de sites de liaison pour des protéines ayant une homologie avec pleckstrine (PH) domaines, recrutant ainsi ces protéines à la membrane 14, 15. L'activation des récepteurs CAR1 contrôle également les associations de la membrane de PTEN, qui déphosphoryle PIP PIP 3 à 2 16, 17. Les mécanismes moléculaires sont évolutivement conservées dans des chimiokines GPCR médiée par le chimiotactisme des cellules humaines telles que les neutrophiles 18. Nous présentons des méthodes suivantes pour étudier le chimiotactisme des D. cellules discoideum. 1. Préparation des cellules composant chimiotactiques. 2. Imagerie chimiotactisme des cellules dans un gradient d'AMPc. 3. Surveillance d'une activation induite des RCPG G hétérotrimériques protéines dans des cellules vivantes simples. 4. Imagerie chimioattractive déclenché PIP dynamique 3 réponses simples cellules vivantes en temps réel. Nos méthodes d'imagerie développée peut être appliquée à l'étude du chimiotactisme des leucocytes humains.
Protocol
Discussion
Le processus d'atteindre l'étape chimiotactiques compétentes des cellules
Pour type sauvage D. cellules discoideum, il faut environ 5 ~ 6 heures pulsation de développement à la température ambiante pour les inciter à une étape bien chimiotactiques compétents au cours de laquelle les cellules présentent une morphologie bien polarisée cellulaire et la migration cellulaire rapide (Fig. 1). Plusieurs facteurs, tels que la concentration d'AMPc d'impulsions…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail est soutenu par le fonds intra-muros du NIAID, NIH.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
|---|---|---|---|
| D3-T Growth Media | KD Medical | ||
| Caffeine | Sigma | ||
| Latrunculin B | Molecular Probes | ||
| Alexa 594 | Molecular Probes | ||
| cAMP | Sigma | ||
| ChronTrol XT programmable timer | ChronTrol Corp | ||
| Miniplus 3 peristaltic pump | Gilbson | ||
| Platform rotary shaker | |||
| FemtoJet microcapillary pressure supply | Eppendorf | ||
| Single- and four-well Lab-Tek II coverglass chambers | Nalge Nunc International | ||
| LSM 510 META or equivalent fluorescent microscope | Zeiss | a 40X 1.3 NA or 60X 1.4 NA oil DIC Plan-Neofluar objective lens | |
| Olympus X81 or equivalent | Olympus | Requires a 100X 1.47 NA TIRF objective lens |
Referencias
- Lijima, M., Huang, Y. E., Devreotes, P. Temporal and spatial regulation of chemotaxis. Dev Cell. 3, 469-469 (2002).
- Murphy, P. M. The molecular biology of leukocyte chemoattractant receptors. Annu Rev Immunol. 12, 593-593 (1994).
- Devreotes, P. N. G protein-linked signaling pathways control the developmental program of Dictyostelium. Neuron. 12, 235-235 (1994).
- Jin, T., Xu, X., Hereld, D. Chemotaxis, chemokine receptors and human disease. Cytokine. 44, 1-1 (2008).
- Meier-Schellersheim, M. Key role of local regulation in chemosensing revealed by a new molecular interaction-based modeling method. PLoS Comput Biol. 2, e82-e82 (2006).
- Xu, X. Coupling mechanism of a GPCR and a heterotrimeric G protein during chemoattractant gradient sensing in Dictyostelium. Sci Signal. 3, 71-71 (2010).
- Xu, X., Meier-Schellersheim, M., Jiao, X., Nelson, L. E., Jin, T. Quantitative imaging of single live cells reveals spatiotemporal dynamics of multistep signaling events of chemoattractant gradient sensing in Dictyostelium. Mol Biol Cell. 16, ra71-ra71 (2005).
- Xu, X., Meier-Schellersheim, M., Yan, J., Jin, T. Locally controlled inhibitory mechanisms are involved in eukaryotic GPCR-mediated chemosensing. J. Cell Biol. 178, 141-141 (2007).
- Jin, T., Zhang, N., Long, Y., Parent, C. A., Devreotes, P. N. Localization of the G protein betagamma complex in living cells during chemotaxis. Science. 287, 1034-1034 (2000).
- Janetopoulos, C., Jin, T., Devreotes, P. Receptor-mediated activation of heterotrimeric G-proteins in living cells. Science. 291, 2408-2408 (2001).
- Funamoto, S., Milan, K., Meili, R., Firtel, R. A. Role of phosphatidylinositol 3′ kinase and a downstream pleckstrin homology domain-containing protein in controlling chemotaxis in dictyostelium. J. Cell Biol. 153, 795-795 (2001).
- Li, Z. Roles of PLC-beta2 and -beta3 and PI3Kgamma in chemoattractant-mediated signal transduction. Science. 287, 1046-1046 (2000).
- Sasaki, A. T., Chun, C., Takeda, K., Firtel, R. A. Localized Ras signaling at the leading edge regulates PI3K, cell polarity, and directional cell movement. J. Cell Biol. 167, 505-505 (2004).
- Meili, R. Chemoattractant-mediated transient activation and membrane localization of Akt/PKB is required for efficient chemotaxis to cAMP in Dictyostelium. EMBO J. 18, 2092-2092 .
- Parent, C. A., Blacklock, B. J., Froehlich, W. M., Murphy, D. B., Devreotes, P. N. G protein signaling events are activated at the leading edge of chemotactic cells. Cell. 95, 81-81 (1998).
- Funamoto, S., Meili, R., Lee, S., Parry, L., Firtel, R. A. Spatial and temporal regulation of 3-phosphoinositides by PI 3-kinase and PTEN mediates chemotaxis. Cell. 109, 611-611 (2002).
- Iijima, M., Devreotes, P. Tumor suppressor PTEN mediates sensing of chemoattractant gradients. Cell. 109, 599-599 (2002).
- Haastert, P. J. V. a. n., Devreotes, P. N. Chemotaxis: signalling the way forward. Nat Rev Mol Cell Biol. 5, 626-626 (2004).
