Görüntüleme G-protein Coupled Reseptör (GPCR) aracılı Sinyal Olaylar Kontrolü Kemotaksis Diktiyostelyum diskodeyum</em
Summary
Burada, kemotaksis soruşturma için ayrıntılı canlı hücre görüntüleme yöntemleri açıklanmaktadır. Biz göç eden hücreleri olayları sinyal Spatiotemporal dinamiklerini izlemek için floresan mikroskobik yöntemler sunuyoruz. Ölçüm sinyal olayların bir GPCR sinyal ağı daha chemoattractants ve kontroller ökaryotik hücrelerin yönlü göç algılama degrade nasıl elde ettiğini anlamak için bize izin verir.
Abstract
Birçok ökaryotik hücrelerin kendi ortamlarında kimyasal sinyallerin degradeler algılar ve buna göre 1 geçirebilirsiniz. Bu güdümlü hücre göçü, bağışıklık hücreleri ve nöronal hücrelerin 2, 3 desenlendirme ticareti gibi görevleri yürütmek için çeşitli hücreler için gerekli kemotaksis olarak adlandırılır . G-protein reseptörler büyük bir aile (GPCRs), in vivo 4, kemokinler olarak bilinen değişken küçük peptidler, hücre göçü doğrudan algılar . Kemotaksis araştırma nihai hedefi, bir GPCR makine duyuları kemokin Degradeleri ve kontrolleri kemotaksis için önde gelen olaylar sinyalizasyon nasıl anlamak için. Bu amaçla, biz kemoatraktan bir degrade chemoattractants, hücre hareketi uzaysal konsantrasyonlarını izlemek için gerçek zamanlı olarak görüntüleme teknikleri kullanmak, GPCR heterotrimeric G-protein aktivasyonu aracılı ve 5-8 ökaryotik hücrelerin kemotaksis alan hücre içi sinyal olaylar . Basit ökaryot organizma, Diktiyostelyum diskodeyum, lökositlerin benzer chemotaxic davranışlar gösterir, ve D. diskodeyum ökaryotik kemotaksis eğitim için önemli bir model sistem. Serbest yaşayan amipler, D. olarak diskodeyum hücrelerin zengin orta bölün. Açlıktan sonra, hücreler multicullular yapıları oluşturmak cAMP aracılı kemotaksis aracılığıyla toplu bir gelişim programına girmek. D. cAMP kemotaksis dahil birçok bileşenleri tespit edilmiştir diskodeyum. Bir GPCR cAMP bağlama (car1) Gγ ve Gβγ altbirimden 7, 9, 10 Fototerapisi heterotrimeric G-proteinleri neden olur. Gβγ altbirimden sırayla aktive PI3K 3 PIP PIP 2 hücre zarının 11-13 dönüştürme Ras etkinleştirin. PIP 3, böylece bu proteinlerin membran 14, 15 işe pleckstrin Homoloji (PH) etki ile proteinler için bağlanma yerleri olarak hizmet vermektedir . Car1 reseptörlerinin aktivasyonu 3 PIP PIP 2 16, 17 dephosphorylates PTEN, membran dernekler de kontrol eder. Moleküler mekanizmaları, evrimsel olarak nötrofil 18 gibi insan hücrelerinin kemokin GPCR aracılı kemotaksis korunmuş . D. kemotaksis çalışmak için aşağıdaki yöntemlerden mevcut diskodeyum hücreleri. 1. Kemotaktik bileşeni hücrelerinin hazırlanması. 2. CAMP degrade hücre Görüntüleme kemotaksis. 3. , G-protein heterotrimeric tek canlı hücreler bir GPCR kaynaklı aktivasyon izleme. 4. Görüntüleme kemoatraktan tetiklenen dinamik PIP 3, gerçek zamanlı olarak tek canlı hücrelerinde yanıtlar . Bizim gelişmiş görüntüleme yöntemleri, insan lökositlerin kemotaksis çalışma yapılabilir.
Protocol
Discussion
Hücrelerin kemotaktik yetkili sahne ulaşma süreçleri
Vahşi tip D. diskodeyum hücreleri, onu alır, yaklaşık 5 ~ 6 saat oda sıcaklığında geliştirme darbeli, hücreler de kutuplaşmış bir hücresel morfoloji ve hızlı hücre göçü (Şekil 1) görüntüleme sırasında iyi bir kemotaktik yetkili sahne onları ikna etmek için. Nabız gibi atan, sıcaklık ve farklı genetik geçmişleri cAMP konsantrasyonu gibi çeşitli faktörler, kemotaktik yetkili evre ulaşma sürec…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma NIAID, NIH intramural fonu tarafından desteklenmektedir.
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 |
References
- 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).
