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Article de méthode

Isolation Lipid Droplet pour l'analyse quantitative de spectrométrie de masse

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DOI :

10.3791/55585

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17 avril 2017

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Dans cet article

Résumé

des gouttelettes lipidiques sont des organelles importantes pour la replication de plusieurs agents pathogènes, y compris le virus de l'hépatite C (VHC). Nous décrivons un procédé pour isoler des gouttelettes lipidiques pour la spectrométrie de masse quantitative des protéines associées; il peut être utilisé dans une variété de conditions, telles que l'infection par le virus, le stress environnemental ou un traitement médicamenteux.

Résumé

Les gouttelettes lipidiques sont essentielles à la réplication d'une variété de différents agents pathogènes, le plus en évidence le virus de l'hépatite C (VHC), comme le site présumé de virion morphogenèse. analyse des gouttelettes de lipide protéome quantitative peut être utilisée pour identifier les protéines qui se localisent à ou sont déplacés à partir de gouttelettes lipidiques dans des conditions telles que les infections virales. Nous décrivons ici un protocole qui a été utilisé avec succès pour caractériser les changements dans le protéome des gouttelettes de lipides après infection par le VHC. Nous utilisons l'étiquetage des isotopes stables avec les acides aminés dans la culture cellulaire (SILAC) et l'étiquette ainsi le protéome complet d'une population de cellules avec des acides « lourds » acides pour quantifier les protéines par spectrométrie de masse. Pour l' isolation des gouttelettes de lipides, les deux populations de cellules ( par exemple le VHC infectés / acides aminés « légers » et témoins non infectés / acides aminés « lourds ») sont mélangés à 1: 1 et lysées mécaniquement dans un tampon hypotonique. Après avoir enlevé les noyaux et cellules debris par centrifugation à basse vitesse, les protéines de gouttelettes lipidiques associée sont enrichies par deux étapes d'ultracentrifugation ultérieures suivies de trois étapes de lavage dans un tampon isotonique. La pureté des fractions de gouttelettes lipidiques est analysé par transfert de type western avec des anticorps reconnaissant les différents compartiments subcellulaires. protéines associées à des gouttelettes lipidiques sont ensuite séparés par électrophorèse sur gel de SDS-polyacrylamide (SDS-PAGE) suivie d'une coloration au bleu de Coomassie. Après digestion trypsique, les peptides sont quantifiés par spectrométrie de masse Chromatographie liquide-électrospray-tandem à ionisation (LC-ESI-MS / MS). En utilisant cette méthode, nous avons identifié des protéines recrutées à des gouttelettes lipidiques sur l'infection par le VHC qui pourraient représenter des facteurs d'accueil pro- ou anti-viraux. Notre méthode peut être appliquée à une variété de différentes cellules et conditions de culture, telles que l'infection par des agents pathogènes, stress environnemental ou un traitement médicamenteux.

Introduction

Les gouttelettes lipidiques sont des organelles cellulaires hautement cytoplasmiques (et nucléaires) dynamique composé d'un noyau de lipides neutres (triglycérides (TG) et l' ester de cholestérol (CE)) entourée par une monocouche de phospholipides avec des protéines intégrées 1. Tous les types de cellules produisent des gouttelettes lipidiques, mais ils varient en taille, la composition des lipides, et la décoration des protéines. Les gouttelettes lipidiques remplissent diverses fonctions, notamment comme réservoirs d'énergie et d'un précurseur de membrane ou en tant que dépôts de protéines. De plus, grâce à l'absorpt....

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Protocole

1. Préparation des médias pour l'étiquetage des Isotopes Stables avec des acides aminés dans la culture cellulaire (de SILAC)

REMARQUE: Ici, la Quantification protéine SILAC Kit - DMEM complété avec 50 mg de 13 C 6 L-Arginine-HCl a été utilisé pour l' étiquetage des SILAC. Le sérum de veau foetal dialysé (FCS) est fourni avec la protéine Kit Quantification de SILAC.

  1. Retirer 50 ml de chaque bouteille de milieu DMEM et ajouter 50 ml de FCS dialysé.
  2. Dissoudre 50 mg de 13 C 6 L-Lysine-2HCl et 50 mg de 13 C 6 L-Arginine-HCl dans 1 ml de milieu. Bien ....

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Résultats

Les gouttelettes lipidiques sont essentielles à l'infection par le VHC que les sites présumés de l'assemblage des virions, mais les mécanismes moléculaires de la morphogenèse et la sortie de virions sont en grande partie inconnus. Identifier les facteurs de dépendance hôte nouveaux impliqués dans ce processus, nous avons effectué une analyse quantitative du protéome des gouttelettes de lipides des cellules infectées par le VHC-21 (Figure 1A).

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Discussion

Nous décrivons ici un protocole pour isoler des gouttelettes lipidiques pour l'analyse du protéome des gouttelettes de lipides quantitative pour comparer l'enrichissement et l'appauvrissement des protéines associées à des gouttelettes lipidiques dans des conditions de culture diverses, telles que les infections virales. En tant que méthode alternative, l'analyse du protéome peut être réalisée avec quantifications sans étiquette basée sur l'intensité totale des pics. Cette méthode n'a aucune limit.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n'ont rien à dévoiler.

Remerciements

Nous remercions R. Bartenschlager (Université de Heidelberg) pour les constructions jc1, CM Riz (Université Rockefeller) pour les cellules Huh7.5, J. McLauchlan (Conseil de recherches médicales Virologie) pour la construction JFH1, T. Wakita (Institut national de la Maladies infectieuses, Japon) pour le JFH1, et B. Webster et WC Greene (Gladstone Institute of Virology and Immunology) pour les constructions rapporteurs HCVcc. Ce travail a été financé par des fonds de la DFG (HE 6889 / 2-1 (EH), INST 337 / 15-1 2013 et INST 337 / 16-1 2013 (SH)). L'Institut Heinrich Pette, Institut Leibniz pour Experimental Virology est pris en charge par la Ville libre et hanséati....

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Kit de Quantification des Protéines SILAC - DMEMThermo Fisher89983  ;
13C6 L-Arginine-HCl 50  ; mgThermo Fisher88210
Roti-Load 1Roth GmbHK929.1
Roti-Blue 5x ConcentréRoth GmbHA152.2  ;
10x SDS-Tris-Glycine - TamponGeyer Th. GmbH & Co.KG  ;A1415,0250  ;
GlutaMAX (100x)Life Technologies GmbH  ;350500038
Solution de pénicilline/streptomycine pour la culture cellulaireSigma-Aldrich Chemie GmbH  ;P4333-100ml  ;
DPBS 1x Dulbecco’s Phosphate-buffered SalineSigma-Aldrich Chemie GmbH  ;D8537  ;
Trypsine-EDTASigma-Aldrich Chemie GmbH  ;T3924-100ML  ;
Chlorure de sodium BioChemicaAppliChem GmbHA1149,1000
Tris Ultrapure  ;   ;AppliChem GmbHA1086,5000A  ;
EDTA BioChemicaAppliChem GmbHA1103,0250
Cocktail d’inhibiteurs de protéase 5 mLSigma-Aldrich Chemie GmbH  ;P8340-5ML  ;
D(+)-Saccharose BioChemicaAppliChem GmbHA3935,1000
Acide chlorhydrique (HCl) pur à 37 % Ph. Eur., NFAppliChem GmbHA0625
DC Dosage des protéines  ;Bio-Rad Laboratoris GmbH  ;500-0116  ;
GlycérolAppliChem GmbH151339
FDS UltrapureAppliChem GmbHA1112
Bleu de bromophénolAppliChem GmbHA2331
&beta ;-Mercaptoéthanol  ;AppliChem GmbHA4338
BlasticidineInvivogenant-bl-1  ;
Chlorure de potassiumAppliChemGmbH A1039
Fluorure de phénylméthanesulfonyle  ;AppliChem GmbHA0999
Phosphate de potassium monobasiqueSigma-Aldrich Chemie GmbH  ;
Hydrogénophosphate dipotassiqueSigma-Aldrich Chemie GmbH  ;P3786  ;
DTT  ;AppliChem GmbHA2948
NP-40AppliChemA1694
TWEEN 20AppliChemA4974
Lait écrémé en poudre en poudreAppliChemA0830
Anti-ADFP/ ADRP  ;abcamAB52355
M6PRB1/TIP47 100 & micro ; gabcamab47639
Calréticuline, pAb 200 & micro ; gEnzo Life Science GmbH  ;ADI-SPA-600-F  ;
Anti-&bêta ;-tubuline  ;Sigma-Aldrich Chemie GmbH  ;T6074 200µ ; l   ;
Éthanol absolu (EtOH)Geyer Th. GmbH & Co.KG  ;A3678,0250   ;
Anti-MnSODEnzo Life Science GmbH  ;ADI-SOD-110-F
Anti-souris HRPThermo Fisher Pierce32430
Anti-lapin HRPThermo Fisher  ; Pierce32460
Amersham Hyperfilm ECLGE Healthcare28906836
Lumi-Light Western Blot SubstratSigma-Aldrich Chemie GmbH  ;
de culture cellulaire à 96 puitsGreiner Bio-One GmbH  ;655 180  ;
Seringue Terumo 1 mLTerumoSS-01T
Filtropur BT 50, 500 mL, 0,45 & micro ; m  ;SARSTEDT  ;83.1823.100  ;
Mini-PROTEAN TGX Precast Gels, Any kD resolutiongel Bio-Rad Laboratoris GmbH  ;456-9034  ;
Plaque de culture cellulaire à 6 puitsGreiner Bio-One GmbH  ;657160  ;
Plats Nunclon 150/20  ;Fisher Scientific GmbH  ;10098720 - 168381
Racleur cellulaireneoLab Migge GmbH  ;C-8120  ;
Tube, 50 mLGreiner Bio-One GmbH  ;227261  ;
Tube SafeSeal sans RNase  ;SARSTEDT  ;72.706.400  ;
Tubes à centrifuger ultra clairs 11 x 60 mmBeckman Coulter GmbH  ;344062
Aiguilles d’aspirationTranscodent6482
Biosphere Fil. Astuce 1000  ;SARSTEDT  ;70.762.211  ;
Biosphère Fil. Astuce 200SARSTEDT  ;70.760.211  ;
Biosphère Fil. Astuce 10SARSTEDT  ;70.1130.210  ;
Broyeur de mouchoirs FisherScientific GmbH  ;
pilons pour broyeurs de tissus tout en verre DounceFisher Scientific GmbH  ;
Orbitrap Fusion
Branson Sonifier 450
Thermomixer confort, avec Thermoblock 1,5 mLEppendorf5355  ; 000.127
Mini-PROTEAN Tetra Cell, module Mini Trans-Blot et bloc d’alimentation de base PowerPac,  ;BioRad165-8033
Mini-PROTEAN 3 Chambre de coulée multipleBioRad165-4110
PowerPac HC AlimentationBiorad164-5052
Centrifugeuse  ;Eppendorf5424R
  ;Eppendorf5424
Optima L-90KBeckman Coulter GmbH  ;365670
SW 60 Ti RotorBeckman Coulter GmbH  ;
Infinite M1000 PROTecan
22130912015196001 plaque 1188372210389444Centrifugeuse 335649

Références

  1. Thiam, A. R., Farese, R. V. Jr, Walther, T. C. The biophysics and cell biology of lipid droplets. Nat Rev Mol Cell Biol. 14 (12), 775-786 (2013).
  2. Welte, M. A. Expanding roles for lipid droplets. Curr Biol. 25 (11), R470-R481 (2015).
  3. Brasaemle, D. L.

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Réimpressions et autorisations

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