Summary

Patch clamp y técnicas de perfusión para el estudio de los canales iónicos expresados ​​en Xenopus Ovocitos

Published: January 10, 2011
doi:

Summary

Corriente iónica de los canales BK se registraron con la técnica de patch clamp. Canales BK se expresan en<em> Oocitos de Xenopus</em> Mediante la inyección de ARN mensajero. La solución intracelular durante las grabaciones de patch clamp es controlado por un sistema de perfusión.

Abstract

El protocolo que aquí se presenta está diseñado para estudiar la activación de la gran conductancia, el voltaje y Ca 2 +-K + activado (BK) canales. El protocolo también puede ser usado para estudiar la relación estructura-función de otros canales iónicos y receptores de los neurotransmisores 1. Canales BK se expresan ampliamente en diferentes tejidos y se han implicado en muchas funciones fisiológicas, incluyendo la regulación de la contracción del músculo liso, Ajuste de la frecuencia de las células ciliadas internas y la regulación de la liberación de neurotransmisores 2-6. Canales BK son activados por despolarización de la membrana y por intracelular de Ca 2 + y Mg 2 + 9.6. Por lo tanto, el protocolo está diseñado para controlar tanto el voltaje de la membrana y la solución intracelular. En este protocolo, el ARN mensajero de los canales BK se inyecta en ovocitos de Xenopus laevis (fase V-VI), seguido de 2-5 días de incubación a 18 ° C 10-13. Parches de membrana que contienen canales BK uno o varios son extirpados con la configuración de adentro hacia afuera utilizando técnicas de patch clamp 10-13. La parte intracelular del parche es perfundidos con soluciones deseadas durante la grabación para que la activación del canal en condiciones diferentes pueden ser examinados. En resumen, el ARNm de los canales BK se inyecta en ovocitos de Xenopus laevis que expresan proteínas de canales en la membrana del ovocito, las técnicas de patch clamp se utilizan para registrar las corrientes que fluyen a través de los canales de bajo voltaje controlado y soluciones intracelulares.

Protocol

1. La inyección de ARNm en los oocitos Inyectar 0,05 a 50 ng de ARN mensajero que se transcribe in vitro en ovocitos de Xenopus laevis (fase V-VI) con Nanoject II Auto-Inyector nanolitros (Drummond Scientific Company, modelo 3-000-204). Repetir la inyección en una docena de ovocitos de cada ARNm. Enjuague los ovocitos inyectados dos veces con solución de ND-96 (96 mM de cloruro de sodio (NaCl, el Sr. 58,44 g / mol), 2 mM de cloruro de potasio (KCl, el Sr. 74,56 g / mol)…

Discussion

El sistema de expresión de ovocitos es ideal para la caracterización electrofisiológica de los canales iónicos dependientes de voltaje debido a la relativamente baja de fondo de los canales endógenos. Además, dado que se trata de un sistema de expresión transitoria, que proporciona un método eficiente de llevar a cabo el estudio de mutagénesis de estos canales. Sin embargo, cabe señalar que el sistema de expresión de los ovocitos es diferente de la de células de mamíferos, por lo tanto puede haber diferenci…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabajo fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud subvenciones R01-R01-HL70393 y NS060706 a JCJC es un profesor de ingeniería biomédica de la Fundación Spencer T. Olin.

Materials

Material Name Tipo Company Catalogue Number Comment
Nanoject II Auto-Nanoliter Injector   Drummond Scientific Company 3-000-204  
P-97 Flaming/Brown Micropipette Puller   Sutter Instruments P-97  
Perfusion System and Electronic Controller   AutoMate Scientific, Inc. ValveLink 16 Inner diameter of perfusion tip: 100 microns
Inverted Microscope   Olympus CKX31  
Glass Pipettes   VWR International 53432-921  
Flaming/Brown Micropipette Puller   Sutter Instrument Co. P-97  
Amplifier   Axon Instruments AXOPATCH 200B  
Computer Interface   INSTRUTECH Corporation ITC-18  
Headstage   Axon Instruments CV 203BU  

Riferimenti

  1. Methfessel, C. Patch clamp measurements on Xenopus laevis oocytes: currents through endogenous channels and implanted acetylcholine receptor and sodium channels. Pflügers Arch. 407, 577-588 (1986).
  2. Toro, L., Wallner, M., Meera, P., Tanaka, Y. Maxi-K (Ca), Unique Member of the Voltage-Gated K Channel Superfamily. News Physiol. Sci. 13, 112-117 (1998).
  3. Fettiplace, R., Fuchs, P. A. Mechanisms of hair cell tuning. Annu. Rev. Physiol. 61, 809-834 (1999).
  4. Du, W. Calcium-sensitive potassium channelopathy in human epilepsy and paroxysmal movement disorder. Nat. Genet. 37, 733-738 (2005).
  5. Ledoux, J., Werner, M. E., Brayden, J. E., Nelson, M. T., T, M. Calcium-activated potassium channels and the regulation of vascular tone. Physiology (Bethesda). 21, 69-78 (2006).
  6. Salkoff, L. High-conductance potassium channels of the SLO family. Nat. Rev. Neurosci. 7, 921-931 (2006).
  7. Shi, J., Cui, J. Intracellular Mg2+ enhances the function of BK-type Ca2+-activated K+ channels. J. Gen. Physiol. 118, 589-606 (2001).
  8. Magleby, K. L. Gating mechanism of BK (Slo1) channels: so near, yet so far. J. Gen. Physiol. 121, 81-96 (2003).
  9. Latorre, R., Brauchi, S. Large conductance Ca2+-activated K+ (BK) channel: activation by Ca2+ and voltage. Biol. Res. 39, 385-401 (2006).
  10. Cox, D. H., Cui, J., Aldrich, R. W., W, R. Allosteric gating of a large conductance Ca-activated K+ channel. J. Gen. Physiol. 110, 257-281 (1997).
  11. Cui, J., Aldrich, R. W. Allosteric linkage between voltage and Ca2+-dependent activation of BK-type mslo1. K+ channels. Biochemistry. 39, 15612-15619 (2000).
  12. Yang, H. Activation of Slo1 BK channels by Mg2+ coordinated between the voltage sensor and RCK1. 15, 1152-1159 (2008).
  13. Lee, U. S., Cui, J. {beta} subunit-specific modulations of BK channel function by a mutation associated with epilepsy and dyskinesia. J. Physiol. , 587-1481 (2009).

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Citazione di questo articolo
Yang, J., Delaloye, K., Lee, U. S., Cui, J. Patch Clamp and Perfusion Techniques for Studying Ion Channels Expressed in Xenopus oocytes. J. Vis. Exp. (47), e2269, doi:10.3791/2269 (2011).

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