שיטת מדידה של קינטיקס Fusion ויראלי ברמה חלקיק יחיד
Summary
אנו מציגים<em> במבחנה,</em> שני צבעים assay הקרינה לדמיין את היתוך של חלקיקי נגיף יחיד עם bilayer היעד נוזל. על ידי תיוג חלקיקים נגיפיים עם fluorophores כי דיפרנציאלי כתם הממברנה ויראלי הפנים שלה, אנו יכולים לפקח על קינטיקה של hemifusion היווצרות נקבוביות.
Abstract
היתוך ממברנה היא מהווה נדבך חיוני במהלך כניסה של וירוסים עטופים לתוך התאים. מבחני היתוך קונבנציונלי בדרך כלל לדווח על מספר רב של אירועים היתוך, ולכן קשה לנתח באופן כמותי את רצף הפעולות המולקולריים המעורבים. פיתחנו במבחנה, שני צבעים assay הקרינה לפקח קינטיקה של פיוזינג חלקיקי נגיף יחיד עם bilayer היעד על תמיכה נוזל בעיקרו.
חלקיקים שפעת נגיפית מודגרת עם fluorophore lipophilic ירוק להכתים את הממברנה fluorophore הידרופילי אדום להכתים את פנים ויראלי. אנו פיקדון bilayer ganglioside המכילים שומנים על פני השטח dextran-functionilized הזכוכית של התא זרימה, דגירה חלקיקים נגיפיים על bilayer את התמונה מישוריים את הקרינה של 100 x 100 מיקרומטר אזור 2, המכיל כמה מאות של חלקיקים, על CCD המצלמה. על ידי הדמיה הן פלואורסצנטי אדום וירוק, אנחנו יכולים בו זמנית לפקח על התנהגותם של לצבוע את הממברנה (ירוק) לבין תוכן מימית (אדום) של חלקיקים.
לאחר הפחתת ה-pH מתחת לערך pH המיזוג, חלקיקים יהיה הפתיל עם הממברנה. Hemifusion, מיזוג של עלון החיצוני של קרום ויראלי עם עלון החיצוני של קרום היעד, יהיה גלוי כשינוי פתאומי פלואורסצנטי ירוק של חלקיק. עם היתוך הבאים של שני כרוזים דיסטלי הנותרים נקבוביות תוקם ואת fluorophore אדום פולטות חלקיק נגיפי ישוחררו תחת קרום היעד. אירוע זה יהיה להצמיח ירידה של הקרינה האדום של חלקיקים בודדים. לבסוף, פלואורסצנציה משולב מ fluorophore pH רגיש המוטבע קרום היעד מדווחת על הזמן המדויק של ירידה ה-pH.
מתוך שלושת זמן פלואורסצנציה-עקבות, את כל האירועים החשובים (ירידה pH, שומנים ערבוב על תוכן hemifusion, ערבוב על היווצרות נקבוביות) כעת ניתן לחלץ בצורה ישירה עבור כל חלקיק בנפרד. על ידי איסוף פעמים שחלף על מעברים שונים עבור חלקיקים בודדים רבים היסטוגרמות, אנו יכולים לקבוע את תקופות חיים של ביניים המקביל. אפילו ביניים נסתרים אין הנצפה פלורסנט ישיר ניתן דמיינו ישירות היסטוגרמות אלו.
Protocol
Discussion
הכנת נוזל רציפה bilayers השומנים נתמך יכול להיות מאתגר. כמויות זעירות של חומר מזהם פגמים או משטח תמנע הפצת bilayers. בתצהיר ניקוי זהיר של שכבה אחידה של dextran חיוניים.
הדמיה ממושכת של חלקיקי הנגיף יכול להלבין את תוויות ניאון או לגרום להם להי…
Acknowledgements
העבודה נתמכה על ידי NIH מענקים AI57159 (עד SCH) ו AI72346 (עד AMvO). SCH הוא הווארד יוז חוקר רפואי במכון.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Corning cover glass squares, 25 mm | Sigma | CLS286525 | ||
| Fused silica slides | Technical Glass | |||
| Staining rack | Thomas Scientific | 8542E40 | ||
| (3- glycidoxypropyl)trimethoxysilane | Gelest | SIG5840.1 | ||
| Dextran T-500 | Pharmacosmos | 5510 0500 4006 | ||
| 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DOPC) | Avanti | 850375 | ||
| 1-palmitoyl-2oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (POPC) | Avanti | 850457 | ||
| Cholesterol | Avanti | 700000 | ||
| N-((6-(biotinoyl)amino)hexanoyl)-1,2-dihexadecanoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine, triethylammonium salt (biotin-X DHPE) | Invitrogen | B1616 | ||
| Streptavidin, fluorescein conjugate | Invitrogen | S-869 | ||
| Disialoganglioside GD1a from bovine brain | Sigma | G2392 | ||
| Mini Extruder | Avanti | 610000 | ||
| 0.1 micron polycarbonate membrane filters | Whatman | 800309 | ||
| 10 mm drain discs (membrane supports) | Whatman | 230300 | ||
| Sulforhodamine b sodium salt | S1402 | |||
| Octadecyl rhodamine 110 (Rh110C18) | See Floyd et al. 2008 for synthesis protocol | |||
| PD-10 desalting columns | GE Healthcare | 17-0851-01 | ||
| Nikon fluorescence microscope | Nikon | TE2000-U | ||
| Plan Apo TIRF 60x 1.45 NA objective | Nikon | |||
| Innova 70C Spectrum Ar/Kr laser | Coherent | |||
| Syringe Pump | Harvard Apparatus | 702213 |
References
- Elender, G., Kuhner, M., Sackmann, E. Functionalisation of Si/SiO2 and glass surfaces with ultrathin dextran films and deposition of lipid bilayers. Biosens Bioelectron. 11, 565-577 (1996).
- Floyd, D. L., Ragains, J. R., Skehel, J. J., Harrison, S. C., van Oijen, A. M. Single-particle kinetics of influenza virus membrane fusion. Proc Natl Acad Sci U S A. 105, 15382-15387 (2008).
