Sondeo de la actividad mitocondrial complejo en células estaminales embrionarias humanas
Summary
En este video, te mostramos cómo los complejos de la cadena respiratoria mitocondrial de las células madre embrionarias humanas pueden ser analizadas utilizando en ensayos de actividad gel.
Abstract
Las mitocondrias son orgánulos citoplásmicos que tienen un papel primordial en el metabolismo celular y la homeostasis, la regulación de la red de señalización celular y muerte celular programada. Las mitocondrias producen ATP, regulan el estado redox citoplasmático y Ca2 + equilibrio, catabolizar ácidos grasos, síntesis del grupo hemo, nucleótidos, hormonas esteroides, aminoácidos, y ayudar a armar hierro-azufre en las proteínas. Las mitocondrias también tienen un papel esencial en la producción de calor. Las mutaciones del genoma mitocondrial causar varios tipos de trastornos humanos. La acumulación de mutaciones en el ADNmt se correlaciona con la edad y se sospecha que tienen un papel importante en el desarrollo del cáncer. Debido a su papel de vital importancia en todos los tipos de células, la función de las mitocondrias también se debe ser crítico para las células madre. Principales avances se han hecho en nuestra comprensión de la viabilidad de las células madre, proliferación y capacidad de diferenciación. Sin embargo, la actividad funcional de las células madre, en su condición particular de la energía, no se ha estudiado en detalle. Casi nada se sabe acerca de las propiedades de las mitocondrias de células madre embrionarias humanas (hESCs) y su progenie diferenciada precursor. Una manera de entender y evaluar el papel de la mitocondria en células madre y la función potencial de desarrollo es medir directamente la actividad de los complejos respiratorios mitocondriales. A continuación, describimos alta resolución clara electroforesis en gel nativo y la posterior visualización en gel de la actividad como un método para el análisis de los cinco complejos de la cadena respiratoria de hESCs.
Protocol
Discussion
En este vídeo, que hemos descrito la extracción de complejos de proteínas mitocondriales de células madre embrionarias humanas, la separación de alta resolución clara electroforesis en gel nativo (hrCNE), y el posterior análisis en gel de ensayos de actividad catalítica. hrCNE resuelve complejos proteína de la membrana mitocondrial con una resolución comparable a la de la electroforesis en gel nativo azul y es superior para los ensayos de actividad en gel. Esta técnica se puede emplear no sólo para cuantificar respiratoria mitoc…
Acknowledgements
Estudios en humanos con células madre embrionarias en el laboratorio Teitell son compatibles actualmente con un Instituto de Medicina Regenerativa de California (CIRM), las semillas de subvención RS1-00313. Agradecemos a la Dra. Carla Koehler (UCLA) y los miembros del laboratorio de Koehler para proporcionar asesoramiento y conocimientos en estos y otros estudios.
Materials
| Material Name | Tipo | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| 0.5M EDTA | Fisher Scientific | BP120-1 | adjust pH to 8.0 with NaOH | |
| 1M NaCl | Sigma | S3014-500MG | ||
| 1M Sodium succinate | Fisher Scientific | S413-500 | ||
| 0.1M Sodium phosphate buffer pH 7.2 | Fisher Scientific | BP332-1 and BP329-1 | Mix 68.4 ml of 1M Na2HPO4 and 31.6 ml of 1M NaH2PO4 to prepare 0.1M sodium phosphate buffer with pH 7.2 at 25 C | |
| 1M Tricine, pH 7.0 (adjusted with NaOH) | EMD | 9010 | store at 4 C | |
| 1M imidazole/HCl, pH 7.0 | Sigma | I-2399 | store at 4 C | |
| 1M Tris-HCl, pH 7.4 | Fisher Scientific | BP153-1 | ||
| 20% (wt/vol) dodecyl-b-D-maltoside (DDM) | Fluka | 44205-500MG | Dissolved in water. Store 1 ml aliquots at –20 C. | |
| 10% (wt/vol) digitonin (>50% purity, used without recrystallization) | Fluka | 37008-1G | Dissolved in water. Store 0.1–1 ml aliquots at –20 C. Should be warmed up to 95 C before use. | |
| 2M 6-aminohexanoic acid | Fluka | 07260-100G | store at 4 C | |
| 10x Ponceau S/glycerol stock solution | Sigma | P-3504 and G6279-1L | 0.1% Ponceau S, 50% glycerol, (wt/vol) in water. | |
| 10% w/v sodium deoxycholate | Fluka | 30970-25G | Dissolved in water. Must be protected from light. Adjust pH to 7.0 with HCl, filter and store at room temperature. | |
| 250 mM phenazine methasulfate (PMS) | TCI America | P0083 | Dissolved in DMSO and aliquoted. Store at –20 C. | |
| Nitro-blue tetrazolium (NBT) | Amresco | 0329-1G | ||
| 3,3’-diaminobenzidine tetrahydrochloride (DAB) | TCI America | D0078 | ||
| Pb(NO3)2 | Fisher Scientific | L62-100 | ||
| MgSO4 | Fisher Scientific | BP213-1 | ||
| Tris base | Fisher Scientific | BP152-10 | ||
| Glycine | Fisher Scientific | G45-212 | ||
| Adenosine 5’-triphosphate disodium salt (ATP) | Sigma | A2383-5G | Grade I, minimum 99% | |
| beta-nicotineamide adenine dinucleotide (NADH) reduced form | Sigma | N-8129 | ||
| Cytochrome c From horse heart | Sigma | C2506-250MG | ||
| Sucrose | Fisher Scientific | BP220-212 | ||
| 100x protease inhibitor cocktail | Sigma | P8340 | Store at – 20 C. | |
| Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Fisher Scientific | D128-500 | ||
| Trypan blue Stain 0.4% | Gibco | 15250-061 | ||
| 10x Trypsin (0.5%) | Gibco | 15400-054 | ||
| Trypsin Inhibitor | Gibco | 17075-029 |
Referências
- Wittig, I., Braun, H. -. P., Sch˫gger, H. Blue native PAGE. Nature Protocols. 1, 418-428 (2006).
- Wittig, I., Karas, M., Sch˫gger, H. High Resolution Clear Native Electrophoresis for In-gel Functional Assays and Fluorescence Studies of Membrane Protein Complexes. 6. Molecular & Cellular Proteomics. 6, 1215-1225 (2007).
- Wittig, I., Carrozzo, R., Santorelli, F. M., Sch˫gger, H. Functional assays in high-resolution clear native gels to quantify mitochondrial complexes in human biopsies and cell lines. Electrophoresis. 28, 3811-3820 (2007).
- Castle, J. D., Coligan, J. E., Dunn, B. M., Speicher, D. W., Wingfield, P. T. Purification of Organelles from Mammalian Cells. Current Protocols in Protein Science. 4.2, 4.2.1-4.2.57 (2007).
