자식 작용의 분석에<em> 페니 chrysogenum</em> 형광 현미경과 조합 기아 패드를 사용하여
Summary
A convenient and powerful method for studying autophagy in Penicillium chrysogenum by using starvation pads (mixtures of agarose and tap water in a microscope slide containing a central cavity) is presented here.
Abstract
The study of cellular quality control systems has emerged as a highly dynamic and relevant field of contemporary research. It has become clear that cells possess several lines of defense against damage to biologically relevant molecules like nucleic acids, lipids and proteins. In addition to organelle dynamics (fusion/fission/motility/inheritance) and tightly controlled protease activity, the degradation of surplus, damaged or compromised organelles by autophagy (cellular ‘self-eating’) has received much attention from the scientific community. The regulation of autophagy is quite complex and depends on genetic and environmental factors, many of which have so far not been elucidated. Here a novel method is presented that allows the convenient study of autophagy in the filamentous fungus Penicillium chrysogenum. It is based on growth of the fungus on so-called ‘starvation pads’ for stimulation of autophagy in a reproducible manner. Samples are directly assayed by microscopy and evaluated for autophagy induction / progress. The protocol presented here is not limited for use with P. chrysogenum and can be easily adapted for use in other filamentous fungi.
Introduction
사상균은 발달 과정의 연구를위한 훌륭한 모델 시스템입니다. 그들은 싼 재배, 자손 유전 적 접근성의 높은 번호와 같은 몇 가지 실험적인 혜택을 제공합니다. 마지막 포인트는 다양한 세포 메커니즘에 대한 이제까지의지지 않은 유전자의 중요성을 조사 허용 형질 전환 체의 건설을위한 특별한 관련이있다. 사상 균류는 잉여 및 / 또는 장애 세포 구성 요소의 제거를 위해 미토콘드리아 무결성과 자식 작용을 유지하고 유지하기위한 몇 가지 요소와 비정상적인 단백질, 미토콘드리아 역학의 분해 단백질 분해 효소 활동 등 셀룰러 품질 관리 경로의 메커니즘의 해명을위한 수단이되었습니다 기아 1,2,3 번에서 세포 생존 능력.
사상 균류 2 자식 작용의 연구에 사용할 수있는 여러 가지 실험 기법이있다 : 공포의 (ⅰ) 조사 전프로테아제는 투과 전자 현미경 (4)에 의해 억제 될 때 F 이들은 치밀 포식 체를 포함하는, (II)의 형광 염료 monodansyl의 카다를 이용하여 형광 현미경 5,6- 산성화 autophagosomal 구조 (III) 검출을 통해 GFP-Atg8 병소 모니터링함으로써 autophagosomes 가시화 7.
여기에, 자식 작용의 연구에 페니 chrysogenum 성장의 새로운 방법을 제시한다. 주요 요소는 단순히 아가 살균 수돗물에 용해 된 1 %로 구성 '기아 패드'이다. 추가 화합물 (예, 스트레스는, 스 캐빈 저는, 자식 작용 변조기)만큼 그들은 자동 형광 표시되지 않는 패드에 첨가 될 수있다. 패드는 얕은 중앙 캐비티를 포함 현미경 슬라이드에 있습니다. 포자 현탁액 또는 작은 균사체 파편 중 하나 접종에이 패드. 관심의 변형이 sporulat하지 않았을 경우에는, 후자는 것이 좋습니다효율적 전자 (예를 들어, Δ의 atg1 균주 8). 슬라이드는 샘플의 탈수를 방지하기 위해 (이들 용이 빈 피펫 팁 박스를 사용하여 구성 될 수있다)하고, 실온에서 배양 습윤 챔버에 위치된다. P. chrysogenum 이러한 조건 하에서 몇일 성장할 수있다. 자식 작용은 곰팡이 자식 작용에 대한 긍정적 인 마커 액포 확대하여 현미경으로 관찰 할 수있다. 이 기여, P.에서 chrysogenum 변형 (위스콘신 54-1255)는 자사의 C 말단 'SKL'순서 9 퍼 옥시 솜를 대상으로 녹색 형광 단백질을 형성하는 데 사용됩니다. 그러므로 페 록시의 열화를 모니터링하는 것이 가능하다. 이는 적절한 위치 파악 신호를 이용하여도 셀 (예를 들면, 미토콘드리아)의 다른 구획에 라벨 그들의 열화를 분석 가능하다. P. 데이터 있지만 chrysogenum Ws54-1255 (GFP-SKL)는 확실히 가능하고, 여기에 제시다른 진균에 대해서도 '기아 패드'방법을 사용하려면 (예를 들어, 뉴로 crassa의, Sordaria의 macrospora, 아스 페르 길 루스 종 등).
Protocol
Representative Results
Discussion
여기에 제시된 방법은 P.에서 자식 작용의 편리하고 재현성 연구를 할 수 있습니다 chrysogenum. 예를 들면, 곰팡이는이 아닌지의 자식 작용 반응을 조절할 수있는 여부를 다양한 화합물의 효능의 스크리닝에 사용될 수있다. 라파 마이신과 결과는 TOR 신호 전달의 억제는 P.에서 자식 작용의 뚜렷한 유도에 이르게 입증 chrysogenum 다른 생물 (11)에 대한 입증 된.
<p cla…Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
CQS receives a fellowship from the LOEWE Excellence Cluster for Integrative Fungal Research (IPF). The author would like to thank Ida J. van der Klei for the P. chrysogenum strains used in this work and Andreas S. Reichert for the gift of rapamycin.
Materials
| Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Microscope slides with central cavity | Carl Roth GmbH, Karlsruhe, Germany | H884.1 | These can be used multiple times after cleaning. |
| Glass beads | Carl Roth GmbH, Karlsruhe, Germany | A553.1 | Diameter: 0.25 – 0.50 mm |
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