By tagging the extracellular domains of membrane receptors with superecliptic pHluorin, and by imaging these fusion receptors in cultured mouse neurons, we can directly visualize individual vesicular insertion events of the receptors to the plasma membrane. This technique will be instrumental in elucidating the molecular mechanisms governing receptor insertion to the plasma membrane.
原形質膜(PM)と細胞内コンパートメント間の受容体の輸送を支配するメカニズムの理解は、優れた空間的および時間的な解像度で実験的なアプローチを必要とします。さらに、そのようなアプローチは、細胞内区画のものからPMに局在受容体を区別する能力を持っている必要があります。各小胞が受容体の数が少ないを運ぶので、最も重要なのは、単胞の受容体を検出することは、卓越した検出感度を必要とします。と細胞の化学固定を必要とするため、十分な時間分解能1-6を欠いている免疫標識表面受容体の蛍光顕微鏡検査、、受容体の輸送を調べるための標準的なアプローチは両方必要な空間および時間解像度を欠いている生化学的検出、続いて表面ビオチン化が含まれています。これらの制限を克服するために、私たちと他の人が開発され、新しいストラを採用してきた7月17日優れた空間的および時間的な解像度でPMに受容体の動的挿入の可視化を可能にtegy。アプローチでは、受容体のN末端 細胞外ドメインにpH感受性GFP、superecliptic pHluorin 18のタグが含まれています。 Superecliptic pHluorinは、酸性pHで中性pH及び非蛍光液(pH <6.0)での蛍光性のユニークな特性を持っています。したがって、細胞内輸送小胞またはエンドソーム区画の酸性ルーメン内タグ付けされた受容体は、非蛍光性であり、PMの外表面に、細胞外pH中性の環境にさらされた場合にのみ、それらは容易に可視になります。当社の戦略は、結果的に私たちは細胞内輸送小胞の中でそれらからPM表面受容体を区別することができます。十分な空間的および時間的な解像度だけでなく、受容体の動的輸送を研究するために必要な感度を達成するために、我々は採用反映内部合計私たちは光イメージング(〜170 nm)の最適な空間分解能を達成することができイオン蛍光顕微鏡(TIRFM)は、ビデオレート顕微鏡(30フレーム/秒)、感度の時間分解能は、単一GFPの蛍光を検出する分子。 TIRFM下イメージングpHluorinタグ付きの受容体によって、我々は直接培養神経細胞におけるPMに個々の受容体挿入イベントを可視化することができました。このイメージングアプローチは、潜在的にsuperecliptic pHluorinで標識することができる細胞外ドメインを持つ任意の膜タンパク質に適用することができ、異なる膜タンパク質(受容体、イオンチャネル、トランスポーター、など)の挿入をするために、管理キー詳細なメカニズムの解剖を許可します午後。
For unknown reasons, mouse neurons are always more difficult to culture than rat neurons. In our experience, a mixed culture of neurons and glia works well for primary cultured mouse neurons. However, such a mixed culture is not suitable for TIRF imaging experiments, as in this type of culture neurons and their processes tend to grow on top of glia cells, situating the neuronal somata and dendritic processes beyond the reach of TIRF microscopy. Therefore, a lower-density neuronal culture with few glia on the covers…
The authors have nothing to disclose.
This work is supported by startup funds from The Jackson Laboratory.
Name of Reagent | Company | Catalogue Number | Comments |
purified bovine collagen solution (Purecol) | Advanced Biomatrix | 5005-B | |
Hank’s Balanced Salt Solution (HBSS) | GIBCO | 14185-045 | |
penicillin-streptomycin (Pen Strep) | GIBCO | 15140-122 | |
sodium pyruvate | GIBCO | 11360-070 | |
DMEM High Glucose | GIBCO | 10313-021 | |
fetal bovine serum (FBS) | |||
GlutaMAX | GIBCO | 35050-061 | |
papain | Worthington Biochemical Corp. | LS003126 | |
Deoxyribonuclease I from bovine pancreas (DNase I) | SIGMA | DN25-10MG | |
Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (DPBS) | GIBCO | 14190-144 | |
0.05% trypsin | GIBCO | 25300-054 | |
poly-l-lysine hydrobromide | SIGMA | P2636-1G | |
boric acid | Fisher-Scientific | BP 168-500 | |
Neurobasal Medium | GIBCO | 21103-049 | |
B-27 Serum-Free Supplement | GIBCO | 17504-044 | |
heat inactive horse serum | GIBCO | 26050-070 | |
Lipofectamine 2000 | Invitrogen | 11668 019 | |
HEPES | Fisher-Scientific | BP310-500 | |
Culture Insert | Millipore | PICM03050 |