オートファジーの解析で<em>ペニシリウム·クリソゲヌム</em>蛍光顕微鏡と組み合わせて飢餓パッドを使用した
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
糸状菌は、発達過程の研究のための優れたモデル系である。彼らは安い栽培、子孫と遺伝のアクセシビリティの高い番号のようないくつかの実験的な利点を提供します。最後の点は、様々な細胞メカニズムのそれまで未同定の遺伝子の重要性を調査できるように、形質転換体の構築のために特に重要である。糸状菌は、剰余金の除去および/または機能不全の細胞成分のための維持のためにミトコンドリアの完全性およびオートファジーを維持するため、異常なタンパク質の分解のためのプロテアーゼ活性のような細胞の品質管理経路のいくつかの要素とメカニズムの解明のためにミトコンドリアのダイナミクス尽力されてきた飢餓1,2,3の時代に、細胞生存率。
糸状菌2におけるオートファジーの研究のために利用可能ないくつかの実験技術があります：液胞の（I）の調査私がプロテアーゼは、透過型電子顕微鏡4によって阻害されたときfはそれらが密なオートファジー体を含むこと、（ii）蛍光色素モノダンシルカダベリを使用して、蛍光顕微鏡5,6酸性化オートファゴソーム構造の（iii）の検出によりGFP-Atg8病巣を監視することによりオートファゴソームの可視化7。
ここで、オートファジー研究のために、ペニシリウム·クリソゲヌムを成長させる新規な方法が提示される。主な要素は、単にアガロース滅菌水道水に溶解した1％からなる「飢餓パッド」である。追加の化合物（ 例えば、ストレス因子、スカベンジャー、オートファジー変調器）は、それらが自己蛍光を表示しないように、パッドに追加することができます。パッドは浅い中央の空洞が含まれている顕微鏡スライドに位置しています。このパッドに胞子懸濁液または小さな菌糸断片のいずれかで接種した。興味のある歪がsporulatに失敗した場合、後者が推奨される効率的に電子（ 例えば、ΔのATG1株 8）。スライドは、試料の乾燥を防ぐために（これらは容易に空のピペットチップボックスを使用して構成することができる）湿潤チャンバー内に配置し、室温でインキュベートする。P.クリソゲヌムは、これらの条件下で、数日間成長させることができる。オートファジーは、真菌、オートファジーのための肯定的なマーカーである液胞の拡大によって顕微鏡的に観察することができる。この貢献、Pにクリソゲナム菌株 （ウィスコンシン州54から1255）は、そのC末端'SKL'配列9によってペルオキシソームに標的化された緑色蛍光タンパク質を形成するために使用される。従って、ペルオキシソームの劣化を監視することが可能である。適切な局在化シグナルを使用してそれらの分解を分析することにより、細胞（ 例えば、ミトコンドリア）の他の区画を標識することが可能である。 Pからデータもののクリソゲヌム Ws54-1255（GFP-SKLが）それは確かに可能であり、ここで提示されている他の糸状菌（ 例えば、アカパンカビ、Sordaria macrospora、アスペルギルス種、 など ）にも「飢餓パッド'メソッドを使用します。
Protocol
Representative Results
Discussion
ここで紹介する方法はPにオートファジーの便利で再現可能な研究を可能にするクリソゲヌム 。例えば、それらはこの菌かのオートファジー応答を調節することができるかどうかを、種々の化合物の有効性をスクリーニングするために使用することができる。ラパマイシンを用いた結果は、TORシグナル伝達の阻害は、Pにおけるオートファジーの顕著な誘導を導くことを証?…
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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