CG נתמך על ידי תרומות של סוכנות הידיעות הלאומית de la משוכלל ונדיר (ANR-13-JSV1-0008), מתוכנית המסגרת השביעית של האיחוד האירופי (n˚8304162 אינטגרציה מארי קירי קריירה) ומן המועצה האירופית למחקר (ERC) תחת אופק של האיחוד האירופי 2020 מחקר תוכנית חדשנות (n˚639300 גרנט המוצא ERC).

1. ליגנד הצמידה כדי חרוזים מגנטיים הערה: נטיה ליגנד מתבצע באמצעות חרוזים פאראמגנטי המופעל Tosyl עם 2.8 מיקרומטר קוטר (ריכוז פתרון המניות 10 8 חרוזים / מ&quot;ל, 30 חרוזים מ&quot;ג / מ&quot;ל). הפרוטוקול הבא מבוסס על דגימות של כ 2 x 10 5 תאים, אשר מתאימות MRC-5 תאים שגודלו 80% confluency בצלחת בתרבית רקמה 60 מ&quot;מ. כוון את עוצמת הקול של חרוזים ריאגנטים בהתאם אם באמצעות צלחות בגדלים או תאים שונים בהתלכדויות שונות. השתמש בסכום של חרוזי פאראמגנטי כדי שיהיו 2 חרוזים לכל תא. לכן, 4 x 10 5 חרוזים נדרשים על צלחת 60 מ&quot;מ. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ביסודיות resuspend את החרוזים הבקבוקון המקורי על ידי vortexing לפחות 30 שניות. Aliquot 40 μL של חרוזים פאראמגנטי מושעים (המקביל ל 4 x 10 6 חרוזים) כדי צינור 1.5 מ&quot;ל microcentrifuge. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את הצינור על separati מגנטיעל דוכן על מנת להפריד החרוזים המגנטיים מהפתרון. בטל supernatant, להסיר את צינורית מדוכן הפרדה מגנטי ו resuspend את החרוזים ב 1 מ&quot;ל 0.1 M Na-פוספט pH 7.4. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השלב לשטוף וחזור פעמיים עם 1 מ&quot;ל 0.1 M Na-פוספט pH 7.4. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שטיפה של דבר, resuspend את החרוזים ב 1 מ&quot;ל 0.1 M Na-פוספט pH 7.4. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים 100 מיקרוגרם שור פיברונקטין (FN) או כל ליגנד רצפטור הידבקות תאים אחרים אל pH 1 מ&quot;ל 0.1 M Na-פוספט 7.4 המכילה חרוזים ומערבבים ידי pipetting. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים קודמים על ידי החלפת FN או כל ליגנד ספציפי אחר עם BSA, פולי- D- ליזין או apo-transferrin עבור פקדים שליליים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחלופין, לניתוח ג&#39;ל, לקחת aliquot 10 μL של פתרון ליגנד עבור ניתוח יעילות crosslinking ומערבבים עם נפח מתאים של חיץ מדגם Laemmli מרוכז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה חרוזים עם תמיסה המכילה ליגנד 12-24 שעות ב 37 מעלות צלזיוס על הרוטור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם מצרף חרוזים להופיע לאחר התגובה התרחשה, sonicate (חשמל רציף 39 W) לכל היותר 10-20 s. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבודד את החרוזים באמצעות עמדת פרדה מגנטית, לשאוב את הפתרון הנותרים ולהוסיף 1 מיליליטר של PBS / 0.2% BSA pH 7.6 פתרון. דגירה של 1 ש &#39;על הרוטור על 37 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף חרוזים באמצעות פעמיים מגנט עם 1 מ&quot;ל PBS / 0.2% BSA pH 7.6. חרוזים Resuspend ב 1 מ&quot;ל PBS / 0.2% BSA pH 7.6. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חרוזים Sonicate אם אגרגטים להופיע לכל היותר 20-30 s. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחלופין, להסיר aliquot 10 μL בניתוח היעילות צימוד ידי כתם המערבי (לערבב עם נפח מתאים של חיץ מדגם מרוכז Laemmli). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המשך לתא מבחנים או חרוזי חנות ב 4 מעלות צלזיוס למשך עד חודש 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחלופין, להפעיל ג&#39;ל SDS-PAGE ו כתם כחול Coomassie לנתח crosslinking FN כדי חרוזים מגנטיים. </li></ol> 2. יישום של כוחות Tensional על חרוזים מצופים ליגנד Bound הידבקות קולטנים על הגבפני השטח של תאים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תאי חסיד תרבות על צלחת תרבות 60 מ&quot;מ רקמה במדיום גידול מתאים (בדרך כלל DMEM 4.5 גר &#39;/ ל D- גלוקוז בתוספת FCS 10%) עד שמגיע 80% confluency. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן חיץ תמוגה הלא denaturing הלא יוניים (20 מ&quot;מ טריס HCl 7.6 pH, 150 מ&quot;מ NaCl, 2 מ&quot;מ MgCl 2, 0.1% NP-40) וצינורות צמרמורת microcentrifuge. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גלולה חרוזים מצופים ליגנד ממדור 1.10 ו resuspend ב 1 מ&quot;ל PBS / 0.2% BSA pH 7.6. הוספת 100 μL של פתרון חרוזים מצופים ליגנד עד 5 מ&quot;ל של מדיום מערבולת תרבות חמים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשאוב בינוני בצלחת תרבות 60 מ&quot;מ ולהוסיף 5 מ&quot;ל מדיום הגידול חם בתוספת חרוזים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה של 20 דקות בתנאי תרבית תאים (37 מעלות צלזיוס, 5% CO 2) כדי לאפשר החרוזים משקעים לדבוק תאים. זה חיוני כדי לא יעלה על 20 דקות מאז חרוזים ניתן הפנימו ידי phagocytosis. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחלופין, להתבונן החרוזים תחת מיקרוסקופ אור באמצעות obje 10X או 20Xctive ולבדוק הידבקות חרוז ידי טלטול צלחת להפלות בין מצורף צף חרוזים מעט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תוך שמירה על תרבות הצלחת בחממה, להחליף את מכסת הצלחת הנורמלית מכסה עם מגנט ניאודימיום עגול 38 מ&quot;מ המצורפת על הפנים העליון. המגנט מוחזק במקום על ידי שני מגנטי ניאודימיום קטנים 13 מ&quot;מ ממוקמים בחלק התחתון של הפנים של המכסה. מאז המגנטים הם מאוד חזקים, לתפעל אותם בקפידה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירת תאים נתונים מתח עבור נקודות הזמן הרצויות בתנאי תרבית תאים (37 מעלות צלזיוס, 5% CO 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הטיפול, מניחים צלחת על הקרח ובזהירות לשאוב את המדיום כולו מצלחת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוספת 300 μL של חיץ תמוגה התא, דגירה במשך 10 דקות על הקרח. אסוף את lysate באמצעות תא מגרד והעברת צינור microcentrifuge מראש צונן 1.5 מ&quot;ל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גלולת החרוזים המגנטיים באמצעות דוכן ההפרדה המגנטי ולהעביר את lysate התא הכולל עד צמרמורת מראש חדשהאד צינור 1.5 מ&quot;ל microcentrifuge. אחסן חלק זה ב -20 ° C לניתוח נוסף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שטפו את החרוזים 3 פעמים עם חיץ 1 תמוגה קר כקרח מ&quot;ל. הוסף 50 μL Laemmli מדגם חיץ גלולה חרוז, ומערבבים על ידי pipetting ומרתיחים על 95 מעלות צלזיוס למשך 5 דקות באמצעות תנור לחסום יבש. חלק זה מכיל את מתחמי הידבקות המבודדים. המשך ניתוח או חנות ביוכימיים ב -20 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מן lysate התא הכולל המתקבל לאחר ההפרדה חרוזים (כ -300 μL), להסיר aliquot 50 μL לניתוח כתם המערבי. הערה: 250 μL עזב יכול לשמש מחקרים ביוכימיים נוספים כגון מחקרי אינטראקציה בין חלבונים (immunoprecipitation, מבחני נפתח GST) או ניסויי פעילות GTPase (שינוי למאגר תמוגה עשוי להיות נחוץ תלוי GTPase של עניין). </li></ol>

<ol>
	<li>Discher, D. E., Janmey, P., Wang, Y. -. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Tissue cells feel and respond to the stiffness of their substrate. 310 (5751), 1139-1143 (2005).</li><li>DuFort, C. C., Paszek, M. J., Weaver, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Balancing+forces:+architectural+control+of+mechanotransduction.">Balancing forces: architectural control of mechanotransduction.</a> Nat Rev Mol Cell Biol. 12 (5), 308-319 (2011).</li><li>Guilluy, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Rho+GEFs+LARG+and+GEF-H1+regulate+the+mechanical+response+to+force+on+integrins.">The Rho GEFs LARG and GEF-H1 regulate the mechanical response to force on integrins.</a> Nat Cell Biol. 13 (6), 722-727 (2011).</li><li>Matthews, B. D., Overby, D. R., Mannix, R., Ingber, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+adaptation+to+mechanical+stress:+role+of+integrins,+Rho,+cytoskeletal+tension+and+mechanosensitive+ion+channels.">Cellular adaptation to mechanical stress: role of integrins, Rho, cytoskeletal tension and mechanosensitive ion channels.</a> J Cell Sci. 119 (3), 508-518 (2006).</li><li>Zhao, X. -. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Force+activates+smooth+muscle+alpha-actin+promoter+activity+through+the+Rho+signaling+pathway.">Force activates smooth muscle alpha-actin promoter activity through the Rho signaling pathway.</a> J Cell Sci. 120 (Pt 10), 1801-1809 (2007).</li><li>Engler, A. J., Sen, S., Sweeney, H. L., Discher, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Matrix+elasticity+directs+stem+cell+lineage+specification.">Matrix elasticity directs stem cell lineage specification.</a> Cell. 126 (4), 677-689 (2006).</li><li>Austen, K., Kluger, C., Freikamp, A., Chrostek-Grashoff, A., Grashoff, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+and+analysis+of+biosensors+to+measure+mechanical+forces+within+cells.">Generation and analysis of biosensors to measure mechanical forces within cells.</a> Meth Mol Biol. 1066, 169-184 (2013).</li><li>Grashoff, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+mechanical+tension+across+vinculin+reveals+regulation+of+focal+adhesion+dynamics.">Measuring mechanical tension across vinculin reveals regulation of focal adhesion dynamics.</a> Nature. 466 (7303), 263-266 (2010).</li><li>Pelham, R. J., Wang, Y. l. . <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+locomotion+and+focal+adhesions+are+regulated+by+substrate+flexibility.">Cell locomotion and focal adhesions are regulated by substrate flexibility.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 94 (25), 13661-13665 (1997).</li><li>Choquet, D., Felsenfeld, D. P., Sheetz, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracellular+matrix+rigidity+causes+strengthening+of+integrin-cytoskeleton+linkages.">Extracellular matrix rigidity causes strengthening of integrin-cytoskeleton linkages.</a> Cell. 88 (1), 39-48 (1997).</li><li>Chaudhuri, O., Parekh, S. H., Lam, W. A., Fletcher, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+atomic+force+microscopy+and+side-view+optical+imaging+for+mechanical+studies+of+cells.">Combined atomic force microscopy and side-view optical imaging for mechanical studies of cells.</a> Nat Meth. 6 (5), 383-387 (2009).</li><li>Bays, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vinculin+phosphorylation+differentially+regulates+mechanotransduction+at+cell-cell+and+cell-matrix+adhesions.">Vinculin phosphorylation differentially regulates mechanotransduction at cell-cell and cell-matrix adhesions.</a> J Cell Biol. 205 (2), 251-263 (2014).</li><li>Collins, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Localized+tensional+forces+on+PECAM-1+elicit+a+global+mechanotransduction+response+via+the+integrin-RhoA+pathway.">Localized tensional forces on PECAM-1 elicit a global mechanotransduction response via the integrin-RhoA pathway.</a> Curr Biol. 22 (22), 2087-2094 (2012).</li><li>Gordon, W. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+Allostery:+Evidence+for+a+Force+Requirement+in+the+Proteolytic+Activation+of+Notch.">Mechanical Allostery: Evidence for a Force Requirement in the Proteolytic Activation of Notch.</a> Dev Cell. 33 (6), 729-736 (2015).</li><li>Lessey-Morillon, E. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+RhoA+guanine+nucleotide+exchange+factor,+LARG,+mediates+ICAM-1-dependent+mechanotransduction+in+endothelial+cells+to+stimulate+transendothelial+migration.">The RhoA guanine nucleotide exchange factor, LARG, mediates ICAM-1-dependent mechanotransduction in endothelial cells to stimulate transendothelial migration.</a> J Immunol. 192 (7), 3390-3398 (2014).</li><li>Osborne, L. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TGF-&#946;+regulates+LARG+and+GEF-H1+during+EMT+to+affect+stiffening+response+to+force+and+cell+invasion.">TGF-&#946; regulates LARG and GEF-H1 during EMT to affect stiffening response to force and cell invasion.</a> Mol Biol Cell. 25 (22), 3528-3540 (2014).</li><li>Scott, D. W., Tolbert, C. E., Burridge, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tension+on+JAM-A+activates+RhoA+via+GEF-H1+and+p115+RhoGEF.">Tension on JAM-A activates RhoA via GEF-H1 and p115 RhoGEF.</a> Mol Biol Cell. 27 (9), 1420-1430 (2016).</li><li>Glogauer, M., Ferrier, J., McCulloch, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+fields+applied+to+collagen-coated+ferric+oxide+beads+induce+stretch-activated+Ca2++flux+in+fibroblasts.">Magnetic fields applied to collagen-coated ferric oxide beads induce stretch-activated Ca2+ flux in fibroblasts.</a> Am J Physiol - Cell Physiol. 269 (5), C1093-C1104 (1995).</li><li>Glogauer, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+ions+and+tyrosine+phosphorylation+interact+coordinately+with+actin+to+regulate+cytoprotective+responses+to+stretching.">Calcium ions and tyrosine phosphorylation interact coordinately with actin to regulate cytoprotective responses to stretching.</a> J Cell Sci. 110 (Pt 1), 11-21 (1997).</li><li>Kuo, J. -. C., Han, X., Hsiao, C. -. T., Yates, J. R., Waterman, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+the+myosin-II-responsive+focal+adhesion+proteome+reveals+a+role+for+&#946;-Pix+in+negative+regulation+of+focal+adhesion+maturation.">Analysis of the myosin-II-responsive focal adhesion proteome reveals a role for &#946;-Pix in negative regulation of focal adhesion maturation.</a> Nat Cell Biol. 13 (4), 383-393 (2011).</li><li>Schiller, H. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=&#946;1-+and+&#945;v-class+integrins+cooperate+to+regulate+myosin+II+during+rigidity+sensing+of+fibronectin-based+microenvironments.">&#946;1- and &#945;v-class integrins cooperate to regulate myosin II during rigidity sensing of fibronectin-based microenvironments.</a> Nat Cell Biol. 15 (6), 625-636 (2013).</li><li>Guilluy, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolated+nuclei+adapt+to+force+and+reveal+a+mechanotransduction+pathway+in+the+nucleus.">Isolated nuclei adapt to force and reveal a mechanotransduction pathway in the nucleus.</a> Nat Cell Biol. 16 (4), 376-381 (2014).</li><li>Plopper, G. E., McNamee, H. P., Dike, L. E., Bojanowski, K., Ingber, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Convergence+of+integrin+and+growth+factor+receptor+signaling+pathways+within+the+focal+adhesion+complex.">Convergence of integrin and growth factor receptor signaling pathways within the focal adhesion complex.</a> Mol Biol Cell. 6 (10), 1349-1365 (1995).</li><li>Roca-Cusachs, P., Gauthier, N. C., Del Rio, ., A, M. P., Sheetz, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clustering+of+alpha(5)beta(1)+integrins+determines+adhesion+strength+whereas+alpha(v)beta(3)+and+talin+enable+mechanotransduction.">Clustering of alpha(5)beta(1) integrins determines adhesion strength whereas alpha(v)beta(3) and talin enable mechanotransduction.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 106 (38), 16245-16250 (2009).</li><li>Ajeian, J. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteomic+analysis+of+integrin-associated+complexes+from+mesenchymal+stem+cells.">Proteomic analysis of integrin-associated complexes from mesenchymal stem cells.</a> Proteomics Clin Appl. 10 (1), 51-57 (2016).</li><li>Horton, E. R., Astudillo, P., Humphries, M. J., Humphries, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanosensitivity+of+integrin+adhesion+complexes:+Role+of+the+consensus+adhesome.">Mechanosensitivity of integrin adhesion complexes: Role of the consensus adhesome.</a> Exp Cell Res. , (2015).</li><li>Jones, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+integrin-based+adhesion+complexes.">Isolation of integrin-based adhesion complexes.</a> Curr Protoc Cell Biol. 66, 9.8.1-9.8.15 (2015).</li><li>Ng, D. H. J., Humphries, J. D., Byron, A., Millon-Fr&#233;millon, A., Humphries, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microtubule-dependent+modulation+of+adhesion+complex+composition.">Microtubule-dependent modulation of adhesion complex composition.</a> PloS One. 9 (12), e115213 (2014).</li><li>Byron, A., Humphries, J. D., Bass, M. D., Knight, D., Humphries, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteomic+analysis+of+integrin+adhesion+complexes.">Proteomic analysis of integrin adhesion complexes.</a> Sci Sign. 4 (167), pt2 (2011).</li><li>Byron, A., Humphries, J. D., Craig, S. E., Knight, D., Humphries, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteomic+analysis+of+&#945;4&#946;1+integrin+adhesion+complexes+reveals+&#945;-subunit-dependent+protein+recruitment.">Proteomic analysis of &#945;4&#946;1 integrin adhesion complexes reveals &#945;-subunit-dependent protein recruitment.</a> Proteomics. 12 (13), 2107-2114 (2012).</li><li>Marjoram, R. J., Guilluy, C., Burridge, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+magnets+and+magnetic+beads+to+dissect+signaling+pathways+activated+by+mechanical+tension+applied+to+cells.">Using magnets and magnetic beads to dissect signaling pathways activated by mechanical tension applied to cells.</a> Methods. , (2015).</li><li>Pasapera, A. M., Schneider, I. C., Rericha, E., Schlaepfer, D. D., Waterman, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myosin+II+activity+regulates+vinculin+recruitment+to+focal+adhesions+through+FAK-mediated+paxillin+phosphorylation.">Myosin II activity regulates vinculin recruitment to focal adhesions through FAK-mediated paxillin phosphorylation.</a> J Cell Biol. 188 (6), 877-890 (2010).</li><li>Sawada, Y., Sheetz, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Force+transduction+by+Triton+cytoskeletons.">Force transduction by Triton cytoskeletons.</a> J Cell Biol. 156 (4), 609-615 (2002).</li><li>Grinnell, F., Geiger, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interaction+of+fibronectin-coated+beads+with+attached+and+spread+fibroblasts.+Binding,+phagocytosis,+and+cytoskeletal+reorganization.">Interaction of fibronectin-coated beads with attached and spread fibroblasts. Binding, phagocytosis, and cytoskeletal reorganization.</a> Exp Cell Res. 162 (2), 449-461 (1986).</li><li>Schroeder, F., Kinden, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+phagocytosis+using+fluorescent+latex+beads.">Measurement of phagocytosis using fluorescent latex beads.</a> J Biochem Biophys Meth. 8 (1), 15-27 (1983).</li><li>Hoffman, B. D., Grashoff, C., Schwartz, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+molecular+processes+mediate+cellular+mechanotransduction.">Dynamic molecular processes mediate cellular mechanotransduction.</a> Nature. 475 (7356), 316-323 (2011).</li><li>Seo, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Mechanogenetic+Toolkit+for+Interrogating+Cell+Signaling+in+Space+and+Time.">A Mechanogenetic Toolkit for Interrogating Cell Signaling in Space and Time.</a> Cell. 165 (6), 1507-1518 (2016).</li></ol>

המחברים מצהירים שום אינטרסים כלכליים מתחרים.

השיטה המתוארת כאן מהווה גישה פשוטה ליישם מתח לקולטנים הדבקה פני תא ולאפשר הטיהור הבאה שלהם. עם זאת, כמה צעדים חיוניים כדי לבצע טיהור הדבקה יעילה אופטימיזציה פוטנציאלי יכולים להיעשות בהתאם קולטנים הידבקות הממוקדות. אנו מציגים בעיות פוטנציאליות המשתמש עלול להיתקל בהמשך. השתמשנו חרוזים מגנטיים 2.8 מיקרומטר בקוטר אבל חרוזים גדולים יותר יכולים לשמש כגון 4.5 מיקרומטר קוטר. עם זאת, קוטר חרוז צריך להיות מוגבל 2-5 מיקרומטר מאז phagocytosis עלול להתרחש מהר יותר במהלך 30-60 דגירה דקה וחרוזים גדולים יש הידבקות חזקה כך עקירה חרוזה תוגבל תחת שדה מגנטי 34, 35. לכן, חשוב להגביל זמן דגירה לתקופות קצרות להשתמש בגודל חרוז הראוי. מספר החרוזים מודגרות לכל תא ישפיע על הכמות של fניסיון orce ידי תא בודד. בעוד אחד לא רוצה לעורר תאים ביעילות עם מתח, יותר מדי חרוזים לכל תא יכולים להוביל הפעלה של מסלולי איתות רלוונטיים. אנחנו בדרך כלל דגירה בממוצע שני חרוזים לכל תא עבור חרוזי מצופי FN, אבל כמות זו יכולה להיות מותאמת [1 עד 5 חרוזים לכל תא] בהתאם לסוג התא לבין הקולטן פני התא. לגבי המגנט, השיטה המתוארת כאן המשמשת אבן שואבת אשר הכח וכתוצאה מכך על 2.8 מיקרומטר כבר נמדד (כ 30-40 pN ידי מדידת התזוזה של חרוזים מגנטיים גליצרול חי, נוזל ניוטוני עם צמיגות ידועה 31, למרות שזה ניתן להשתמש מגנטים גדולים להחיל כמות הכוח גדול במידת הצורך. חשוב לציין כי מגנטים אלה הם חזקים מאוד לתמרן אותם בקפידה. לאחר 12-24 הדגירה h עם ליגנד ECM (שלב 1.7), כמו גם לאחר 1 הדגירה h (שלב 1.9) עם PBS / 0.2% BSA pH 7.6 חיץ, מ &#39;microbeads agnetic עלול ליצור אגרגטים. זהו אז קריטי להפריד חרוזים ככל האפשר לכבד את היחס של 2 חרוזים לכל תא. עם זאת, עד היום מקובל להיות 5: 1 יחס. חרוזים הפרדה ניתן להשיג גם על ידי ערבוב pipetting או באמצעות sonication, למרות לתקופה קצרה (20-30 שניות). חלבונים שונים ניתן מצומדות כדי חרוזים, כולל ליגנד integrin (FN, קולגן), חלבונים רקומביננטיים או נוגדנים מיקוד קולטנים בתא השטח המבוקש. הקובץ המצורף של חרוזים מגנטיים צופה ליגנד אל פני תא הגב עלול להתערער על ידי יעילויות צימוד הנמוכות של ליגנד על החרוזים. מומלץ לבדוק ליגנד מחייב את החרוזים על ידי איסוף aliquot של פתרון ליגנד המדולל לפני הוספת החרוזים aliquot של חרוזים בסוף תהליך הצימוד. aliquots אלה יכולים להיות מעובד לניתוח SDS-PAGE ו Coomassie מכתים כחול. אם אין שינוייםמסלולי איתות או תהליכי mechanosensing צפויים מזוהים, חשוב לשקול את אפשרויות שונות. דרך אחת לזהות את הבעיה הוא לווסת את תקופת הניסוי עם מגנט. עובדה ידועה היא כי מהירות של תהליכים תאיים משתנה בהתאם לסוג התא בשימוש. אפשרות נוספת תהיה לבחון מולקולות מתח רגיש ידוע ובדוק שינויים translational פוסט שלהם באמצעות המערבי סופג (זירחון paxillin למשל או זרחון FAK ניתן לנתח). כמות הכח יכולה להיות גם ביקורתית באמצעות מגנט עבה (באותה הכיתה N52) או חרוזים גדולים יותר יכולה להיות אופציה. בנוסף, ליגנד / קולטן יעילות מחייב יכול להיחקר על ידי מורכבות הידבקות ניתוח ולחפש קולטנים בתא השטח (כגון cadherin או integrin). התא confluency יכול גם להשפיע על התגובה התאית למתיחות. כפי נצפה כי תא / תאי הידבקות יכולה להשפיע על התנהגות תא cystokeletal prestress, זה important לציין כי confluency עשוי להשפיע על התגובה התאית למתיחות. למרות שאנחנו ממליצים 80% confluency להשמת מתח הידבקויות מבוססים integrin, תנאים שונים עשויים להיבדק על מנת לייעל את המערכת הניסיונית. אמנם שיטה זו מספקת כלי רב עצמה כדי לפענח את adhesome המתח הרגיש כמו גם מסלולי האיתות הקשורות, זה גם היה מספר מגבלות. ראשית, מאז הדאגה העיקרית באמצעות חרוזים מגנטיים קטן גודל כזה הוא הסיכון של הפנמה שלהם על ידי התאים, שיטה זו לא ניתן להשתמש ללימוד לטווח ארוך mechanosensitive איתות התגובות הסלולר שמשנים גורל התא כגון בידול ושגשוגם. מגבלה נוספת טמונה בדרך של איך כוחות מוחלים על שכבה של תאים בצלחת התרבות. ואכן, מאז השדה המגנטי הוא תמיד גבוה יותר בפריפריה של המגנט, כוחות יכולים להשתנות על פני השטח של צלחת התרבות עם שיפוע יורד של תאמתיחה מהפריפריה למרכז ועשוי להוביל תגובות הסלולר הטרוגנית. ההליך המתואר כאן מהווה שיטה יעילה פשוטה ועלות המאפשרת ללמוד מסלולים הסלולר mechanosensitive וכן חוקר את ההרכב המולקולרי של מתחמי הידבקות נתונים במתח. בניגוד לגישות אחרים, כגון מתיחת מכשיר החלים זן מחזורי לתאים, להוביל לנקיטה של ​​מתח לכל קולטנים בתא שטח אינטראקציה עם תאי מטריקס. השיטה המתוארת כאן יש את היתרון של מה שמאפשר גירוי כוח של תת-סדרה ספציפית של קולטנים בתא שטח ועוד מגוון גדול של הליגנדים יכול לשמש, כגון integrin הליגנדים או נוגדני מיקוד קולטנים בתא שטח, המאפשרים ללמוד על מערכות mechanosensitive רבות ברורות. יתרון נוסף של שיטה זו הוא כי היא מובילה בטיהור מתחמי החלבונים אשר חוותה מתח לעבוד על loadbearing elements אשר ידועים לשחק תפקיד מרכזי mechanotransduction 36. מתחם ההידבקות המטוהר יכול לשמש גם עבור גישות ביוכימיים שונות 14, כגון מבחני קינאז לחקור פעילות קינאז בתגובת מתח, או assay פילמור יקטין. בנוסף, מערכת ניסיונית זו ניתנת בשילוב עם פינצטה המגנטי לחקור את התגובה המכנה הסלולר לתאם את התגובה הזאת עם מסלולי איתות המזוהים. מעניין לציין, כי חלקיקים magnetoplasmonic שימשו לאחרונה מכנית Notch עומס ו- E-cadherin עם שליטה מדויקת בזמן ובמרחב 37. התפתחות אחרונה זה עשויה לעזור לחקור מסלולי איתות mechanosensitive עם תשומות מרחבית, זמניות מכאניות שונות.

בשנת metazoa, מתח מכני מכוון התפתחות רקמת הומאוסטזיס באמצעות הסדרת מספר עצום של תהליכים תאיים כגון התפשטות, בידול הישרדות 1, 2. מתח מכאני יכול לנבוע מטריקס או יכול להיוצר על ידי תאים חסידים, אשר מדגם הסביבה התאית שלהם באמצעות מכונות התכווצות actomyosin שמושכות אל תאי מטריקס וזונדים הנוקשים שלה באמצעות מולקולות מתח רגיש. בתגובת מתח, חלבוני הידבקות mechanosensitive לעבור שינויים מרחביים המפעילים מפלי איתות מורכבים. בתורו, מסלולי איתות אלה לתזמר mechanoresponse מקיף התפשטות, בידול והישרדות אשר מתאים את ההתנהגות הסלולר לסביבה התאית. ניתן ליישבם תהליכים כאלה בתוך פרק זמן קצר טווח (שניות עד דקות) להאכיל בחזרה במהירות אל הלולאה של מכה<html> notransduction ידי שינוי מבני mechanosensitive. למשל, הידבקויות מבוססי integrin לחזק בתגובה מתח דרך שיפוץ cytoskeletal בתיווך GTPase Rho 3, 4, 5. במקביל, מסלולי איתות אחרים מופעלים על שעות וימים לשלוט תכנות גנטי כי בסופו של דבר להשפיע תא גורל 6. בעוד מחקרים רבים הדגישו את השפעת נוקשות מטריקס על דטרמיניזם תא ומחלות פיתוח 1, 2, המנגנונים המולקולריים המדויקים של mechanotransduction בתיווך ההידבקות עדיין להישאר חמקמקים. גישות שונות פותחו כדי לחקור את ההשפעות של כוחות שנוצר תא או כוחות חיצוניים על התנהגות תא, כוללים מערכות זרימה, העברת אנרגית תהודת קרינת חיישני -tension (סריג) 7,ילדה = &quot;Xref&quot;&gt; 8, תואם מצעים 9, פינצטה המגנטית, פינצטה אופטית 10 ו במיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) 11. כאן אנו מציגים פרוטוקול באמצעות חרוזי פאראמגנטי לאפיין מסלולי mechanotransduction בתגובת כוחות tensional להחיל קולטנים הידבקות ספציפיים. חרוזי פאראמגנטי הם חלקיקים כי הפיך למגנט כאשר הניחו שדה מגנטי. לאחר מצופה ליגנד עבור קולטן מסוים, חרוזים אלה מספקים כלים רבים עצמה כדי לחקור את ההשפעות של יישום כוח תאי. שיטה זו תאומת על ידי מספר מחקרים 3, 5, 12 - 17 מציגה את היתרון כדי להקל על ניתוח ביוכימיים בעיקר על תאים חסידים. באמצעות חרוזים מגנטיים דומים מצופה קולגן ואחריו ניתוח ביוכימיים, עבודה מוקדמת דיווחה על עלייהזירחון החלבון טירוזין ו RhoA ההפעלה בתגובה מתח 5, 18, 19. השיטה המתוארת להלן שמשה גם עם פיברונקטין (FN) חרוזים מצופים לאפיין את מסלולי האיתות במורד זרם המתח להחיל integrins 3. במחקר זה, Guilluy et al. המתח עולה כי מפעיל RhoA באמצעות גיוס של הגורמים החליפין נוקלאוטיד שני גואנין (GEFs), LARG ואת GEF-H1, לקומפלקסים הידבקות integrin. מאז, מחקרים אחרים הראו כי GEF-H1 מגויסת לקומפלקסים דבקים בתגובת מתח תא שנוצר באמצעות שיטות שונות 20, 21, הוכחת את החוסן של המתודולוגיה המתוארת כאן. כתוצאה מכך, מופעל RhoA הוצגה לקדם חיזוק הידבקות, דרך שיפוץ cytoskeletal. מערכת זו גם שמשה לחקור מיושם מתח to קולטנים הידבקות תא / תא. יישום של כוחות על חרוזים מגנטיים צופה עם התחום התאי של E-cadherin שהגדיל גיוס vinculin בדומה מתחמי ההידבקות קשור integrin 12. קולינס ועמיתיו ציינו כי יישום של מתח PECAM-1 מקדם integrin ו RhoA הפעלת 13. גישה נוספת ניסיוני באמצעות חרוזים מגנטיים היא חקר מתח להחיל גרעינים בודדים. באמצעות חרוזים מצופים עם נוגדנים כנגד חלבון מעטפת הגרעין nesprin-1, מתחמי מעטפת הגרעין היו מטוהרים כדי להראות שהם מוסדרים באופן דינמי בתגובה מתח מכני 22. תוצאות אלו תומכות האדירות של שיטה זו בחקר מסלולי mechanotransduction. יתר על כן, בעוד מערכות זרימה או כוח המתיחה לעורר תהליכים תאיים כלליים, חרוזים מגנטיים שמתמקדים קולטן הידבקות תא באמצעות אחת הליגנדים קולטן 13, 15. יתרון נוסף של שיטה זו הוא הבידוד של מתחמי הידבקות באמצעות הליך טיהור זיקה ליגנד פשוט. עובדה ידועה היא כי תוספת של חרוזים מצופים ליגנד לתאים נקשר לקולטנים הידבקות ומשרה את הגיוס של חלבונים הידבקות מספר 23. בקשה נוספת של כוחות כדי חרוזים מגנטיים צופה ליגנד הופכת מתחמי הידבקות אלה לתוך פלטפורמות macromolecular שמתווכים מסלולי איתות מתח תלוי שונים 4, 24. Cell תמוגה ואחריו ריכוז חרוז באמצעות מגנט מתיר את בידודה של פלטפורמות הידבקות. שיטות אחרות להשתמש בהם כדי לטהר מתחמי הידבקות כבר שימשו תאים חסיד. הם משלבים crosslinking כימי כדי לחסוך אינטראקציות בין חלבוניםו צעד תמוגה התא על ידי חומר ניקוי ותזרים גזירה או sonication 20, 21, 25, 26, 27, 28. השלב האחרון הוא האוסף של ממברנות פלזמת גחון וכתוצאה המכילות את מתחמי ההידבקות. בניגוד לשיטות אלה, חרוזים מגנטיים לאפשר רמת טיהור גדולה של מתחמי הידבקות תא על ידי מיקוד סלקטיבי מש&#39; מסוימת של קולטנים הידבקות. חרוזים מגנטיים כבר להשתמש בהם כדי לטהר מתחמי הידבקות תאים שאינם חסיד המצורפת microbeads מצופה ליגנד 29, 30. השיטה המתוארת להלן מחק מצבים ביולוגיים שבו כוח מוחל לתקופה ממושכת קצרה (שניות עד דקות). לכן, זה מספק כלי רב עצמה על החקירה היא את ההרכב המולקולרי של מתחמי הידבקות מטוהריםמסלולי mechanosensitive-איתות במורד הזרם. כאן אנו מציגים פרוטוקול ניסוי מפורט באמצעות חרוזים מגנטיים להחיל כוחות tensional לחלבוני משטח דבק. מגנט ניאודימיום קבע מושם על גבי משטח תרבות הצלחת. פן המוט של המגנט הוא ממוקם בגובה של 6 מ&quot;מ כך שהכח על חרוז מגנטי יחיד 2.8 מיקרומטר הוא קבועים (כ 30-40 pN) 31. משך גירוי מתח נקבע על ידי המפעיל בהתאם המולקולה של ריבית בקנה המידה בעת ההפעלה שלה. תאים הם סוף סוף lysed, מתחמי הידבקות הם מטוהרים על ידי פרדת חרוזים באמצעות מגנט וניתוחי ביוכימיים מעובדים. פרוטוקול זה כולל הכנת חרוזים פאראמגנטי מצופה ליגנד, ואת היישום של מתח באמצעות מגנט ואחריו ניתוחים ביוכימיים. בנוסף, אנו מספקים מדגם מייצג של נתונים הוכחת מתח להחיל ADH מבוסס integrinesions גורם שיפוץ הידבקות ומשנת זירחון החלבון טירוזין.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="822">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:231px;">Neodymium magnets (on the upper face of 60 mm dish)</td>
			<td style="width:115px;">K&#38;J Magnetics, Inc</td>
			<td style="width:103px;">DX88-N52</td>
			<td style="width:375px;">grade N52 dimension: 1 1/2&#34; dia. x 1/2&#34; thick</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:231px;">Neodymium magnets (on the lower face of 60 mm dish)</td>
			<td style="width:115px;">K&#38;J Magnetics, Inc</td>
			<td style="width:103px;">D84PC-BLK</td>
			<td>grade N42 dimension: 1/2&#34; dia. x 1/4&#34; thick Black Plastic Coated&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:231px;">Dynabeads M280 Tosylactivated</td>
			<td style="width:115px;">Thermofisher</td>
			<td style="width:103px;">14203</td>
			<td>superparamagnetic beads&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:231px;">DynaMag-2 Magnet</td>
			<td style="width:115px;">Thermofisher</td>
			<td style="width:103px;">12321D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:231px;">Fibronectin&#160;</td>
			<td style="width:115px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:103px;">F1141-5MG</td>
			<td>Fibronectin from bovine plasma</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:231px;">Poly-D-Lysine</td>
			<td style="width:115px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:103px;">P7280-5MG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:231px;">Apo-Transferrin</td>
			<td style="width:115px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:103px;">T1428-50MG</td>
			<td>Bovine Apo-Transferrin</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Bovine serum albumin</td>
			<td style="width:115px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:103px;">A7906-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:231px;">DMEM high glucose, GlutaMAX supplement, pyruvate&#160;</td>
			<td style="width:115px;">Life Technologies</td>
			<td style="width:103px;">31966-021</td>
			<td>DMEM+GlutaMAX-I 500 ml&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:231px;">60*15 mm culture dish</td>
			<td style="width:115px;">Falcon</td>
			<td style="width:103px;">353004</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

analyzing cell surface adhesion remodeling in response to mechanical tension using magnetic beads

מתחמי הידבקות תא משטח Mechanosensitive לאפשר לתאים לחוש את התכונות המכאניות של סביבתם. מחקרים שנעשה לאחרונה זיהו הם מולקולות חישת כוח באתרים דבקים, ואת גורמי תעתוק תלוי כוח המווסתים ביטוי גנים ספציפי שושלת ולנסוע פלטי פנוטיפי. עם זאת, רשתות איתות המרת מתח מכאני לתוך הביוכימיים נותרו חמקמקות. כדי לחקור את מסלולי האיתות עוסקים על מתח מכאני להחיל פני תא קולטן, microbeads פאראמגנטי ניתן להשתמש. כאן אנו מציגים פרוטוקול באמצעות חרוזים מגנטיים להחיל כוחות לחלבונים דבקים פני תא. בגישה זו, אפשר לחקור מסלולי איתות ציטופלסמית כוח תלוי רק לא על ידי גישות ביוכימיות שונות, אלא גם שיפוץ הידבקות על ידי בידוד מגנטי של מתחמי הידבקות מצורפים החרוזים מצופים ליגנד. פרוטוקול זה כולל הכנת שיתוף ליגנדחרוזי פאראמגנטי ated, ואת היישום של להגדיר כוחות מתיחים ואחריו ניתוחים ביוכימיים. בנוסף, אנו מספקים מדגם מייצג של נתונים הוכחת מתח שחל על הידבקות מבוססת integrin מפעיל שיפוץ הידבקות ומשנת זירחון החלבון טירוזין.

סכמטית של הטכניקה מודגמת באיור 1 א. בעקבות נטייה ליגנד, חרוזים מגנטיים מודגרת עם תאים במשך 20 דקות, ולאחר מכן מגנט קבוע משמש כדי להחיל כוחות מתיחים של כ 30-40 pN עבור כמות זמן שונה. 1b איור מראה 2.8 מיקרומטר חרוזים מגנטיים מצופה FN כבול קולטנים הידבקות התא MRC5. השלבים לשטוף חרוזים פאראמגנטי לאחר תמוגה התא הם קריטיים ולקבוע את מידת טיהור. מינימום של שלושה שוטף מומלץ. Immunoblots GADPH עם חשיפות ארוכות יכול להיות שימושי כדי לבחון את טוהר מתחמי הידבקות (איור 2 א). FN מצופה חרוזים שימשו לחקור את תהליכי mechanotransduction המתרחשות לאורך זמן על מתחמי הידבקות בתגובה למתח. לאחר פרדה מגנטית של השבר המורכב ההידבקות, lysate ואת שבר ההידבקות המורכב נותחו על ידיכתם מערבי. כצפוי, צפינו תלין, vinculin ו paxillin, אבל לא GAPDH בשבריר מתחמי הידבקות גם במקרים שאין בהם גירוי מכני (איור 2b). עולה בקנה אחד עם דיווחים קודמים 32, 33, מתח מופעל גיוס vinculin לקומפלקסי הידבקות. בעוד מתח לא השפיע גיוס paxillin לקומפלקסי הידבקות, זירחון על טירוזין 31 שופר בתגובת מתח מכאני הן lysate התא סכה בשבריר ההידבקות המורכב. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/55330/55330fig1.jpg" /> איור 1. תיאור של השיטה. (א) איור סכמטי של הטכניקה. תאים הם ראשית בתרבית תרבות בינונית עד confluency הרצוי הוא הגיע. לאחר מכן, חרוזים פאראמגנטי מתווספים במשך 15-20 דקות. כוחות Tensional על 30-40 pN הםאז מיושם באמצעות המגנט מכויל עבור משך הזמן שונה. (ב) חרוזים פאראמגנטי מצופה פיברונקטין להיקשר לקולטנים הידבקות התא. תאים הם צילמו ידי בניגוד שלב ב משודר-אור מיקרוסקופיה 15 דקות לאחר הוספת חרוזים פאראמגנטי (חץ לבן) בינוני. (תמונה למעלה: בר סולם = 25 מיקרומטר, תמונה תחתונה: סרגל קנה מידה = 100 מיקרומטר) <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55330/55330fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/55330/55330fig2.jpg" /> איור 2. מתח מכני גורם התבגרות הידבקות. (א) טיהור של מתחמי הידבקות. immunoblotting GAPDH משמש טעינה מלאה עבור lysate התא הכולל וכדי לבדוק את טוהר מתחמי הידבקות. קרום nitrocellulose כבר צילמו באמצעות חשיפה ארוכה להפגין הבהיעדר דואר של אות בשבריר מורכב הידבקות. (ב) מתח גורם התבגרות הידבקות. טעינה מלאה (GAPDH) ומועמדים (vinculin, תלין ו paxillin) ידוע יגויסו או פוספורילציה ב מתחמי הידבקות בתגובה למתח מכני immunoblotted. ניסוי זה בוצע על MRC5 תאים. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55330/55330fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Analyzing Cell Surface Adhesion Remodeling in Response to Mechanical Tension Using Magnetic Beads at JoVE.com

Analyzing Cell Surface Adhesion Remodeling in Response to Mechanical Tension Using Magnetic Beads

הידבקויות פני התא הם מרכזי mechanotransduction, כפי שהם לשדר מתח מכני ליזום את מסלולי איתות מעורבים הומאוסטזיס ופיתוח רקמות. כאן, אנו מציגים פרוטוקול לנתח את התהליכים הביוכימיים אשר מופעלים בתגובה מתח, באמצעות microbeads מגנטי מצופה ליגנד ויישום כוח לקולטנים הידבקות.

ניתוח Cell Surface שיפוץ הדבקה בתגובה מתח מכני באמצעות חרוזים מגנטיים

Mechanosensitive cell surface adhesion complexes allow cells to sense the mechanical properties of their surroundings. Recent studies have identified both ...

analyzing-cell-surface-adhesion-remodeling-response-to-mechanical

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Biology

8.4K Views.  Centre de recherche UGA - INSERM U1209 - CNRS UMR.  הידבקויות פני התא הם מרכזי mechanotransduction, כפי שהם לשדר מתח מכני ליזום את מסלולי איתות מעורבים הומאוסטזיס ופיתוח רקמות. כאן, אנו מציגים פרוטוקול לנתח את התהליכים הביוכימיים אשר מופעלים בתגובה מתח, באמצעות microbeads מגנטי מצופה ליגנד ויישום כוח לקו...

Video: Analyzing Cell Surface Adhesion Remodeling in Response to Mechanical Tension Using Magnetic Beads

Using Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) to Develop Diagnostic Tools

Using Micro-Electro-Mechanical Systems MEMS to Develop Diagnostic Tools

שימוש Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) לפתח כלים לאבחון

Rapid Homogeneous Detection of Biological Assays Using Magnetic Modulation Biosensing System

A magnetic modulation biosensing system (MMB) [1,2] rapidly and homogeneously detected biological targets at low concentrations without any washing or separation step. When the IL-8 target was present, a 'sandwich'-based assay attached magnetic beads with IL-8 capture antibody to streptavidin coupled fluorescent protein via the IL-8 target and a biotinylated IL-8 antibody. The magnetic beads are maneuvered into oscillatory motion by applying an alternating magnetic field gradient through two electromagnetic poles. The fluorescent proteins, which are attached to the magnetic beads are condensed into the detection area and their movement in and out of an orthogonal laser beam produces a periodic fluorescent signal that is demodulated using synchronous detection. The magnetic modulation biosensing system was previously used to detect the coding sequences of the non-structural Ibaraki virus protein 3 (NS3) complementary DNA (cDNA) [2]. The techniques that are demonstrated in this work for external manipulation and condensation of particles may be used for other applications, e.g. delivery of magnetically-coupled drugs in-vivo or enhancing the contrast for in-vivo imaging applications.

Magnetic modulation biosensing system is utilized to rapidly, sensitively and simply detect biological assays, such as DNA molecules and proteins.

איתור מהיר של מבחני אחידים ביולוגית באמצעות מערכת מגנטית biosensing אפנון

A magnetic modulation biosensing system (MMB) [1,2] rapidly and homogeneously detected biological targets at low concentrations without any washing or ...

Quantification of &gamma;H2AX Foci in Response to Ionising Radiation

DNA double-strand breaks (DSBs), which are induced by either endogenous metabolic processes or by exogenous sources, are one of the most critical DNA lesions with respect to survival and preservation of genomic integrity. An early response to the induction of DSBs is phosphorylation of the H2A histone variant, H2AX, at the serine-139 residue, in the highly conserved C-terminal SQEY motif, forming &gamma;H2AX1. Following induction of DSBs, H2AX is rapidly phosphorylated by the phosphatidyl-inosito 3-kinase (PIKK) family of proteins, ataxia telangiectasia mutated (ATM), DNA-protein kinase catalytic subunit and ATM and RAD3-related (ATR)2. Typically, only a few base-pairs (bp) are implicated in a DSB, however, there is significant signal amplification, given the importance of chromatin modifications in DNA damage signalling and repair. Phosphorylation of H2AX mediated predominantly by ATM spreads to adjacent areas of chromatin, affecting approximately 0.03% of total cellular H2AX per DSB2,3. This corresponds to phosphorylation of approximately 2000 H2AX molecules spanning ~2 Mbp regions of chromatin surrounding the site of the DSB and results in the formation of discrete &gamma;H2AX foci which can be easily visualized and quantitated by immunofluorescence microscopy2. The loss of &gamma;H2AX at DSB reflects repair, however, there is some controversy as to what defines complete repair of DSBs; it has been proposed that rejoining of both strands of DNA is adequate however, it has also been suggested that re-instatement of the original chromatin state of compaction is necessary4-8. The disappearence of &gamma;H2AX involves at least in part, dephosphorylation by phosphatases, phosphatase 2A and phosphatase 4C5,6. Further, removal of &gamma;H2AX by redistribution involving histone exchange with H2A.Z has been implicated7,8. Importantly, the quantitative analysis of &gamma;H2AX foci has led to a wide range of applications in medical and nuclear research. Here, we demonstrate the most commonly used immunofluorescence method for evaluation of initial DNA damage by detection and quantitation of &gamma;H2AX foci in &gamma;-irradiated adherent human keratinocytes9.

Quantification of &#947;H2AX Foci in Response to Ionising Radiation

Quantification of DNA double-strand streaks using &gamma;H2AX formation as a molecular marker has become an invaluable tool in radiation biology. Here we demonstrate the use of an immunofluorescence assay for quantification of &gamma;H2AX foci after exposure of cells to radiation.

כימות γH2AX מוקדים בתגובה קרינה Ionising

DNA double-strand breaks (DSBs), which are induced by either endogenous metabolic processes or by exogenous sources, are one of the most critical DNA ...

Live Cell Response to Mechanical Stimulation Studied by Integrated Optical and Atomic Force Microscopy

To understand the mechanism by which living cells sense mechanical forces, and how they respond and adapt to their environment, a new technology able to investigate cells behavior at sub-cellular level with high spatial and temporal resolution was developed. Thus, an atomic force microscope (AFM) was integrated with total internal reflection fluorescence (TIRF) microscopy and fast-spinning disk (FSD) confocal microscopy. The integrated system is broadly applicable across a wide range of molecular dynamic studies in any adherent live cells, allowing direct optical imaging of cell responses to mechanical stimulation in real-time. Significant rearrangement of the actin filaments and focal adhesions was shown due to local mechanical stimulation at the apical cell surface that induced changes into the cellular structure throughout the cell body. These innovative techniques will provide new information for understanding live cell restructuring and dynamics in response to mechanical force. A detailed protocol and a representative data set that show live cell response to mechanical stimulation are presented.

This paper aims to instruct the reader in the operation of an integrated atomic force-optical imaging microscope for mechanical stimulation of live cells in culture. A step-by-step protocol is presented. A representative data set that shows live cell response to mechanical stimulation is presented.

תגובת תא חי כדי גירוי מכני שנלמדה על ידי מיקרוסקופית כוח משולב אופטי אטומית

To understand the mechanism by which living cells sense mechanical forces, and how they respond and adapt to their environment, a new technology able to ...

Avidity-based Extracellular Interaction Screening (AVEXIS) for the Scalable Detection of Low-affinity Extracellular Receptor-Ligand Interactions

Extracellular protein:protein interactions between secreted or membrane-tethered proteins are critical for both initiating intercellular communication and ensuring cohesion within multicellular organisms. Proteins predicted to form extracellular interactions are encoded by approximately a quarter of human genes1, but despite their importance and abundance, the majority of these proteins have no documented binding partner. Primarily, this is due to their biochemical intractability: membrane-embedded proteins are difficult to solubilise in their native conformation and contain structurally-important posttranslational modifications. Also, the interaction affinities between receptor proteins are often characterised by extremely low interaction strengths (half-lives &lt; 1 second) precluding their detection with many commonly-used high throughput methods2. 
Here, we describe an assay, AVEXIS (AVidity-based EXtracellular Interaction Screen) that overcomes these technical challenges enabling the detection of very weak protein interactions (t1/2 &le; 0.1 sec) with a low false positive rate3. The assay is usually implemented in a high throughput format to enable the systematic screening of many thousands of interactions in a convenient microtitre plate format (Fig. 1). It relies on the production of soluble recombinant protein libraries that contain the ectodomain fragments of cell surface receptors or secreted proteins within which to screen for interactions; therefore, this approach is suitable for type I, type II, GPI-linked cell surface receptors and secreted proteins but not for multipass membrane proteins such as ion channels or transporters.
The recombinant protein libraries are produced using a convenient and high-level mammalian expression system4, to ensure that important posttranslational modifications such as glycosylation and disulphide bonds are added. Expressed recombinant proteins are secreted into the medium and produced in two forms: a biotinylated bait which can be captured on a streptavidin-coated solid phase suitable for screening, and a pentamerised enzyme-tagged (&beta;-lactamase) prey. The bait and prey proteins are presented to each other in a binary fashion to detect direct interactions between them, similar to a conventional ELISA (Fig. 1). The pentamerisation of the proteins in the prey is achieved through a peptide sequence from the cartilage oligomeric matrix protein (COMP) and increases the local concentration of the ectodomains thereby providing significant avidity gains to enable even very transient interactions to be detected. By normalising the activities of both the bait and prey to predetermined levels prior to screening, we have shown that interactions having monomeric half-lives of 0.1 sec can be detected with low false positive rates3.

Avidity-based Extracellular Interaction Screening AVEXIS for the Scalable Detection of Low-affinity Extracellular Receptor-Ligand Interactions

AVEXIS is a high throughput protein interaction assay developed to systematically screen for novel extracellular receptor-ligand pairs involved in cellular recognition processes. It is specifically designed to detect transient protein interactions that are difficult to identify using other high throughput approaches.

הלהיטות מבוסס אינטראקציה הקרנת תאיים (AVEXIS) לאיתור Scalable זיקה נמוכה קולטן ליגנד אינטראקציות תאיים

Extracellular protein:protein interactions between secreted or membrane-tethered proteins are critical for both initiating intercellular communication and ...

A Liquid Phase Affinity Capture Assay Using Magnetic Beads to Study Protein-Protein Interaction: The Poliovirus-Nanobody Example

In this article, a simple, quantitative, liquid phase affinity capture assay is presented. Provided that one protein can be tagged and another protein labeled, this method can be implemented for the investigation of protein-protein interactions. It is based on one hand on the recognition of the tagged protein by cobalt coated magnetic beads and on the other hand on the interaction between the tagged protein and a second specific protein that is labeled. First, the labeled and tagged proteins are mixed and incubated at room temperature. The magnetic beads, that recognize the tag, are added and the bound fraction of labeled protein is separated from the unbound fraction using magnets. The amount of labeled protein that is captured can be determined in an indirect way by measuring the signal of the labeled protein remained in the unbound fraction. The described liquid phase affinity assay is extremely useful when conformational conversion sensitive proteins are assayed. The development and application of the assay is demonstrated for the interaction between poliovirus and poliovirus recognizing nanobodies1. Since poliovirus is sensitive to conformational conversion2 when attached to a solid surface (unpublished results), the use of ELISA is limited and a liquid phase based system should therefore be preferred. An example of a liquid phase based system often used in polioresearch3,4 is the micro protein A-immunoprecipitation test5. Even though this test has proven its applicability, it requires an Fc-structure, which is absent in the nanobodies6,7. However, as another opportunity, these interesting and stable single-domain antibodies8 can be easily engineered with different tags. The widely used (His)6-tag shows affinity for bivalent ions such as nickel or cobalt, which can on their turn be easily coated on magnetic beads. We therefore developed this simple quantitative affinity capture assay based on cobalt coated magnetic beads. Poliovirus was labeled with 35S to enable unhindered interaction with the nanobodies and to make a quantitative detection feasible. The method is easy to perform and can be established with a low cost, which is further supported by the possibility of effectively regenerating the magnetic beads.

In this article, a simple, quantitative, liquid phase affinity capture assay is presented. It is a reliable technique based on the interaction between magnetic beads and tagged proteins (e.g. nanobodies) on one hand and the affinity between the tagged protein and a second, labeled protein (e.g. poliovirus) on the other.

שלב נוזלי זיקה לכידת Assay באמצעות חרוזים מגנטיים ללמוד חלבונים אינטראקציה: דוגמה poliovirus-Nanobody

In this article, a simple, quantitative, liquid phase affinity capture assay is presented. Provided that one protein can be tagged and another protein ...

Analyzing Craniofacial Morphogenesis in Zebrafish Using 4D Confocal Microscopy

Time-lapse imaging is a technique that allows for the direct observation of the process of morphogenesis, or the generation of shape. Due to their optical clarity and amenability to genetic manipulation, the zebrafish embryo has become a popular model organism with which to perform time-lapse analysis of morphogenesis in living embryos. Confocal imaging of a live zebrafish embryo requires that a tissue of interest is persistently labeled with a fluorescent marker, such as a transgene or injected dye. The process demands that the embryo is anesthetized and held in place in such a way that healthy development proceeds normally. Parameters for imaging must be set to account for three-dimensional growth and to balance the demands of resolving individual cells while getting quick snapshots of development. Our results demonstrate the ability to perform long-term in vivo imaging of fluorescence-labeled zebrafish embryos and to detect varied tissue behaviors in the cranial neural crest that cause craniofacial abnormalities. Developmental delays caused by anesthesia and mounting are minimal, and embryos are unharmed by the process. Time-lapse imaged embryos can be returned to liquid medium and subsequently imaged or fixed at later points in development. With an increasing abundance of transgenic zebrafish lines and well-characterized fate mapping and transplantation techniques, imaging any desired tissue is possible. As such, time-lapse in vivo imaging combines powerfully with zebrafish genetic methods, including analyses of mutant and microinjected embryos.

Time-lapse confocal imaging is a powerful technique useful for characterizing embryonic development. Here, we describe the methodology and characterize craniofacial morphogenesis in wild-type, as well as pdgfra, smad5, and smo mutant embryos.

ניתוח Craniofacial המורפוגנזה בדג הזברה שימוש 4D מיקרוסקופיה confocal

Time-lapse imaging is a technique that allows for the direct observation of the process of morphogenesis, or the generation of shape. Due to their optical ...

Biochemical Assays for Analyzing Activities of ATP-dependent Chromatin Remodeling Enzymes

Members of the SNF2 family of ATPases often function as components of multi-subunit chromatin remodeling complexes that regulate nucleosome dynamics and DNA accessibility by catalyzing ATP-dependent nucleosome remodeling. Biochemically dissecting the contributions of individual subunits of such complexes to the multi-step ATP-dependent chromatin remodeling reaction requires the use of assays that monitor the production of reaction products and measure the formation of reaction intermediates. This JOVE protocol describes assays that allow one to measure the biochemical activities of chromatin remodeling complexes or subcomplexes containing various combinations of subunits. Chromatin remodeling is measured using an ATP-dependent nucleosome sliding assay, which monitors the movement of a nucleosome on a DNA molecule using an electrophoretic mobility shift assay (EMSA)-based method. Nucleosome binding activity is measured by monitoring the formation of remodeling complex-bound mononucleosomes using a similar EMSA-based method, and DNA- or nucleosome-dependent ATPase activity is assayed using thin layer chromatography (TLC) to measure the rate of conversion of ATP to ADP and phosphate in the presence of either DNA or nucleosomes. Using these assays, one can examine the functions of subunits of a chromatin remodeling complex by comparing the activities of the complete complex to those lacking one or more subunits. The human INO80 chromatin remodeling complex is used as an example; however, the methods described here can be adapted to the study of other chromatin remodeling complexes.

Here we describe biochemical assays that can be used to characterize ATP-dependent chromatin remodeling enzymes for their abilities to 1) catalyze ATP-dependent nucleosome sliding, 2) engage with nucleosome substrates, and 3) hydrolyze ATP in a nucleosome- or DNA-dependent manner.

מבחני ביוכימיים לניתוח פעילויות של ATP תלוי הכרומטין שיפוץ אנזימים

Members of the SNF2 family of ATPases often function as components of multi-subunit chromatin remodeling complexes that regulate nucleosome dynamics and ...

Assessment of Dictyostelium discoideum Response to Acute Mechanical Stimulation

Chemotaxis, or migration up a gradient of a chemoattractant, is the best understood mode of directed migration. Studies using social amoeba Dictyostelium discoideum revealed that a complex signal transduction network of parallel pathways amplifies the response to chemoattractants, and leads to biased actin polymerization and protrusion of a pseudopod in the direction of a gradient. In contrast, molecular mechanisms driving other types of directed migration, for example, due to exposure to shear flow or electric fields, are not known. Many regulators of chemotaxis exhibit localization at the leading or lagging edge of a migrating cell, as well as show transient changes in localization or activation following global stimulation with a chemoattractant. To understand the molecular mechanisms of other types of directed migration we developed a method that allows examination of cellular response to acute mechanical stimulation based on brief (2 - 5 s) exposure to shear flow. This stimulation can be delivered in a channel while imaging cells expressing fluorescently-labeled biosensors to examine individual cell behavior. Additionally, cell population can be stimulated in a plate, lysed, and immunoblotted using antibodies that recognize active versions of proteins of interest. By combining both assays, one can examine a wide array of molecules activated by changes in subcellular localization and/or phosphorylation. Using this method we determined that acute mechanical stimulation triggers activation of the chemotactic signal transduction and actin cytoskeleton networks. The ability to examine cellular responses to acute mechanical stimulation is important for understanding the initiating events necessary for shear flow-induced motility. This approach also provides a tool for studying the chemotactic signal transduction network without the confounding influence of the chemoattractant receptor.

Assessment of Dictyostelium discoideum Response to Acute Mechanical Stimulation

Here we describe methods for assessing cellular response to acute mechanical stimulation. In the microscopy-based assay, we examine localization of fluorescently-labeled biosensors following brief stimulation with shear flow. We also test activation of various proteins of interest in response to acute mechanical stimulation biochemically.

הערכה של Dictyostelium discoideum בתגובה חריפה גירוי מכני

Chemotaxis, or migration up a gradient of a chemoattractant, is the best understood mode of directed migration. Studies using social amoeba Dictyostelium ...

Quantification of Cell-Substrate Adhesion Area and Cell Shape Distributions in MCF7 Cell Monolayers

The methods presented here quantify some parameters of confluent adherent cell monolayers from multiple appropriately stained confocal images: adhesion to the substrate as a function of the number and size of focal adhesions, and cell shape, characterized by the cell shape index and other shape descriptors. Focal adhesions were visualized by paxillin staining and cell-cell borders were marked by junction plakoglobin and actin. The methods for cell culture and staining were standard; images represent single focal planes; image analysis was performed using publicly available image processing software. The presented protocols are used to quantify the number and size of focal adhesions and the differences in cell shape distribution in the monolayers, but they can be repurposed for the quantification of the size and shape of any other distinct cellular structure that can be stained (e.g., mitochondria or nuclei). Assessing these parameters is important in the characterization of the dynamic forces in adherent cell layer, including cell adhesion and actomyosin contractility that affects cell shape.

The article describes quantification of 1) the size and number of focal adhesions and 2) cell shape index and its distribution from confocal images of the confluent monolayers of MCF7 cells.

קוונפיקציה של אזור הדבקה בתשתית התא והפצות צורות התא ב-MCF7 Cell Monolayers

The methods presented here quantify some parameters of confluent adherent cell monolayers from multiple appropriately stained confocal images: adhesion to ...