UIP400MTP સોનિકેટરનો ઉપયોગ કરીને પ્રાયોનની ઉચ્ચ નમૂના પ્રક્રિયા ક્ષમતાવાળી શોધ માટે PMCA
UIP400MTP મલ્ટિ-વેલ પ્લેટ સોનિકેટર પ્રોટીન મિસફોલ્ડિંગ સાઇક્લિક એમ્પ્લિફિકેશન (PMCA)માં ઉચ્ચ નમૂના પ્રક્રિયા ક્ષમતા સાથે નમૂના તૈયાર કરવા માટે શક્તિશાળી ઉકેલ પ્રદાન કરે છે. અનેક વેલમાં ઊર્જાનું સમાન વિતરણ કરીને અને સોનિકેશનના ચોક્કસ પરિમાણો જાળવીને, આ સિસ્ટમ અસાધારણ પુનરુત્પાદકતા સાથે એકસાથે અસંખ્ય નમૂનાઓની પ્રક્રિયા શક્ય બનાવે છે. લાળ જેવા પડકારજનક જૈવિક નમૂનાઓમાં ઓછી સાંદ્રતાએ રહેલા પ્રાયોન શોધવા માટે PMCAને શ્રેષ્ઠ બનાવવા આ ક્ષમતાઓ અત્યંત જરૂરી છે, કારણ કે આવા નમૂનાઓમાં પરીક્ષણના અવરોધકો પરિણામોને અસ્પષ્ટ કરી શકે છે.
હરણ કુળનાં પ્રાણીઓમાં ક્રોનિક વેસ્ટિંગ ડિસીઝ (CWD) અને મનુષ્યોમાં ક્રુટ્ઝફેલ્ડ્ટ-જેકબ રોગ (CJD) જેવા પ્રાયોન રોગો ખોટી રીતે વળાંક પામેલા પ્રાયોન પ્રોટીન (PrPSc)ને કારણે થતા ચેતાતંત્રના ક્ષયજન્ય વિકારો છે. આ રોગોમાં ઘણી વાર લાળ, રક્ત અને મૂત્ર જેવા શારીરિક પ્રવાહીઓમાં ચેપી પ્રાયોનનું પ્રમાણ ઓછું હોય છે, જે નિદાન અને સંશોધનને જટિલ બનાવે છે. પર્યાવરણીય માધ્યમોમાં છોડાયેલા પ્રાયોન દ્વારા CWDનો આડો પ્રસાર વન્યજીવ વ્યવસ્થાપન અને પરિસ્થિતિકીય સ્વાસ્થ્ય માટે ખાસ કરીને નોંધપાત્ર અસરો ધરાવે છે. તેવી જ રીતે, ક્રુટ્ઝફેલ્ડ્ટ-જેકબ રોગ જેવા રોગોમાં માનવ નમૂનાઓમાંથી ખોટી રીતે વળાંક પામેલા પ્રાયોન પ્રોટીનનું વિશ્વસનીય પ્રવર્ધન નિદાન પદ્ધતિઓને આગળ વધારવા અને રોગની પ્રગતિ સમજવા માટે અત્યંત જરૂરી છે.
ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા સાથે પ્રોટીન મિસફોલ્ડિંગનું પ્રવર્ધન UIP400MTP ઉચ્ચ નમૂના પ્રક્રિયા ક્ષમતાવાળા સોનિકેટર સાથે
સુધારેલા PMCA પ્રોટોકોલનો ઉપયોગ સામાન્ય પરીક્ષણ અવરોધકોની અસરને ટાળવા (દા.ત., લાળમાં રહેલા મ્યુસિન) અને એવા પ્રાયોન શોધવામાં ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા મેળવવાનું શક્ય બનાવે છે, જે રિયલ-ટાઇમ ક્વેકિંગ-ઇન્ડ્યુસ્ડ કન્વર્ઝન (RT-QuIC) જેવી તકનીકો વડે અન્યથા શોધી શકાય તેમ ન હોય અથવા તેમની શોધનાં પરિણામો અસ્પષ્ટ હોય. આ પ્રગતિઓ વિવિધ રોગો માટે પ્રાયોનની શોધમાં સુધારો કરે છે, જેના કારણે PMCA પ્રાયોન સંશોધન અને નિદાન માટે અનિવાર્ય સાધન બને છે. મલ્ટિ-વેલ પ્લેટ સોનિકેટર UIP400MTP માઇક્રોપ્લેટમાં (દા.ત., 6-, 24-, અથવા 96-વેલ પ્લેટ) અથવા ટ્યુબ રેકમાં રાખેલી વાયલમાં અસંખ્ય નમૂનાઓનું સોનિકેશન કરીને ઉચ્ચ નમૂના પ્રક્રિયા ક્ષમતાવાળા PMCAને સરળ બનાવે છે.
ઉચ્ચ નમૂના પ્રક્રિયા ક્ષમતાવાળા પ્રોટીન મિસફોલ્ડિંગ સાઇક્લિક એમ્પ્લિફિકેશન (PMCA) માટેનો પ્રોટોકોલ
નીચેનો પ્રોટોકોલ સુદૃઢ સંશોધન પરિણામો માટે સંપૂર્ણપણે સમાન પરિસ્થિતિઓમાં મોટી સંખ્યામાં નમૂનાઓની કાર્યક્ષમ પ્રક્રિયા શક્ય બનાવે છે.
નમૂનાની તૈયારી
પ્રારંભિક સામગ્રી:
નીચે મુજબ નમૂનાઓ તૈયાર કરો:
- સાર્કોસિલ નિષ્કર્ષણથી મળેલા પેલેટને PMCA સબસ્ટ્રેટમાં ફરીથી નિલંબિત કરીને.
- મગજના હોમોજેનેટ અથવા રક્તના નમૂનાઓમાં પ્રાયોન સીડ સીધા ઉમેરીને.
સબસ્ટ્રેટ:
- 10% (wt/vol) મગજના હોમોજેનેટનો ઉપયોગ કરો, જે એવા ટ્રાન્સજેનિક ઉંદરોમાંથી તૈયાર કરેલું હોય જેમાં વધુ પ્રમાણમાં અભિવ્યક્ત થાય છે PrPC (દા.ત., Tg ઉંદરો).
- મગજના પેશીને નીચેનામાં હોમોજેનાઇઝ કરો:
– 1× PBS.
– 150 mM NaCl.
– 1% Triton X-100. - ઉપયોગ સુધી સબસ્ટ્રેટને -80ºC પર સંગ્રહિત કરો.
માઇક્રોપ્લેટ અથવા ટ્યુબમાં નમૂનાની ગોઠવણી:
ટ્યુબ:
- મગજના હોમોજેનેટ સબસ્ટ્રેટના 90 μL ઉમેરો અને 10 μL નમૂનો (દા.ત., રક્ત, મગજનું હોમોજેનેટ અથવા સાર્કોસિલ પેલેટ) ઉમેરીને સીડ કરો.
- દરેક 0.2 mL ટ્યુબમાં 3 Teflon મણકા (1.59-mm અથવા 2.38-mm વ્યાસના) મૂકો.
- UIP400MTP સોનિકેટર સાથે સુસંગત રેકમાં ટ્યુબ ગોઠવો.
6-વેલ માઇક્રોપ્લેટ:
- દરેક વેલમાં મગજના હોમોજેનેટ સબસ્ટ્રેટના 5 mL ઉમેરો અને 500 μL નમૂનો ઉમેરીને સીડ કરો.
- દરેક વેલમાં 3 Teflon મણકા ઉમેરો.
PMCA પ્રક્રિયા
સ્થાપન:
ઉત્પાદકની સૂચનાઓ અનુસાર ટ્યુબ રેક અથવા 6-વેલ માઇક્રોપ્લેટને UIP400MTP સોનિકેટરમાં મૂકો.
ચક્ર કાર્યક્રમ:
નીચે મુજબ 144 PMCA ચક્ર ચલાવો:
- ઇન્ક્યુબેશન: 37°C પર 29 મિનિટ અને 30 સેકન્ડ.
- સોનિકેશન: 60% કંપવિસ્તાર પર 30 સેકન્ડ.
- તાપમાનનું નિરીક્ષણ કરો: નમૂનાના તાપમાનનું નિરીક્ષણ કરવા જોડીને વાપરી શકાય તેવા તાપમાન સેન્સરનો ઉપયોગ કરો અને UIP400MTPને મહત્તમ 48–50°C તાપમાન માટે પ્રોગ્રામ કરો.
ત્યારપછીના રાઉન્ડ:
144 ચક્રનો પ્રથમ રાઉન્ડ પૂરો કર્યા પછી, પ્રવર્ધિત સામગ્રીનો એક માપેલો અંશ સ્થાનાંતરિત કરો:
- તાજા ટ્રાન્સજેનિક ઉંદરના મગજના હોમોજેનેટ સબસ્ટ્રેટમાં 10-ગણું મંદન કરો.
- સોનિકેશનના સમાન પરિમાણો જાળવીને ત્યારપછીના રાઉન્ડ માટે 96 PMCA ચક્ર ચલાવો.
- ઇચ્છિત સંખ્યામાં રાઉન્ડ થાય ત્યાં સુધી ચાલુ રાખો (સામાન્ય રીતે 5 સુધી).
શોધ માટેનું લક્ષ્ય: PrPSc
- Proteinase K પાચન:
– નમૂનાઓને Proteinase K (50 μg/mL) વડે 37°C પર 1 કલાક માટે ઉપચારિત કરો.
– SDS-સેમ્પલ બફર ઉમેરીને અને 10 મિનિટ ઉકાળીને પાચન બંધ કરો. - વેસ્ટર્ન બ્લોટ વિશ્લેષણ:
– નીચેના વડે પાચિત નમૂનાઓનું વિશ્લેષણ કરો:
– 6H4 અથવા PRC1 anti-PrP એન્ટિબોડી.
– શોધ માટે SDS-PAGE કરો અને PVDF મેમ્બ્રેન પર સ્થાનાંતરિત કરો.
વધુ સુદૃઢ પરિણામો માટે વધુ નમૂનાઓની પ્રક્રિયા કરો
UIP400MTP મલ્ટિ-વેલ પ્લેટ સોનિકેટર પ્રોટીન મિસફોલ્ડિંગ સાઇક્લિક એમ્પ્લિફિકેશન (PMCA)ની કાર્યક્ષમતા અને પ્રક્રિયાનું પ્રમાણ વધારવાની ક્ષમતામાં નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે, જે આ પ્રક્રિયાના પરંપરાગત રીતે વધુ સમય લેતા સ્વરૂપની સમસ્યાને સંબોધે છે. 96-વેલ પ્લેટમાં એકસાથે 96 સુધીના નમૂનાઓની પ્રક્રિયા શક્ય બનાવીને, આ સિસ્ટમ તમામ વેલમાં સોનિકેશનની ચોક્કસ અને સમાન પરિસ્થિતિઓ જાળવીને PMCA કાર્યપ્રવાહોને સુવ્યવસ્થિત કરે છે. આ ઉચ્ચ નમૂના પ્રક્રિયા ક્ષમતા હાથથી કરવી પડતી કામગીરીને ન્યૂનતમ કરે છે, વધુ શ્રમ માગતા પગલાં ઘટાડે છે અને પુનરુત્પાદકતા સુનિશ્ચિત કરે છે, જેના કારણે તે પ્રાયોન સંશોધન માટે અનિવાર્ય સાધન બને છે. ક્રોનિક વેસ્ટિંગ ડિસીઝનું સંશોધન હોય કે ક્રુટ્ઝફેલ્ડ્ટ-જેકબ રોગનું, UIP400MTP વધુ કાર્યક્ષમતા સાથે મોટા પાયે અભ્યાસોને સરળ બનાવે છે અને સંશોધકોને આધુનિક નિદાનલક્ષી અને વૈજ્ઞાનિક ઉપયોગોની જરૂરિયાતો પૂરી કરવામાં સક્ષમ બનાવે છે.
સાહિત્ય / સંદર્ભો
- FactSheet UIP400MTP Multi-well Plate Sonicator – Non-Contact Sonicator – Hielscher Ultrasonics
- Lauren E. Cruchley-Fuge, Martin R. Jones, Ossama Edbali, Gavin R. Lloyd, Ralf J. M. Weber, Andrew D. Southam, Mark R. Viant (2024): Automated extraction of adherent cell lines from 24-well and 96-well plates for multi-omics analysis using the Hielscher UIP400MTP sonicator and Beckman Coulter i7 liquid handling workstation. Metabomeeting 2024, University of Liverpool, 26-28th November 2024.
- De Oliveira A, Cataneli Pereira V, Pinheiro L, Moraes Riboli DF, Benini Martins K, Ribeiro de Souza da Cunha MDL (2016): Antimicrobial Resistance Profile of Planktonic and Biofilm Cells of Staphylococcus aureus and Coagulase-Negative Staphylococci. International Journal of Molecular Sciences 17(9):1423; 2016.
- Martins KB, Ferreira AM, Pereira VC, Pinheiro L, Oliveira A, Cunha MLRS (2019): In vitro Effects of Antimicrobial Agents on Planktonic and Biofilm Forms of Staphylococcus saprophyticus Isolated From Patients With Urinary Tract Infections. Frontiers in Microbiology 2019.
- Dreyer J., Ricci G., van den Berg J., Bhardwaj V., Funk J., Armstrong C., van Batenburg V., Sine C., VanInsberghe M.A., Marsman R., Mandemaker I.K., di Sanzo S., Costantini J., Manzo S.G., Biran A., Burny C., Völker-Albert M., Groth A., Spencer S.L., van Oudenaarden A., Mattiroli F. (2024): Acute multi-level response to defective de novo chromatin assembly in S-phase. Molecular Cell 2024.
- Mochizuki, Chika; Taketomi, Yoshitaka; Irie, Atsushi; Kano, Kuniyuki; Nagasaki, Yuki; Miki, Yoshimi; Ono, Takashi; Nishito, Yasumasa; Nakajima, Takahiro; Tomabechi, Yuri; Hanada, Kazuharu; Shirouzu, Mikako; Watanabe, Takashi; Hata, Kousuke; Izumi, Yoshihiro; Bamba, Takeshi; Chun, Jerold; Kudo, Kai; Kotani, Ai; Murakami, Makoto (2024): Secreted phospholipase PLA2G12A-driven lysophospholipid signaling via lipolytic modification of extracellular vesicles facilitates pathogenic Th17 differentiation. BioRxiv 2024.
- Cosenza-Contreras M, Seredynska A, Vogele D, Pinter N, Brombacher E, Cueto RF, Dinh TJ, Bernhard P, Rogg M, Liu J, Willems P, Stael S, Huesgen PF, Kuehn EW, Kreutz C, Schell C, Schilling O. (2024): TermineR: Extracting information on endogenous proteolytic processing from shotgun proteomics data. Proteomics. 2024.
માઇક્રોપ્લેટ સોનિકેટર UIP400MTP ઉચ્ચ નમૂના પ્રક્રિયા ક્ષમતાવાળા PMCA માટે
વારંવાર પૂછાતા પ્રશ્નો
પ્રાયોન શું છે?
પ્રાયોન ખોટી રીતે વળાંક પામેલા પ્રોટીન છે, જે ખાસ કરીને મગજમાં સામાન્ય કોષીય પ્રોટીનને અસામાન્ય રીતે વળાંક પામવા પ્રેરિત કરી શકે છે. બેક્ટેરિયા અથવા વાયરસથી વિપરીત, પ્રાયોનમાં ન્યુક્લિક એસિડ હોતાં નથી અને તેઓ સ્વયંને નમૂના તરીકે વાપરતી કાર્યપદ્ધતિ દ્વારા પ્રસરે છે, જેના પરિણામે ક્રુટ્ઝફેલ્ડ્ટ-જેકબ રોગ, બોવાઇન સ્પોન્જિફોર્મ એન્સેફેલોપથી (મેડ કાઉ ડિસીઝ) અને ઘેટાંમાં સ્ક્રેપી જેવા ક્રમશઃ વધતા ચેતાતંત્રના ક્ષયજન્ય રોગો થાય છે. પ્રમાણભૂત નિર્જંતુીકરણ પ્રક્રિયાઓ સામે તેમનો પ્રતિકાર તેમની અનન્ય રોગકારકતાને રેખાંકિત કરે છે અને તબીબી તથા સંશોધન ક્ષેત્રોમાં નોંધપાત્ર પડકારો ઊભા કરે છે.
PMCA તકનીક શું છે?
પ્રોટીન મિસફોલ્ડિંગ સાઇક્લિક એમ્પ્લિફિકેશન (PMCA) એ પ્રયોગશાળાની એક તકનીક છે, જેનો ઉપયોગ શરીરની બહાર ખોટી રીતે વળાંક પામેલા પ્રાયોન પ્રોટીન (PrP^Sc)નું પ્રવર્ધન કરવા થાય છે. તે સામાન્ય કોષીય પ્રાયોન પ્રોટીન (PrP^C)ના તેના ખોટી રીતે વળાંક પામેલા ચેપી સ્વરૂપ (PrP^Sc)માં રૂપાંતરની નકલ કરે છે, જે પ્રાયોન રોગોનું વિશિષ્ટ લક્ષણ છે. આ પ્રક્રિયામાં PrP^Scનું એકત્રીકરણ ઝડપી બનાવવા ઇન્ક્યુબેશન અને સોનિકેશનનાં ચક્રોનો સમાવેશ થાય છે, જેના કારણે તે ઓછી માત્રામાં રહેલા પ્રાયોન શોધવા માટે શક્તિશાળી સાધન બને છે.
કયા પ્રોટીનનું ખોટી રીતે વળાંક પામવું ક્રુટ્ઝફેલ્ડ્ટ જેકબ રોગનું કારણ બને છે?
ક્રુટ્ઝફેલ્ડ્ટ-જેકબ રોગ (CJD) પ્રાયોન પ્રોટીન (PrP) ખોટી રીતે વળાંક પામવાને કારણે થાય છે. તેનું સામાન્ય આઇસોફોર્મ (PrPC) અસામાન્ય, β-શીટથી સમૃદ્ધ સંરચના (PrPSc) ધારણ કરે છે, જે ચેપી બને છે અને મગજમાં એમિલોઇડ સમુચ્ચયો બનાવે છે, જેના પરિણામે ચેતાતંત્રનો ક્ષય થાય છે.
ચેપી પ્રાયોનનું પ્રોટીન મિસફોલ્ડિંગ સાઇક્લિક એમ્પ્લિફિકેશન શું છે?
પ્રોટીન મિસફોલ્ડિંગ સાઇક્લિક એમ્પ્લિફિકેશન (PMCA) એ પ્રાયોનના ચેપી સ્વરૂપ (PrPSc)નું પ્રવર્ધન કરવાની પદ્ધતિ છે, જેમાં સામાન્ય PrPC ને ઓછી માત્રામાં PrPSc સાથે વારંવાર ઇન્ક્યુબેટ કરવામાં આવે છે. દરેક ચક્ર દરમિયાન, PrPSc ના ઉત્પ્રેરક પ્રભાવથી PrPC ખોટી રીતે વળાંક પામે છે, અને સોનિકેશન સમુચ્ચયોના ટુકડા પાડે છે, જેથી વધુ સીડિંગ સ્થાનો બને છે. આ જીવંત શરીરમાં પ્રાયોનની પ્રતિકૃતિ બનવાની પ્રક્રિયાની નકલ કરે છે અને જૈવિક નમૂનાઓમાં સંવેદનશીલ પ્રાયોન શોધ શક્ય બનાવે છે.
PrP ખોટી રીતે વળાંક પામવાનાં કારણો શું છે?
PrPનું રોગકારક PrPSc સ્વરૂપમાં ખોટી રીતે વળાંક પામવું નીચેના કારણે શરૂ થઈ શકે છે:
- છૂટાછવાયા થતા પ્રાયોન રોગોમાં સ્વયંભૂ ખોટી રીતે વળાંક પામવું.
- PRNP જનીનમાં આનુવંશિક પરિવર્તનો (દા.ત., પારિવારિક પ્રાયોન રોગો).
- ચેપી PrPSc નો દૂષિત ખોરાક, તબીબી પ્રક્રિયાઓ અથવા અન્ય માધ્યમો દ્વારા સંપર્ક.
- pH, ધાતુના આયનો અથવા સહપરિબળો જેવા પર્યાવરણીય કે સંરચનાત્મક પરિબળો, જેમની અસ્થિર બનાવતી અસરનું લક્ષ્ય છે PrPC.
RT-QuIC પરીક્ષણ શું છે?
રિયલ-ટાઇમ ક્વેકિંગ-ઇન્ડ્યુસ્ડ કન્વર્ઝન (RT-QuIC) પ્રાયોન રોગો માટેનું અત્યંત સંવેદનશીલ નિદાનલક્ષી પરીક્ષણ છે. તે PrPSc ને શોધે છે, જેના માટે તે રિકોમ્બિનન્ટ PrPC ને ખોટી રીતે વળાંક પામેલા સમુચ્ચયોમાં રૂપાંતરિત કરવાની તેની ક્ષમતાનું પ્રવર્ધન કરે છે. આ પરીક્ષણ એમિલોઇડ તંતુઓની રચનાની ફ્લોરેસન્સ-આધારિત શોધનો ઉપયોગ કરે છે, જેના કારણે તે મગજ-કરોડરજ્જુ પ્રવાહી (CSF) અથવા અન્ય પેશીઓમાં CJD જેવા રોગોના નિદાન માટે ઉપયોગી બને છે.
Hielscher Ultrasonics ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર બનાવે છે, જે પ્રયોગશાળાના કદથી લઈને ઔદ્યોગિક કદ સુધી ઉપલબ્ધ છે.
