Il proteoma dei fasci di peli vestibolari del topo durante lo sviluppo

Jul 17, 2023

Dati scientifici volume 2, numero articolo: 150047 (2015) Citare questo articolo

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Dettagli sulle metriche

Lo sviluppo del fascio di capelli dei vertebrati è un evento orchestrato con precisione che culmina nella produzione di una disposizione strettamente ordinata di stereocilia ricche di actina e di un singolo chinocilio assonemale. Per comprendere come la composizione proteica del fascio cambia durante lo sviluppo, abbiamo isolato i fasci da utricoli di topo giovani (giorni postnatali P4-P6) e maturi (P21-P25) utilizzando il metodo twist-off, quindi abbiamo caratterizzato le loro proteine ​​costituenti utilizzando la cromatografia liquida Spettrometria di massa tandem con acquisizione dipendente dai dati. Utilizzando MaxQuant e la quantificazione senza etichetta, abbiamo misurato l'abbondanza relativa di proteine ​​in entrambi i fasci e nell'intero otricolo; il confronto dell'abbondanza proteica tra le due frazioni consente il calcolo dell'arricchimento in fasci. Questi dati, disponibili tramite ProteomeXchange con identificatore PXD002167, saranno utili per esaminare le proteine ​​presenti nei fasci vestibolari dei mammiferi e come le loro concentrazioni cambiano durante lo sviluppo.

Tipi di progettazione

progettazione di gruppi paralleli • progettazione di replica • progettazione di sviluppo dell'organismo

Tipi di misurazione

profilo di espressione proteica

Tipi di tecnologia

analisi di spettrometria di massa

Tipi di fattori

fase del ciclo di vita

Caratteristiche del campione

Mus musculus • otricolo del labirinto membranoso

File di metadati accessibile dalla macchina che descrive i dati segnalati (formato ISA-Tab)

Il fascio di capelli dei vertebrati, l'organello sensoriale dell'orecchio interno, è necessario per la meccanotrasduzione, che è il processo di conversione dei segnali meccanici come il suono e il movimento della testa in eccitazione elettrica nel sistema nervoso. Il fascio, che sporge dalla superficie apicale di una cellula ciliata sensoriale, è composto da decine a centinaia di stereociglia piene di actina e un unico vero ciglio assonemale, il chinociglio1. La conoscenza della composizione del bundle è necessaria per comprendere come funziona il bundle e come è assemblato. La spettrometria di massa è emersa come il miglior metodo ad alto rendimento per caratterizzare la sua composizione proteica. Anche se abbiamo un'eccellente comprensione del proteoma dei fasci di peli vestibolari dei pulcini2, nonché una visione più limitata dei fasci di peli della coclea dei pulcini3, la determinazione della composizione proteica dei fasci di peli dei topi è un passo successivo essenziale. Non solo l’orecchio interno del topo è un modello eccezionale in cui studiare la sordità umana e i disturbi dell’equilibrio, ma i numerosi strumenti genetici e molecolari disponibili per il topo rendono possibili molti esperimenti che non possono essere condotti su altri organismi. Inoltre, si sa relativamente poco su come cambia la composizione proteica del fascio durante lo sviluppo; per esempio, le proteine ​​che controllano i passaggi chiave nell'allungamento delle stereociglia possono essere trovate solo nei fasci giovani.

I fasci di capelli sono scarsi; ci sono solo poche migliaia di cellule ciliate in ciascun organo uditivo o vestibolare, e nel pollo (e nel topo; vedi sotto), i fasci rappresentano meno dell'1% delle proteine ​​totali dell'organo2. Solo circa 2 ng di actina sono presenti nei fasci di un utricolo4 di topo e l'actina rappresenta >50% del totale delle proteine ​​del fascio (vedi sotto). Inoltre, molte delle molecole più interessanti nelle stereociglia sono presenti con un'abbondanza molare <10−5 rispetto a quella dell'actina, ovvero meno di un attomole per orecchio. Pertanto gli esperimenti biochimici per caratterizzare il proteoma del fascio richiedono un'ampia dissezione, metodi di purificazione specializzati e l'uso di metodologie di rilevamento sensibili.

La spettrometria di massa proteica è emersa come l'unica tecnica con la sensibilità e il range dinamico necessari per analizzare un'ampia gamma di proteine ​​provenienti da fasci di capelli. Mentre è probabile che in futuro i metodi top-down5 e indipendenti dai dati6 per l'analisi delle proteine ​​si sviluppino a sufficienza per l'analisi delle proteine ​​in fasci, attualmente la spettrometria di massa shotgun dipendente dai dati7 offre un approccio ben caratterizzato che consente il rilevamento di proteine ​​sia a basso che ad alto contenuto di proteine. proteine ​​in abbondanza, anche se in definitiva limitate dal range dinamico degli spettrometri di massa. Inoltre, i metodi per quantificare le proteine ​​utilizzando i dati della spettrometria di massa sono migliorati, consentendo una misurazione accurata dell'abbondanza relativa delle proteine ​​utilizzando l'intensità degli ioni genitori o figli8,9. Insieme, queste tecniche consentono una caratterizzazione approfondita del proteoma del fascio di capelli.