Summary

Cattura di Interactome mRNA da protoplasti vegetali

Published: July 28, 2017
doi:

Summary

Qui presentiamo un protocollo di cattura di interazione applicato ai protoplasti a foglia di Arabidopsis thaliana . Questo metodo si basa fondamentalmente sulla creazione di reticolazione UV in vivo e consente l'isolamento e l'identificazione delle proteine ​​legate alla mRNA da un ambiente fisiologico.

Abstract

Le proteine ​​legate all'RNA (RBPs) determinano le sorti degli RNA. Essi partecipano a tutte le vie di biogenesi dell'RNA e contribuiscono in particolare alla regolazione del gene post-trascrizionale (PTGR) di messaggeri RNA (mRNA). Negli ultimi anni, un certo numero di proteomi legati al mRNA da linee di cellule di lieviti e mammiferi sono stati isolati con l'utilizzo di un nuovo metodo chiamato "capture di intercommunicazione mRNA", che consente l'identificazione di proteine ​​legate alla mRNA (mRBPs) Direttamente da un ambiente fisiologico. Il metodo è composto da in-vivo ultravioletto (UV) reticolazione, abbattimento e purificazione di complessi ribonucleoproteine ​​messicani (mRNPs) da brani oligo (dT) e successiva identificazione delle proteine ​​reticolate mediante spettrometria di massa (MS). Molto recentemente, applicando lo stesso metodo, sono stati riportati simultaneamente diversi proteomi legati al mRNA vegetale provenienti da diverse origini tessutali di Arabidopsis : piantine etiolate, tessuti fogliari,Protoplasse della mesofila della foglia e cellule radicate coltivate. Qui presentiamo il metodo ottimizzato per la cattura di interoomi di mRNA per i protoplasti di mezophyll a foglia Arabidopsis thaliana , un tipo di cellule che serve come uno strumento versatile per esperimenti che comprendono diversi dosaggi cellulari. Le condizioni per la resa proteica ottimale includono la quantità di tessuto di partenza e la durata dell'irradiazione UV. Nel proteome legato al mRNA ottenuto da un esperimento di media scala (10 7 cellule), i RBP notati per avere capacità di legame di RNA sono stati sovrapresentati e sono stati identificati molti nuovi RBP. L'esperimento può essere scalato (10 9 cellule) e il metodo ottimizzato può essere applicato ad altri tipi di cellule vegetali e specie per isolare, catalogare e confrontare generalmente proteomi legati alle mRNA nelle piante.

Introduction

Gli eukarioti utilizzano percorsi di regolazione della biogenesi multipla di RNA per mantenere i processi biologici cellulari. Tra i tipi noti di RNA, l'mRNA è molto diversificato e porta la capacità di codifica delle proteine ​​e delle loro isoforme. 1. Il percorso PTGR indirizza le sorti dei pre-mRNA 2 , 3 . I RBP di diverse famiglie geniche controllano la regolazione dell'RNA, e in PTGR, mRBP specifici guidano mRNA attraverso interazioni fisiche dirette, formando mRNP funzionali. Di conseguenza, l'identificazione e la caratterizzazione dei mRBPs e dei loro mRNPs è fondamentale per la comprensione della regolazione del metabolismo cellulare mRNA 2. Negli ultimi tre decenni, i vari metodi in vitro , inclusi i REMSA (REMSA), l'evoluzione sistematica dei ligandi mediante esami di arricchimento esponenziale (SELEX) basato su costruzioni derivate dalla biblioteca, RNA Bind-n-Seq (RBNS), radiomarcato o quantitativoI campioni di RNA di fluorescenza, la cristallografia a raggi X e la spettroscopia NMR 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 sono stati ampiamente applicati agli studi di RBP, principalmente da cellule di mammiferi. I risultati di questi studi su RBP mammiferi possono essere ricercati tramite la RNA-binding Protein DataBase (RBPDB), che raccoglie le osservazioni pubblicate 10 .

Anche se questi approcci in vitro sono strumenti potenti, determinano i motivi di RNA vincolati da un dato pool di sequenze di RNA e quindi sono limitate nella loro capacità di scoprire nuovi target RNA. Lo stesso vale per le strategie di calcolo per prevedere RBP a livello genomico, che si basano sulla conservazione della sequenza e della struttura proteica 15 . Per superare questo, un nuovo metodo sperimentale haÈ stato stabilito che consente l'identificazione dei motivi RNA che interviene un RBP di interesse, nonché per la determinazione della posizione precisa di legame. Questo metodo, chiamato "crosslinking e immunoprecipitazione" (CLIP), è composto da in-vivo reticolazione UV seguito da immunoprecipitazione 11 . Studi iniziali hanno dimostrato che la fotoattivazione di nucleotidi di DNA e RNA può verificarsi a lunghezze d'onda UV di eccitazione maggiore di 245 nm. La reazione attraverso la timidina sembra essere favorita (rango in ordine di diminuzione della fotoreattività: dT ≥ dC> rU> rC, dA, dG) 12 . Utilizzando la luce UV con una lunghezza d'onda di 254 nm (UV-C), è stato osservato che i legami covalenti tra nucleotidi RNA e residui di proteine ​​sono creati quando nell'ambito di pochi Angstroms (Å). Il fenomeno è dunque chiamato "crosslinking" a zero lunghezza di RNA e RBP. Questo può essere seguito da una procedura di purificazione rigorosa Dura con poco sfondo 13 , 14 .

Una strategia complementare al CLIP è quella di combinare in vivo la reticolazione UV con l'identificazione delle proteine ​​per descrivere il paesaggio dei RBP. Un certo numero di tali proteomi legati al mRNA a livello genomico sono stati isolati da cellule staminali embrionali (ESCs) e linee cellulari umane ( cioè HEK293 e HeLa) utilizzando questo nuovo approccio sperimentale, chiamato "capture intercommunicazione mRNA" 18 , 19 , 20 , 21 . Il metodo è composto da in-vivo reticolazione UV seguita da purificazione mRNP e proteomica basata su MS. Applicando questa strategia, sono stati scoperti molti nuovi RBP "moonlighting" contenenti RBD non canonici, e è risultato chiaro che più proteine ​​hanno capacità di legame RNA rispetto a quanto precedentemente supposto"> 15 , 16 , 17. L'uso di questo metodo consente di nuove applicazioni e di capacità di rispondere a nuove domande biologiche durante l'analisi di RBP. Ad esempio, uno studio recente ha indagato sulla conservazione del proteome legato all'RNA (il nucleo RBP Proteome) tra il lievito e le cellule umane 22 .

I RBP vegetali sono già stati trovati coinvolti nella crescita e nello sviluppo ( ad esempio nella regolazione post-trascrizionale del tempo di fioritura, dell'orologio circadiano e dell'espressione genica in mitocondri e cloroplasti) 24 , 25 , 26 , 27 , 28 , 29 . Inoltre, si pensa di svolgere funzioni nei processi cellulari che rispondono a sollecitazioni abiotiche ( ad esempio, freddo, siccità, sLinità e acido abscisico (ABA)) 31 , 32 , 33 , 34 . Ci sono più di 200 geni RBP previsti nel genoma Arabidopsis thaliana , basato su motivi di sequenza di dominio RNA (RRM) e K homology (KH); Nel riso, circa 250 sono stati notati 35 , 36 . È notevole che molti RBP previsti sembrano essere unici per le piante ( ad esempio, nessun ortologo metazoico a circa il 50% dei RBP di Arabidopsis previsti contenenti un dominio RRM) 35 , suggerendo che molti potrebbero servire nuove funzioni. Le funzioni dei RBP più previste rimangono inarcabili 23 .

L'isolamento dei proteomi legati al mRNA da Arabidopsis piantine etiolate, tessuti a foglia, cellule radicate coltivate e protoplasti di mezofosina di foglie attraverso l'uso diRecentemente è stata segnalata la cattura di interagenti mRNA 38 , 39 . Questi studi dimostrano il forte potenziale di catalogare sistematicamente i RBP funzionali nelle piante nel prossimo futuro. Qui presentiamo un protocollo per la cattura di intero mRNA da protoplasti vegetali ( cioè cellule senza pareti cellulari). I protoplasti di mezophyll delle foglie Arabidopsis thaliana sono il tipo principale di cellule di foglie. I protoplasti isolati consentono l'accesso ottimale della luce UV alle cellule. Questo tipo di cellula può essere utilizzato in saggi che esprimono transitoriamente proteine ​​per la caratterizzazione funzionale 40 , 41 . Inoltre, la protoplastica è stata applicata a diversi altri tipi di cellule vegetali e specie 42 , 43 , 44 ( es. Petersson et al ., 2009; Bargmann e Birnbaum, 2010; Hong et al ., 2012).

<P class = "jove_content"> Il metodo comprende un totale di 11 passaggi ( Figura 1A ). I protoplasti di mezophyll a foglia Arabidopsis vengono prima isolati (fase 1) e successivamente irradiati UV per formare mRNPs reticolati (fase 2). Quando i protoplasti vengono lisati in condizioni di denaturazione (fase 3), i mRNP reticolati vengono rilasciati in tampone di lisi / legame e tirati da oligo-d (T) 25 brani (fase 4). Dopo diversi cicli di lavaggi rigorosi, i mRNPs vengono purificati e analizzati ulteriormente. I peptidi denaturati di mRBPs vengono digeriti mediante proteinasi K prima che i mRNA reticolati siano purificati e la qualità RNA è verificata da qRT-PCR (passaggi 5 e 6). Dopo la terapia con RNase e la concentrazione di proteine ​​(fase 7), la qualità della proteina è controllata mediante elettroforesi in poliacrilammide SDS (SDS-PAGE) e colorazione in argento (fase 8). La differenza di pattern di banda proteica può essere facilmente visualizzata tra un campione reticolato (CL) e un campione non reticolato (non CL;Il campione di controllo negativo da protoplasti che non è sottoposto ad irraggiamento UV). L'identificazione delle proteine ​​è ottenuta tramite proteomica basata su MS. Le proteine ​​del campione CL sono separate da un'elettroforesi a gel di poliacrilammide (1D-PAGE) unidimensionale per rimuovere eventuali contaminazioni di fondo, sono "in-gel digerite" in peptidi corti utilizzando la tripsina e vengono purificati (fase 9). La cromatografia liquida a fase inversa di fase nano accoppiata alla spettrometria di massa (nano-LC-MS) permette di determinare la quantità di proteine ​​definitive nel proteome legato al mRNA (fase 10). Infine, i mRBP identificati sono caratterizzati e catalogati utilizzando analisi bioinformatica (fase 11).

Protocol

1. Arabidopsis Leaf Mesophyll Protoplast Isolamento NOTA: I protoplasti della mesopilita delle foglie Arabidopsis sono essenzialmente isolati come descritto da Yoo et al ., 2007, con diverse modifiche 40 . Crescita delle piante Immergere circa 200 Arabidopsis thaliana Col-0 semi di ecotipo in acqua sterilizzata per 2 giorni a 4 ° C nell'oscurità per la stratificazione. NOTA: Questo n…

Representative Results

Abbiamo osservato un aureo caratteristico che circonda il pellet di perle nel campione CL, nel punto di lavaggio 4.3 con il tampone di lavaggio 2 ( figura 1B ). Anche se non è stato studiato, questo fenomeno può probabilmente essere spiegato dall'interferenza dei complessi mRNP reticolati con l'aggregazione del branco durante la cattura magnetica, causando un aggregato più diffuso. Indica che la cattura di bead di oligo-d (T) 25 è stat…

Discussion

Abbiamo applicato con successo la cattura di interazione di mRNA, sviluppata per le cellule di lievito e umano, per protoplasti di mesofila a foglia vegetale. Le cellule mezofiliche dei fogli sono il principale tipo di tessuto a base di foglie vegetali. Il principale vantaggio di questo metodo è che utilizza in-vivo incrociando per scoprire le proteine ​​da un ambiente fisiologico.

In questo protocollo, abbiamo principalmente presentiamo una serie di condizioni sperimentali ott…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Riconosciamo il laboratorio del Prof. Joris Winderickx, che ha fornito l'apparecchio di reticolazione UV equipaggiato con la lampada UV convenzionale. KG è supportato dal fondo di ricerca KU Leuven e riconosce il sostegno della sovvenzione FWO G065713N.

Materials

REAGENTS
0.8 M Mannitol Sigma M1902-500G Primary isotonic Enzyme solution &
MMg solution
2M KCl MERCK Art. 4935 Primary isotonic Enzyme solution &
W5 buffer
0.2 M MES (pH 5.7)
(4-morpholineethanesulfonic acid)
Sigma-aldrich M2933 Primary isotonic Enzyme solution,
W5 buffer &
MMg solution,
Filtration sterilization
Cellulase R10 Yakult Pharmaceutical Industry Co., Ltd. CELLULASE
“ONOZUKA”
R-10, 10 g
Final isotonic enzyme solution
Macerozyme R10 Yakult Pharmaceutical Industry Co., Ltd. MACEROZYME R-10, 10g Final isotonic enzyme solution
10% (w/v) BSA
(Bovine Serum Albumin)
Sigma-aldrich A7906-100G Final isotonic enzyme solution &
Filtration sterilization
1M CaCl2 Chem-Lab NV CL00.0317.1000 Final isotonic enzyme solution,
W5 buffer &
Digestion buffer
1M NaCl Fisher Chemical S/3160/60 W5 buffer
2M MgCl2 Sigma M8266-100G MMg solution
1M LiCl
(Lithium Chloride)
Acros 199885000 Lysis/binding buffer,
Wash buffer 1,
Wash buffer 2 &
Low salt buffer
5% (w/v) LiDS
(Lithium Dodecyl Sulphate)
Sigma-aldrich L4632-25G Lysis/binding buffer,
Wash buffer 1 &
Filtration sterilization
1M DTT
(Dithiothreitol)
Thermo Fisher Scientific
Wash buffer 1 &
Wash buffer 2
307866 Lysis/binding buffer,
1M Tris-HCl (pH 7.5) (Tris(hydroxymethyl)aminomethane, Hydrochloric acid S.G. (HCl)) Acros &
Fisher Chemical
167620010 &
H/1200/PB15
Lysis/binding buffer,
Wash buffer 1,
Wash buffer 2,
Low salt buffer &
Elution buffer
0.5 M EDTA (pH 8.0) (Ethylenediaminetetraacetic acid) Sigma-aldrich ED-500G Lysis/binding buffer,
Wash buffer 1,
Wash buffer 2,
Low salt buffer &
Elution buffer
Tween 20 MERCK 8.22184.0500 Regeneration of oligo-d(T)25 beads
0.1 M NaOH VWR PROLABO CHEMICALS 28244.295 Regeneration of oligo-d(T)25 beads
1X PBS (pH 7.4)
(Phosphate Buffered Saline)
containing
(NaCl; KCl; Na2HPO4; KH2PO4)
Fisher Chemical, MERCK,
Sigma-aldrich & SAFC
S/3160/60,
Art. 4935,
71640-250G &
60230
Regeneration of oligo-d(T)25 beads
Proteinase K solution (2 μg/μL) Thermo Fisher Scientific 11789020 Protein digestion
Loading dye Invitrogen LC5925 SDS-PAGE
qPCR master mix Promega A6001 qRT-PCR assay
RNase Cocktail Thermo Fisher Scientific AM2286 RNA digestion
Methanol Sigma-aldrich 322415 Gel fixation and gel destaining
Acetic acid Sigma-aldrich 537020 Gel fixation and gel destaining
Coomassie Brilliant Blue R-250 Thermo Fisher Scientific 20278 Gel staining
1M NH4HCO3
(Ammonium bicarbonate)
 
Sigma-aldrich 09830-500G Gel hydration &
Digestion buffer
CH3CN
(Acetonitrile)
Sigma-aldrich 34851-100ML Gel dehydration &
Peptide dissolving solution
IAA
(Iodoacetic acid)
Sigma-aldrich I4386-10G Alkylating agent
TFA
(Trifluoroacetic acid)
Sigma-aldrich 302031-10X1ML Peptide dissolving solution
FA
(Formic acid)
Sigma-aldrich 06554-5G Peptide extraction
Trypsin solution (6 ng/μL) Promega V5280 Digestion buffer
Name Company Catalog Number Comments
EQUIPMENT
Soil Peltracom LP2D Plant growth
Vermiculite 3 Sibli AS 05VERMICULIET Plant growth
Petri dish (150 x 20 mm) Sarstedt 82.1184.500 Carrier for protoplast suspension
0.22 μm filter Millipore SE2M229104 Homogenization of final isotonic enzyme solution
Razorblade Agar Scientific T585 Rosette leaf strips
35-75 μm nylon mesh SEFAR NITEX 74010 Protoplast suspension filtration
50 mL round bottom tubes Sigma-aldrich T1918-10EA Carrier for protoplast suspension
Hemocytometer
(Bürker hemocytometer)
MARIENFELD 650030 Protoplast cell counting
UV crosslinking apparatus
(HL-2000 HybriLinker)
UVP, LLC UVP95003101 in vivo UV crosslinking
UV lamp
(Sankyo-Denki G8T5)
SANKYO
DENKI
SD G8T5 in vivo UV crosslinking
50 mL glass syringe FORTUNA Optima Z314560 Homogenization of protoplast lysate
Narrow needle (0.9 x 25 mm) Becton Dickinson microlance 3 2021-04 Homogenization of protoplast lysate
Rotator Model L26 Labinco BV 26110912 Sample incubation by rotating
Oligo-d(T)25 magnetic beads
(5 mg/mL)
New England BioLabs S1419S mRNPs and mRNAs binding and pull-down
Magnetic rack Invitrogen CS15000 mRNPs and mRNAs binding and pull-down
Centrifugal filter units
(Amicon Ultra-4 centrifugal filter units)
EMD Millipore UFC800308 mRBP concentration
Pierce Silver Stain Kit Thermo Fisher Scientific 24612 Silver-staining assay
RNA purification kit
(InviTrap Spin Plant RNA Mini Kit)
STRATEC Molecular 1064100300 RNA purification
Spectrophotometer device (NanoDrop 1000 Spectrophotometer) Thermo Fisher Scientific ND-1000 RNA quality and quantity
Real-Time PCR cycler
(StepOne Real-Time PCR cycler)
Thermo Fisher Scientific 4376600 cDNA quantification
µ-C18 columns
(Millipore Zip Tip µ-C18 columns)
Sigma-aldrich 720046-960EA Peptide purification
Mass spectrometer
(Q Exactive Hybrid Quadrupole-Orbitrap Mass Spectrometer)
Thermo Fisher Scientific IQLAAEGAAPFALGMAZR Mass spectrometry-based proteomics
Liquid chromatography instrument (Ultimate 3000 ultra-high performance liquid chromatography (UHPLC) instrument) Thermo Fisher Scientific ULTIM3000RSLCNANO Mass spectrometry-based proteomics
C18 column
(Easy Spray Pepmap RSLC C18 column)
Thermo Fisher Scientific ES800 Mass spectrometry-based proteomics
C18 precolumn
(Acclaim Pepmap 100 C18 precolumn)
Thermo Fisher Scientific 160321 Mass spectrometry-based proteomics
Name Company Catalog Number Comments
Primers for qRT-PCR assay Sequences
UBQ10 mRNA
(Li et al., 2014)
Fw: AACTTTGGTGGTTTGTGTTTTGG
Rv: TCGACTTGTCATTAGAAAGAAAGAGATAA
18S rRNA
(Durut et al., 2014)
Fw: CGTAGTTGAACCTTGGGATG
Rv: CACGACCCGGCCAATTA

References

  1. Jankowsky, E., Harris, M. E. Specificity and nonspecificity in RNA-protein interactions. Nat Rev Mol Cell Biol. 16 (9), 533-544 (2015).
  2. Glisovic, T., Bachorik, J. L., Yong, J., Dreyfuss, G. RNA-binding proteins and post-transcriptional gene regulation. FEBS Lett. 582 (14), 1977-1986 (2008).
  3. Gerstberger, S., Hafner, M., Tuschl, T. A census of human RNA-binding proteins. Nat Rev Genet. 15 (12), 829-845 (2014).
  4. Lin, Q., Taylor, S. J., Shalloway, D. Specificity and determinants of Sam68 RNA binding. Implications for the biological function of K homology domains. J Biol Chem. 272 (43), 27274-27280 (1997).
  5. Deo, R. C., Bonanno, J. B., Sonenberg, N., Burley, S. K. Recognition of polyadenylate RNA by the poly(A)-binding protein. Cell. 98 (6), 835-845 (1999).
  6. Kattapuram, T., Yang, S., Maki, J. L., Stone, J. R. Protein kinase CK1 alpha regulates mRNA binding by heterogeneous nuclear ribonucleoprotein c in response to physiologic levels of hydrogen peroxide. J Biol Chem. 280 (15), 15340-15347 (2005).
  7. Patel, G. P., Ma, S., Bag, J. The autoregulatory translational control element of poly(A)-binding protein mRNA forms a heteromeric ribonucleoprotein complex. Nucleic Acids Res. 33 (22), 7074-7089 (2005).
  8. Song, J. K., McGivern, J. V., Nichols, K. W., Markley, J. L., Sheets, M. D. Structural basis for RNA recognition by a type II poly(A)-binding protein. Proc Natl Acad Sci USA. 105 (40), 15317-15322 (2008).
  9. Lambert, N., Robertson, A., Jangi, M., McGeary, S., Sharp, P. A., Burge, C. B. RNA Bind-n-Seq: quantitative assessment of the sequence and structural binding specificity of RNA binding proteins. Mol Cell. 54 (5), 887-900 (2014).
  10. Cook, K. B., Kazan, H., Zuberi, K., Morris, Q., Hughes, T. R. RBPDB: a database of RNA-binding specificities. Nucleic Acids Res. 39, D301-D308 (2011).
  11. Konig, J., Zarnack, K., Luscombe, N. M., Ule, J. Protein-RNA interactions: new genomic technologies and perspectives. Nat Rev Genet. 13 (2), 77-83 (2012).
  12. Hockensmith, J. W., Kubasek, W. L., Vorachek, W. R., von Hippel, P. H. Laser cross-linking of nucleic acids to proteins. Methodology and first applications to the phage T4 DNA replication system. J Biol Chem. 261 (8), 3512-3518 (1986).
  13. Pashev, I. G., Dimitrov, S. I., Angelov, D. Crosslinking proteins to nucleic acids by ultraviolet laser irradiation. Trends Biochem Sci. 16 (9), 323-326 (1991).
  14. Castello, A., et al. System-wide identification of RNA-binding proteins by interactome capture. Nat Protoc. 8 (3), 491-500 (2013).
  15. Nagy, E., Rigby, W. F. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase selectively binds AU-rich RNA in the NAD(+)-binding region (Rossmann fold). J Biol Chem. 270 (6), 2755-2763 (1995).
  16. Hentze, M. W., Preiss, T. The REM phase of gene regulation. Trends Biochem Sci. 35 (8), 423-426 (2010).
  17. Nicholls, C., Li, H., Liu, J. P. GAPDH: a common enzyme with uncommon functions. Clin Exp Pharmacol Physiol. 39 (8), 674-679 (2012).
  18. Baltz, A. G., et al. The mRNA-bound proteome and its global occupancy profile on protein-coding transcripts. Mol Cell. 46 (5), 674-690 (2012).
  19. Castello, A., et al. Insights into RNA Biology from an Atlas of Mammalian mRNA-Binding Proteins. Cell. 149 (6), 1393-1406 (2012).
  20. Kwon, S. C., et al. The RNA-binding protein repertoire of embryonic stem cells. Nat Struct Mol Biol. 20 (9), 1122-1130 (2013).
  21. Mitchell, S. F., Jain, S., She, M., Parker, R. Global analysis of yeast mRNPs. Nat Struct Mol Biol. 20 (1), 127-133 (2013).
  22. Beckmann, B. M., et al. The RNA-binding proteomes from yeast to man harbour conserved enigmRBPs. Nat Commun. 6 (10127), 1-9 (2015).
  23. Bailey-Serres, J., Sorenson, R., Juntawong, P. Getting the message across: cytoplasmic ribonucleoprotein complexes. Trends Plant Sci. 14 (8), 443-453 (2009).
  24. Quesada, V., Macknight, R., Dean, C., Simpson, G. G. Autoregulation of FCA pre-mRNA processing controls Arabidopsis flowering time. EMBO J. 22 (12), 3142-3152 (2003).
  25. Lim, M. H., et al. A new Arabidopsis gene, FLK, encodes an RNA binding protein with K homology motifs and regulates flowering time via FLOWERING LOCUS C. Plant Cell. 16 (3), 731-740 (2004).
  26. Hornyik, C., Terzi, L. C., Simpson, G. G. The spen family protein FPA controls alternative cleavage and polyadenylation of RNA. Dev Cell. 18 (2), 203-213 (2010).
  27. Stern, D. B., Goldschmidt-Clermont, M., Hanson, M. R. Chloroplast RNA metabolism. Annu Rev Plant Biol. 61, 125-155 (2010).
  28. Schmal, C., Reimann, P., Staiger, D. A circadian clock-regulated toggle switch explains AtGRP7 and AtGRP8 oscillations in Arabidopsis thaliana. PLoS Comput Biol. 9 (3), e1002986 (2013).
  29. Staiger, D. RNA-binding proteins and circadian rhythms in Arabidopsis thaliana. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 356 (1415), 1755-1759 (2001).
  30. Fischer, B., et al. NovoHMM: a hidden Markov model for de novo peptide sequencing. Anal Chem. 77 (22), 7265-7273 (2005).
  31. Kwak, K. J., Kim, Y. O., Kang, H. Characterization of transgenic Arabidopsis plants overexpressing GR-RBP4 under high salinity, dehydration, or cold stress. J Exp Bot. 56 (421), 3007-3016 (2005).
  32. Raab, S., Toth, Z., de Groot, C., Stamminger, T., Hoth, S. ABA-responsive RNA-binding proteins are involved in chloroplast and stromule function in Arabidopsis seedlings. Planta. 224 (4), 900-914 (2006).
  33. Liu, H. H., et al. Molecular cloning and characterization of a salinity stress-induced gene encoding DEAD-box helicase from the halophyte Apocynum venetum. J Exp Bot. 59 (3), 633-644 (2008).
  34. Wang, S. C., Liang, D., Shi, S. G., Ma, F. W., Shu, H. R., Wang, R. C. Isolation and Characterization of a Novel Drought Responsive Gene Encoding a Glycine-rich RNA-binding Protein in Malus prunifolia (Willd.) Borkh. Plant Mol Biol Report. 29 (1), 125-134 (2011).
  35. Lorkovic, Z. J., Barta, A. Genome analysis: RNA recognition motif (RRM) and K homology (KH) domain RNA-binding proteins from the flowering plant Arabidopsis thaliana. Nucleic Acids Res. 30 (3), 623-635 (2002).
  36. Ambrosone, A., Costa, A., Leone, A., Grillo, S. Beyond transcription: RNA-binding proteins as emerging regulators of plant response to environmental constraints. Plant Science. 182, 12-18 (2012).
  37. Frank, A., Pevzner, P. PepNovo: de novo peptide sequencing via probabilistic network modeling. Anal Chem. 77 (4), 964-973 (2005).
  38. Marondedze, C., Thomas, L., Serrano, N. L., Lilley, K. S., Gehring, C. The RNA-binding protein repertoire of Arabidopsis thaliana. Sci Rep. 6 (29766), 1-13 (2016).
  39. Reichel, M., et al. In Planta Determination of the mRNA-Binding Proteome of Arabidopsis Etiolated Seedlings. Plant Cell. 28 (10), 2435-2452 (2016).
  40. Yoo, S. D., Cho, Y. H., Sheen, J. Arabidopsis mesophyll protoplasts: a versatile cell system for transient gene expression analysis. Nat Protoc. 2 (7), 1565-1572 (2007).
  41. Niu, Y., Sheen, J. Transient expression assays for quantifying signaling output. Methods Mol Biol. 876, 195-206 (2012).
  42. Petersson, S. V., et al. An auxin gradient and maximum in the Arabidopsis root apex shown by high-resolution cell-specific analysis of IAA distribution and synthesis. Plant Cell. 21 (6), 1659-1668 (2009).
  43. Bargmann, B. O., Birnbaum, K. D. Fluorescence activated cell sorting of plant protoplasts. J Vis Exp. (36), (2010).
  44. Hong, S. Y., Seo, P. J., Cho, S. H., Park, C. M. Preparation of Leaf Mesophyll Protoplasts for Transient Gene Expression in Brachypodium distachyon. J Plant Biol. 55 (5), 390-397 (2012).
  45. Li, Y., Van den Ende, W., Rolland, F. Sucrose Induction of Anthocyanin Biosynthesis Is Mediated by DELLA. Mol Plant. 7 (3), 570-572 (2014).
  46. Durut, N., et al. A duplicated NUCLEOLIN gene with antagonistic activity is required for chromatin organization of silent 45S rDNA in Arabidopsis. Plant Cell. 26 (3), 1330-1344 (2014).
  47. Han, Y. H., Ma, B., Zhang, K. Z. SPIDER: Software for protein identification from sequence tags with De Novo sequencing error. J Bioinform Comput Biol. 3 (3), 697-716 (2005).
  48. Han, X., He, L., Xin, L., Shan, B., Ma, B. PeaksPTM: Mass spectrometry-based identification of peptides with unspecified modifications. J Proteome Res. 10 (7), 2930-2936 (2011).
  49. Zhang, J., et al. PEAKS DB: de novo sequencing assisted database search for sensitive and accurate peptide identification. Mol Cell Proteomics. 11 (4), 010587 (2012).
  50. Zhang, Z., et al. UV crosslinked mRNA-binding proteins captured from leaf mesophyll protoplasts. Plant Methods. 12 (42), 1-12 (2016).
  51. Zhang, Y., et al. Integrative genome-wide analysis reveals HLP1, a novel RNA-binding protein, regulates plant flowering by targeting alternative polyadenylation. CellRes. 25 (7), 864-876 (2015).
  52. Steen, H., Jensen, O. N. Analysis of protein-nucleic acid interactions by photochemical cross-linking and mass spectrometry. Mass Spec Rev. 21 (3), 163-182 (2002).
  53. Miller, C., et al. Dynamic transcriptome analysis measures rates of mRNA synthesis and decay in yeast. Mol Syst Biol. 7 (458), 1-13 (2011).
  54. Eng, J., McCormack, A. L., Yates, J. R. An approach to correlate tandem mass spectral data of peptides with amino acid sequences in a protein database. J Am Soc Mass Spectrom. 5 (11), 976-989 (1994).
  55. Perkins, D. N., Pappin, D. J. C., Creasy, D. M., Cottrell, J. S. Probability-based protein identification by searching sequence databases using mass spectrometry data. Electrophoresis. 20 (18), 3551-3567 (1999).
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Citer Cet Article
Zhang, Z., Boonen, K., Li, M., Geuten, K. mRNA Interactome Capture from Plant Protoplasts. J. Vis. Exp. (125), e56011, doi:10.3791/56011 (2017).

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