Indagine sul metabolismo degli xenobiotici nelle foglie di Alba Salix tramite imaging della spettrometria di massa
Summary
Questo metodo utilizza l’imaging della spettrometria di massa (MSI) per comprendere i processi metabolici nelle foglie di S. alba quando esposte agli xenobiotici. Il metodo consente la localizzazione spaziale dei composti di interesse e dei loro metaboliti previsti all’interno di tessuti specifici e intatti.
Abstract
Il metodo presentato utilizza l’imaging della spettrometria di massa (MSI) per stabilire il profilo metabolico delle foglie di S. alba quando esposte agli xenobiotici. Utilizzando un approccio non mirato, i metaboliti vegetali e gli xenobiotici di interesse sono identificati e localizzati nei tessuti vegetali per scoprire specifici modelli di distribuzione. Quindi, nella previsione silico dei potenziali metaboliti (cioè cataboliti e coniugati) dagli xenobiotici identificati viene eseguita. Quando un metabolita xenobiotico si trova nel tessuto, viene registrato il tipo di enzima coinvolto nella sua alterazione da parte della pianta. Questi risultati sono stati utilizzati per descrivere diversi tipi di reazioni biologiche che si verificano nelle foglie di S. alba in risposta all’accumulo xenobiotico nelle foglie. I metaboliti sono stati previsti in due generazioni, permettendo la documentazione delle successive reazioni biologiche per trasformare gli xenobiotici nei tessuti fogliari.
Introduction
Gli xenobiotici sono ampiamente distribuiti in tutto il mondo a causa delle attività umane. Alcuni di questi composti sono solubili in acqua e assorbitidal suolo 1e entrano nella catena alimentare quando si accumulano nei tessutivegetali 2,3,4. Le piante vengono mangiate da insetti ed erbivori, che sono preda di altri organismi. L’assunzione di alcuni xenobiotici e il loro impatto sulla salute di una pianta sono statidescritti 5,6,7,8, ma solo di recente a livello di tessuto9. Pertanto, non è ancora chiaro dove o come si verifichi il metabolismo degli xenobiotici, o se specifici metaboliti vegetali sono correlati all’accumulo xenobiotico in tessutispecifici 10. Inoltre, la maggior parte delle ricerche ha trascurato il metabolismo degli xenobiotici e dei loro metaboliti nelle piante, quindi si sa poco di queste reazioni nei tessuti vegetali.
Qui viene proposto un metodo per studiare le reazioni enzimatiche in campioni biologici che possono essere associati alla localizzazione tissutale di substrati e prodotti delle reazioni. Il metodo può disegnare il profilo metabolico completo di un campione biologico in un esperimento, poiché l’analisi non è mirata e può essere studiata utilizzando elenchi personalizzati di aliti di interesse. Fornito è un elenco di candidati monitorati nel set di dati originale. Se nel campione vengono annotato uno o più aaliti di interesse, la localizzazione specifica dei tessuti può fornire informazioni importanti sui relativi processi biologici. Gli aliti di interesse possono quindi essere modificati in silico utilizzando le leggi biologiche pertinenti per cercare possibili prodotti/metaboliti. L’elenco dei metaboliti ottenuti viene quindi utilizzato per analizzare i dati originali identificando gli enzimi coinvolti e localizzando le reazioni nei tessuti, aiutando così a comprendere i processi metabolici che si verificano. Nessun altro metodo fornisce informazioni sui tipi di reazioni che si verificano nei campioni biologici, sulla localizzazione dei composti di interesse e sui relativi metaboliti. Questo metodo può essere utilizzato su qualsiasi tipo di materiale biologico una volta disponibili tessuti freschi e intatti e i composti di interesse possono essere ionizzati. Il protocollo proposto è stato pubblicato a Villette etal.
Protocol
Representative Results
Discussion
La parte critica di questo protocollo è la preparazione del campione: il campione deve essere morbido e intatto. Il taglio è la parte più difficile, in quanto la temperatura e lo spessore del campione possono variare a seconda del tipo di campione studiato. I tessuti animali sono solitamente omogenei e più facili da tagliare. I campioni vegetali spesso incorporano strutture diverse e quindi sono più difficili da mantenere intatti poiché la lama incontra tessuti vascolari morbidi, duri o vuoti. Si consiglia vivament…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ringraziamo Charles Pineau, Mélanie Lagarrigue e Régis Lavigne per i loro suggerimenti e trucchi riguardanti la preparazione del campione per l’imaging MALDI di campioni vegetali.
Materials
| Cover slips | Bruker Daltonics | 267942 | |
| Cryomicrotome | Thermo Scientific | ||
| Excel | Microsoft corporation | ||
| flexImaging | Bruker Daltonics | ||
| ftmsControl | Bruker Daltonics | ||
| GTX primescan | GX Microscopes | ||
| HCCA MALDI matrix | Bruker Daltonics | 8201344 | |
| ImagePrep | Bruker Daltonics | ||
| ITO-coated slides | Bruker Daltonics | 237001 | |
| M1-embedding matrix | ThermoScientific | 1310 | |
| Metabolite Predict | Bruker Daltonics | ||
| Metaboscape | Bruker Daltonics | ||
| Methanol | Fisher Chemicals | No specific reference needed | |
| MX 35 Ultra blades | Thermo Scientific | 15835682 | |
| Plastic molds | No specific reference needed | ||
| SCiLS Lab | Bruker Daltonics | ||
| SolariX XR 7Tesla | Bruker Daltonics | The method proposed is not limited to this instrument | |
| Spray sheets for ImagePrep | Bruker Daltonics | 8261614 | |
| TFA | Sigma Aldrich | No specific reference needed |
References
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