Hücre tipi Özgül gösterilmeden FACS yardımlı kullanarak Doku ve Organ spesifik Fitokrom Yanıtları incelenmesi Arabidopsis thaliana</em
Summary
Mekansal özel Fitokrom yanıtlar moleküler temeli, doku ve organ spesifik Fitokrom eksiklikleri gösteren transgenik bitkiler kullanılarak araştırılmaktadır. Belirli hücrelerin izolasyonu mikroarray analizleri takip Sıralama mekansal özel Fitokrom yanıtları yer genleri tanımlamak için kullanılmaktadır Floresan-Aktif Hücre tarafından uyarılan Fitokrom kromofor tükenmesi sergiliyor.
Abstract
Işık aracılık gelişimsel ve adaptif süreçler bir bitkinin yaşam döngüsü boyunca bir dizi. Bitkiler kullanan ışık emici fotoreseptörlerin duygusu ve ışık uyum adı verilen moleküller. Uzak-kırmızı / kırmızı ışık emici Fitokrom fotoreseptörlerin yoğun çalışılan edilmiştir. Phytochromes çalışılmıştır olan tüm yüksek bitki sistemleri farklı ve birbiriyle çakışan fonksiyonları ile proteinlerin bir aile olarak var<sup> 1</sup>. Çiçeklenme ve tohum çimlenme yaşlanması yoluyla aralığı Fitokrom aracılı ışık tepkiler, genellikle belirli bitki doku veya organların lokalize<sup> 2</sup>. Mutasyon analizleri aracılığıyla, bireysel ve gereksiz Fitokrom fonksiyonlarının keşfi ve aydınlatılması rağmen, photoperception farklı siteler ve phytochromes yerelleştirilmiş havuzları moleküler mekanizmaları üzerinde kesin raporlar mekansal özel Fitokrom yanıtları sınırlı arabuluculuk yapmasını. Fitokrom photoperception belirli siteleri doku ve organa özgü yönleri fotomorfojenez ve lokalize Fitokrom havuzları, hücre-hücre sinyalizasyon downstream hedef genlerin farklı alt kümelerini meşgul düzenleyen bu hipotezler dayalı deneyler tasarlanmıştır. Biz seçici bir organ ya da doku-spesifik bir şekilde transgenik bitkiler içinde fonksiyonel phytochromes azaltmak için biyokimyasal bir yaklaşım geliştirdi. Çalışmalarımız transkripsiyonel aktivatör GAL4 Upstream Etkinleştirme Sırası (UAS) elemanının kontrolü altında bir gen ekspresyonu transaktivasyonunun sonuçları bir iki taraflı arttırıcı-trap yaklaşım dayanmaktadır<sup> 3</sup>. Biliverdin redüktaz (<em> BVR</em> UAS kontrolü altında) gen sessizce GAL4 transaktivasyonunun UAS-BVR ebeveynin yokluğunda korunur<sup> 4</sup>. UAS-BVR transgenik hattı ve belirli ifade GAL4-GFP arttırıcı tuzak hattı sonucu arasındaki genetik haçlar<em> BVR</em> Ile işaretlenmiş hücreleri gen<em> GFP</em> Ifadesi<sup> 4</sup>. BVR birikimi Fitokrom kromofor eksikliği Arabidopsis bitkiler sonuçları<em> Planta</em<sup> 5-7</sup>. Bu nedenle, biz, sergi GAL4 bağımlı aktivasyon ürettiklerini transgenik bitkiler<em> BVR</em> Fitokrom biyokimyasal inaktivasyonu sonucu gen, yanı sıra GAL4 bağımlı<em> GFP</em> Ifadesi. Fotobiyolojik ve moleküler genetik analizler<em> BVR</em> Transgenik çizgileri, doku ve photoperception ilgili siteler ile ilgili organa özgü Fitokrom aracılı yanıtları içgörü verimli<sup> 4, 7, 8</sup>. Floresan Aktive GFP-pozitif Hücre Ayırma (FACS) arttırıcı-trap indüklenen<em> BVR</emMikroarray analizi yoluyla hücre türüne özgü gen ekspresyon profili ile birleştiğinde> ifade bitki protoplast mekansal özel Fitokrom yanıtları arabuluculuk dahil varsayılan downstream hedef genleri tanımlamak için kullanılmaktadır. Bu araştırma, ışık algı siteleri anlayışımız genişlemekte, çeşitli doku veya organların hafif düzenlenmiş bitki büyüme ve gelişme işbirliği ve karmaşık Fitokrom aracılı moleküler diseksiyon hücre-hücre sinyal kaskadlar ilerleyen üzerinden mekanizmaları.
Protocol
Discussion
Mikroarray'ler yoluyla gen ekspresyonu (1) Arabidopsis fide genlerinin% 30 daha fazla ışık düzenlenir 11 olduğunu göstermiştir ve (2) Fitokrom sinyalizasyon kaskad 12, 13 yer hafif sinyal iletimi proteinleri kodlayan genlerin büyük bir grup belirlemiştir . Bu tür deneyler ışığın gen ekspresyonu hızlı ve uzun vadeli değişikliklere de neden olduğunu düşündürmektedir. Her havuz phytochromes gelişimsel ve adaptif yanıtlar yalnızca bir alt kümesini kontrol edebilir. Ayr?…
Acknowledgements
Bitkilerde Fitokrom yanıtları Montgomery laboratuarında, Ulusal Bilim Vakfı (hibe BLM hiçbir MCB-0.919.100) ve Kimya Bilimleri, Yerbilimleri ve Biyobilimler Bölümü, Temel Enerjisi Bilimler Bürosu, Fen Dairesi, ABD Dışişleri Bakanlığı tarafından desteklenen Enerji (BLM hibe hiçbir DE FG02 91ER20021). Biz çekimler sırasında Melissa Whitaker teknik yardım için teşekkür ederim ve eleştirel deneysel yardım, gelişmekte olan ve konfokal yardım için Arabidopsis protoplast sıralama ve Dr. Melinda Çerçeve protokoller Sıralama Floresan-Aktif Hücre optimize yardım için Dr Louis King, Stephanie Costigan yazının okuma mikroskopi. Marlene Cameron, grafik tasarım yardım ve editoryal yardım için Karen Kuş için teşekkür ederiz.
Materials
| Material Name | Tipo | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Anti-BVR antibody | QED Bioscience Inc. | 56257-100 | ||
| Cellulase “Onozuka” R-10 | SERVA Electrophoresis GmbH, Crescent Chemical Company | MSPC 0930 | ||
| Gamborg’s B5 basal salt mixture | Sigma | G5768 | ||
| Macerozyme R-10 | SERVA Electrophoresis GmbH, Crescent Chemical Company | PTC 001 | ||
| MES, low moisture content | Sigma | M3671 | ||
| Murashige and Skoog salts | Caisson Laboratories | 74904 | ||
| Phytablend | Caisson Laboratories | 28302 | ||
| RNeasy Plant Minikit | Qiagen | 16419 |
Referências
- Franklin, K. A., Quail, P. H. Phytochrome functions in Arabidopsis development. J. Exp. Bot. 61, 11-24 (2010).
- Montgomery, B. L. Right place, right time: Spatiotemporal light regulation of plant growth and development. Plant Signal Behav. 3, 1053-1060 (2008).
- Laplaze, L. GAL4-GFP enhancer trap lines for genetic manipulation of lateral root development in Arabidopsis thaliana. J. Exp. Bot. 56, 2433-2442 (2005).
- Costigan, S., Warnasooriya, S. N., Montgomery, B. L. Root-localized phytochrome chromophore synthesis is required for tissue-specific photoregulation of root elongation and impacts sensitivity to jasmonic acid in Arabidopsis thaliana. , .
- Lagarias, D. M., Crepeau, M. W., Maines, M. D., Lagarias, J. C. Regulation of photomorphogenesis by expression of mammalian biliverdin reductase in transgenic Arabidopsis plants. Plant Cell. , 675-688 (1997).
- Montgomery, B. L., Yeh, K. C., Crepeau, M. W., Lagarias, J. C. Modification of distinct aspects of photomorphogenesis via targeted expression of mammalian biliverdin reductase in transgenic Arabidopsis plants. Plant Physiol. 121, 629-639 (1999).
- Warnasooriya, S. N., Montgomery, B. L. Detection of spatial-specific phytochrome responses using targeted expression of biliverdin reductase in Arabidopsis. Plant Physiol. 149, 424-433 (2009).
- Warnasooriya, S. N., Porter, K. J., Montgomery, B. L. Light-dependent anthocyanin accumulation and phytochromes in Arabidopsis thaliana. , .
- Denecke, J., Vitale, A. The use of protoplasts to study protein synthesis and transport by the plant endomembrane system. Methods Cell Biol. 50, 335-348 (1995).
- Birnbaum, K. Cell type-specific expression profiling in plants via cell sorting of protoplasts from fluorescent reporter lines. Nat. Methods. 2, 615-619 (2005).
- Ma, L. Light control of Arabidopsis development entails coordinated regulation of genome expression and cellular pathways. Plant Cell. 13, 2589-2607 (2001).
- Chen, M., Chory, J., Fankhauser, C. Light signal transduction in higher plants. Annu. Rev. Genet. 38, 87-117 (2004).
- Ulm, R., &, N. a. g. y., F, . Signalling and gene regulation in response to ultraviolet light. Curr. Opin. Plant Biol. 8, 477-482 (2005).
- Ma, L. Organ-specific expression of Arabidopsis genome during development. Plant Physiol. 138, 80-91 (2005).
- Neff, M. M., Fankhauser, C., &, C. h. o. r. y., J, . Light: an indicator of time and place. Genes Dev. 14, 257-271 (2000).
- Birnbaum, K. A gene expression map of the Arabidopsis root. Science. 302, 1956-1960 (2003).
