Summary

MRNA Interactome ללכוד מן Protoplasts הצמח

Published: July 28, 2017
doi:

Summary

כאן, אנו מציגים פרוטוקול האינטראקציה ללכוד להחיל על Arabopopsis thaliana עלה mesophyll protoplasts. שיטה זו מסתמכת באופן קריטי על vivo UV crosslinking ומאפשר בידוד וזיהוי של חלבונים mRNA מחייב הצמח מסביבה פיזיולוגית.

Abstract

RNA מחייב חלבונים (RBPs) לקבוע את גורלם של RNAs. הם משתתפים בכל המסלולים ביוגנזה רנ"א ובמיוחד לתרום שלאחר תקנת גנים תקנה (PTGR) של RNAs השליח (mRNAs). בשנים האחרונות, מספר mRNA-proteomes כבול מן השמרים שורות תאים יונקים היו מבודדים בהצלחה באמצעות שיטה חדשנית בשם "mRNA אינטראקציה ללכוד", המאפשר זיהוי של mRNA מחייב חלבונים (mRBPs) ישירות מתוך סביבה פיזיולוגית. השיטה מורכבת מ – vivo אולטרה סגול (UV) crosslinking, משוך מטה וטיהור של מסנג 'ר ribonucleoprotein קומפלקסים (mRNPs) על ידי חרוזים אוליגו (DT), ואת זיהוי שלאחר מכן של חלבונים crosslinked על ידי ספקטרומטריית מסה (MS). לאחרונה, על ידי יישום שיטה זהה, כמה צמחים mRNA כבול חלבונים דווחו בו זמנית ממקורות רקמה שונים ארבידופסיס : שתילים etiolated, רקמת עלה,עלה prooplasts mesophyll, ותאי שורש תרבותי. כאן, אנו מציגים את אופטימיזציה mRNA אינטראקציה ללכוד שיטת ארבידופסיס thaliana protoplasts mesophyll עלה, סוג התא המשמש כלי רב תכליתי עבור ניסויים הכוללים מבחני הסלולר השונים. התנאים התשואה חלבון אופטימלי כוללים את כמות הרקמות החל ואת משך קרינה UV. ב- mRNA-proteome שהתקבל בניסוי בקנה מידה בינוני (10 7 תאים), RBPs ציינו כי קיבולת ה- RNA מחייב נמצאו לייצג יתר על המידה, ורבים RBPs מזוהים זוהו. הניסוי יכול להיות scaled up (10 9 תאים), ואת השיטה אופטימיזציה ניתן להחיל על סוגי תאים צמחיים אחרים מינים כדי לבודד באופן רחב, קטלוג, ולהשוות proteomes mRNA- קשורה בצמחים.

Introduction

Eukaryotes להשתמש RNA מספר ביוגנזה מסלולים רגולטוריים כדי לשמור על תהליכים ביולוגיים תאיים. בין סוגים ידועים של רנ"א, mRNA הוא מגוון מאוד ונושא קיבולת קידוד של חלבונים ואת האיזופורמים שלהם 1. מסלול PTGR מכוון את גורלם של pre-mRNAs 2 , 3 . RBPs ממשפחות גנים שונים לשלוט על הרגולציה של RNA, ב PTGR, mRNAs ספציפיים mRNAs מדריך דרך אינטראקציות פיזיות ישירות, יצירת mRNPs תפקודית. לכן, זיהוי ואפיון mRBPs ו mRNPs שלהם הוא קריטי להבנת הרגולציה של חילוף החומרים mRNA נייד 2. מעל שלושת העשורים האחרונים, שונים בשיטות חוץ גופית – כולל מבחני ניידות RNASA ניידות (REMSA) מבחנים, אבולוציה שיטתית של ligands ידי מבחני העשרה מעריכי (SELEX) מבוסס על ספריות הנגזרות בונה, RNA Bind-N-Seq (RBNS), radiolabeled או כמותיפלואורסצנטי RNA מחייב מבחני, קריסטלוגרפיה רנטגן, ו ספקטרוסקופיה תמ"ג 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 – יושמו באופן נרחב על מחקרים של RBPs, בעיקר תאים יונקים. התוצאות של מחקרים אלה של RBPs יונקים ניתן לחפש באמצעות RNA מחייב DataBase חלבון (RBPDB), אשר אוספת את התצפיות שפורסמו 10 .

למרות אלה בגישות חוץ גופית הם כלים רבי עוצמה, הם קובעים את מוטיבים RNA קשורות מתוך מאגר RNA נתון רצפים ולכן מוגבלים ביכולתם לגלות RNAs היעד החדש. הדבר נכון גם לגבי אסטרטגיות חישוביות לחזות RBPs גנום רחב, אשר מבוססים על שימור רצף מבנה חלבון 15 . כדי להתגבר על זה, שיטה ניסיונית חדשה חהS שהוקם המאפשר זיהוי של מוטיבים RNA כי RBP של עניין אינטראקציה עם, כמו גם על קביעת המיקום המדויק של מחייב. שיטה זו, המכונה "crosslinking ו immunoprecipitation" (CLIP), מורכב ב crosslinking UV vivo ואחריו immunoprecipitation 11 . מחקרים מוקדמים הראו כי photactivation של DNA ו RNA נוקליאוטידים יכול להתרחש אורכי גל UV גדול מ 245 ננומטר. התגובה באמצעות thymidine נראה מועדף (דרגה של photoreactivity ירד: dT ≥ dC> rU> rC, dA, dG) 12 . באמצעות אור UV עם אורך גל של 254 ננומטר (UV-C), נצפתה כי קשרים קוולנטיים בין נוקליאוטידים RNA ו שאריות חלבון נוצרות כאשר בטווח של רק כמה אנגסטרומים (Å). התופעה נקראת אפוא "crosslinking" באורך אפס של RNA ו- RBP. זה יכול להיות ואחריו פרוטה טיהור מחמירים Dure עם רקע קטן 13 , 14 .

אסטרטגיה משלימה CLIP היא לשלב ב vivo UV crosslinking עם זיהוי חלבון כדי לתאר את הנוף של RBPs. מספר פרוטוקולים כאלה של גנום- mRNA, היו מבודדים מתאי שמרים, תאי גזע עובריים (ESCs) וקווים של תאים אנושיים ( כלומר, HEK293 ו- HeLa) תוך שימוש בגישה הניסויית החדשה, הנקראת "mRNA אינטראקציה ללכוד" 18 , 19 , 20 , 21 . השיטה מורכבת של vivo UV crosslinking ואחריו טיהור mRNP ו- MS מבוסס proteomics. על ידי יישום אסטרטגיה זו, רבים חדשים "moonlighting" RBPs המכילים RBDs שאינם קנוניים התגלו, וזה הפך ברור כי יותר חלבונים יש RNA מחייב קיבולת מאשר בעבר היה אמור להיות"15 , 16 , 17. השימוש בשיטה זו מאפשר ליישומים חדשים וליכולת לענות על שאלות ביולוגיות חדשות בעת חקר RBPs לדוגמה, מחקר שנערך לאחרונה בחן את שימור של פרוטאומה ה- mRNA קשור (הליבה RBP פרוטאומה) בין שמרים לתאים אנושיים 22 .

RBPs צמחים כבר נמצא להיות מעורב בצמיחה ופיתוח ( למשל , בתקנה שלאחר תעתיק של זמן הפריחה, השעון היממה, ביטוי גנים במיטוכונדריה ו chloroplasts) 24 , 25 , 26 , 27 , 28 , 29 . יתר על כן, הם חשבו לבצע פונקציות בתהליכים הסלולר להגיב על מדגיש abiotic ( למשל, קר, בצורת, saLines, וחומצה אבסיסית (ABA)) 31 , 32 , 33 , 34 . ישנם יותר מ 200 גנים RBP החזוי בגנום ארבידופסיס thaliana , המבוססת על מוטיב הכרה RNA (RRM) ו K הומולוגיה (KH) מוטיבים רצף מושלם; באורז, כ -250 כבר ציינו 35 , 36 . יש לציין כי רבים חזו כי RBPs נראים ייחודיים לצמחים ( למשל, לא מטאזואנים אורתולוגים לכ 50% של ארבידופסיס RBPs החזוי המכיל תחום RRM) 35 , מה שמרמז כי רבים עשויים לשרת פונקציות חדשות. הפונקציות של רוב RBPs החזוי להישאר uncharacterized 23 .

בידוד של proteomes mRNA קשורה מן שתילים ארבידופסיס etiolated, רקמת עלה, תאים שורש תרבותי, ו protoplasts mesophyll עלה באמצעות שימושלכידת mRNA אינטראקציה לאחרונה דווח 38 , 39 . מחקרים אלה מדגימים את הפוטנציאל החזק של קיטלוג שיטתי של RBPs פונקציונליים בצמחים בעתיד הקרוב. כאן, אנו מציגים פרוטוקול לכידת mRNA אינטראקציה מן protoplasts צמח ( כלומר, תאים ללא קירות התא). ארבידופסיס thaliana עלה prooplasts mesophyll הם הסוג העיקרי של תא עלה. Protoplasts מבודד לאפשר גישה אופטימלית של אור UV לתאים. סוג תא זה יכול לשמש מבחני כי transiently להביע חלבונים אפיון פונקציונלי 40 , 41 . יתר על כן, Protoplasting הוחל על סוגים אחרים של תאים צמחיים ומינים 42 , 43 , 44 ( למשל, Petersson et al ., 2009; Bargmann and Birnbaum, 2010, ו- Hong et al , 2012).

<P class = "jove_content"> השיטה כוללת סך של 11 צעדים ( איור 1 א ). ארבידופסיס protoplasts mesophyll עלה מבודדים הראשון (שלב 1) והם לאחר מכן UV מוקרן ליצירת mRNPs crosslinked (שלב 2). כאשר protoplasts lysed תחת תנאי denaturing (שלב 3), mRNPs crosslinked משתחררים במאגר תמוגה / מחייב ומשוך למטה על ידי אוליגו d (T) 25 חרוזים (שלב 4). לאחר מספר סיבובים של שוטף מחמירים, mRNPs הם מטוהרים עוד ניתח. פפטידים denatured של mRBPs מתעכלים על ידי K proteinase לפני mRNAs crosslinked הם מטוהרים ואת איכות ה- RNA מאומת על ידי qRT-PCR (שלבים 5 ו -6). לאחר טיפול RNase וריכוז חלבון (שלב 7), איכות החלבון נשלטת על ידי SDS polyacrylamide ג'ל אלקטרופורזה (SDS-PAGE) ואת מכתים כסף (שלב 8). ההבדל בין דפוסי הלהקה חלבון יכול בקלות להיות דמיינו בין מדגם crosslinked (CL) ומדגם לא crosslinked (לא CL;מדגם השליטה השלילי מ protoplasts כי אינו חשוף קרינה UV). זיהוי החלבונים מושגת באמצעות proteomics MS מבוססי. החלבונים מן המדגם CL מופרדים על ידי חד מימדי polyacrylamide ג'ל אלקטרופורזה (1D-PAGE) כדי להסיר זיהום רקע אפשרי, הם "בתוך ג 'ל מתעכל" לתוך פפטידים קצרים באמצעות טריפסין, והם מטוהרים (שלב 9). ננו בשלב ההפוך כרומטוגרפיה נוזלית מצמידים ספקטרומטריית מסה (ננו LC-MS) מאפשר קביעת כמות של חלבונים סופי של פרוטאומה כבול mRNA (שלב 10). לבסוף, mRBPs מזוהים מאופיינים וקטלג באמצעות ניתוח ביואינפורמאטי (שלב 11).

Protocol

1. ארבידופסיס עלה Mesophyll Protoplast בידוד הערה: ארבידופסיס prooplasts mesophyll עלה מבודדים למעשה כפי שתואר על ידי Yoo et al ., 2007, עם מספר שינויים 40 . גידול של צמחים…

Representative Results

ראינו הילה אופיינית, המקיפה את גלולה חרוז במדגם CL, לשטוף שלב 4.3 עם חיץ לשטוף 2 ( איור 1 ב ). למרות שזה לא נחקר, התופעה הזאת כנראה ניתן להסביר על ידי הפרעה של מתחמי mRNP crosslinked עם צבירה חרוז במהלך לכידת מגנטי, גרימת צבירה מפוזר יותר להיווצר. זה…

Discussion

אנו בהצלחה להחיל mRNA אינטראקציה ללכוד, שפותח עבור שמרים ותאי אדם, לשתול protoplasts mesophyll עלה. תאים עלה mesophyll הם הסוג העיקרי של רקמת הקרקע עלים צמח. היתרון העיקרי של שיטה זו היא כי היא משתמשת vivo crosslinking לגלות את החלבונים מסביבה פיזיולוגית.

<p class="jove_content" style=";text-align:right;directi…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

אנו מכירים במעבדה של פרופ 'יוריס וינדריקס, שסיפק את המנגנון crosslinking UV מצויד מנורת UV קונבנציונאלי. KG נתמך על ידי קרן מחקר KU Leuven ומכיר תמיכה של FWO להעניק 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

Referências

  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).
check_url/pt/56011?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Zhang, Z., Boonen, K., Li, M., Geuten, K. mRNA Interactome Capture from Plant Protoplasts. J. Vis. Exp. (125), e56011, doi:10.3791/56011 (2017).

View Video