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 JoVE General

Identification of Growth Inhibition Phänotypen durch Expression von bakteriellen Typ III Effektoren in Hefe Induced


JoVE 1865 3/30/2010

Department of Plant Sciences, Tel Aviv University

In diesem Video, beschreiben wir ein Verfahren zur Expression von bakteriellen Typ III Effektoren in Hefe und die Identifizierung der Effektor-induzierte Wachstumshemmung Phänotypen. Solche Phänotypen können anschließend genutzt werden, um Effektor-Funktionen und Ziele zu erläutern.

Other articles by Guido Sessa on PubMed

Verständnis über Die Wirkungsweise Von Pflanzen Resistenz Gegen Krankheiten Proteine

LeMPK3 Ist Ein Mitogen-aktivierten Protein-Kinase Mit Doppelter Spezifität Bei Tomaten Verteidigung Und Verwundung Antworten Induziert

Identifizierung Und Expression Profiling Von Tomaten Gene Differentiell Während Einer Reaktion Auf Widerstand Xanthomonas Campestris Pv. Geregelt. Vesicatoria

Molekularen Eigenschaften Der Xanthomonas AvrRxv Effektor Und Globalen Transkriptionellen Veränderungen Durch Seinen Ausdruck in Resistent Tomatenpflanzen Bestimmt

Ein Zweiter Standort-Suppressor-Strategie Für Die Genetische Analyse Von Chemischen Diverse Proteinkinasen

Die Analyse Der Promotoren Durch HrpL, Eine Alternative Sigma-Faktor-Protein Aus Pantoea Agglomerans PV Anerkannt. Gypsophilae

Host-vermittelte Phosphorylierung Von Typ III-Effektor AvrPto Fördert Pseudomonas Virulenz Und Avirulence in Tomaten

Das AvrPto-Protein aus Pseudomonas Syringae pv Tomate ist von der bakteriellen Typ III Sekretionssystem, in Pflanzenzellen geliefert, wo es entweder Host Anfälligkeit fördert oder, in Tomate-Pflanzen, die Ausdruck des Pto-Kinase, entlockt Krankheitsresistenz. Mit zweidimensionaler Gelelektrophorese, erhalten wir Beweise, dass AvrPto phosphoryliert ist, wenn in Pflanze Blätter ausgedrückt. In-vitro-Phosphorylierung von AvrPto von Pflanzenextrakten tritt unabhängig von der Zapfwelle und durch eine Kinaseaktivität, die Tomate (Solanum Lycopersicum), Tabak (Nicotiana Tabacum) und Arabidopsis Thaliana konserviert wird. Drei Ser Rückstände in der C-terminalen gruppierten 18 Aminosäuren der AvrPto wurden in-vitro als vermeintliche Phosphorylierung Websites identifiziert und eine Website unter S149 direkt als Website in-vivo Phosphorylierung durch Massenspektrometrie bestätigt wurde. Substitution von Ala S149 sank deutlich die Fähigkeit der AvrPto zur Verbesserung der Krankheitssymptome und fördern Wachstum von p. S. Tomaten anfällig Tomaten-Blätter. Darüber hinaus sank S149A deutlich die Avirulence Aktivität der AvrPto in resistente Tomaten Pflanzen. Unsere Beobachtungen unterstützen ein Modell in der AvrPto entwickelt hat, um ein Substrat einer stark konservierten Pflanzen-Kinase zu verbessern, seine Virulenz-Aktivität zu imitieren. Darüber hinaus werden die Rückstände des AvrPto, die Virulenz zu fördern auch von Pflanze Abwehr überwacht.

Die Typ-III-Effektoren HsvG Und HsvB Von Gall-bildenden Pantoea Agglomerans Bestimmen Wirtsspezifität Und Fungieren Als Transcriptional Aktivatoren

Pantoea Agglomerans pv. Gypsophilae (Pag) entlockt Gallen auf Gipskräuter und einer überempfindlichen Reaktion auf Zuckerrüben, während p. Agglomerans pv. Betae (Pab) induziert Gallen auf Zuckerrüben- und Gipskräuter. Die Pathogenität der beiden Pathovars ist abhängig von dem Vorhandensein eines Plasmids Beherbergung Typ III-Sekretion (TTSS) Systemkomponenten und Effektoren. Die HsvG TTSS Effektoren Pag (HsvG-Pag) und Pab (HsvG-Pab) bestimmen die Wirtsspezifität der beiden Pathovars auf Gipskräuter. Hier beschreiben wir einen Roman HsvG Homolog, HsvB, die die Wirtsspezifität von Pag und Pab auf Zuckerrüben bestimmt. HsvG erfordert, dass zwei direkte Aminosäure für Pathogenität auf Gypsophila, wiederholt während einer Wiederholung in HsvB Pathogenität auf Zuckerrüben ausreicht. Austausch von Wiederholungen zwischen HsvG-Pag und HsvB-Pab führte zu einem Schalter der Host Besonderheiten. Transiente Expression von GFP-HsvG oder GFP-HsvB Fusionen im Gypsophila, Zuckerrüben oder Melone verlässt zeigte, dass HsvG und HsvB wurden in den Kernen der Host und nicht Pflanzen lokalisiert. Ein Hefe-1-Hybrid-Assay ergab, dass eine einzelne Wiederholung der HsvG oder HsvB ausreichen, um die Transkription zu aktivieren. Durch Zufallsauswahl Bindungsstelle und Gel-Schicht-Assay wurde HsvG demonstriert, ein Doppelstrang-DNA-bindenden Protein mit einer ACACC/aAA-Konsens Website bindend sein. Diese Ergebnisse legen nahe, dass HsvG und HsvB Wirtsspezifität Determinanten und das Potenzial tragen, die transkriptionelle Host-Maschinerie zu beeinflussen.

Eine Neuartige Verbindung Zwischen Tomate GRAS Gene, Pflanze Krankheitsresistenz Und Mechanischen Stress-Reaktion

Übersicht Mitglieder der Familie GRAS transkriptionelle Regulierungsbehörden haben in der Kontrolle des Pflanzenwachstums und Entwicklung und in der Wechselwirkung von Pflanzen mit symbiotischen Bakterien verwickelt. Hier untersuchen wir die Komplexität der GRAS-gen-Familie in Tomate (Solanum Lycopersicum) und seine Rolle in Krankheitsresistenz und mechanische Beanspruchung zu untersuchen. Eine große Anzahl von Tomaten ESTs entspricht GRAS Abschriften waren aus der öffentlichen Datenbank abgerufen und in 17 Contigs vermeintliche Gene zusammengebaut. Ausdruck dieser Gene durch Real-Time RT-PCR-Analyse ergab, dass ansammeln von sechs SlGRAS Abschriften während der Beginn der Krankheit Widerstand gegen Pseudomonas Syringae pv. Tomaten. Weitere Analyse zwei ausgewählte Mitglieder der Familie zeigte, dass ihre Mitschriften sammeln sich bevorzugt in Tomate-Pflanzen als Reaktion auf verschiedene avirulent Bakterien oder an den pilzartigen Milbe EIX und ihren Ausdruck-Kinetik korrelieren mit dem Auftreten der überempfindlichen Reaktion. Außerdem Transkript von acht SlGRAS-Genen, einschließlich aller Pseudomonas-inducible Familienmitglieder, erhöht als Reaktion auf mechanische Beanspruchung viel früher als bei Erreger-Angriff. Ansammlung von SlGRAS Abschriften nach mechanischen Belastung war die signalisierende Molekül Jasmonsäure teilweise abhängig. Bemerkenswert ist, Unterdrückung der SlGRAS6 Genexpression von Virus-induzierte gen-silencing beeinträchtigt Tomaten Widerstand gegen p. Syringae pv. Tomaten. Diese Ergebnisse unterstützen eine Funktion für GRAS transkriptionelle Regulatoren der Pflanze als Reaktion auf biotische und abiotische Stress.

Transkriptionelle Analyse Der Tomate Widerstand Antwort Durch Anerkennung Von Den Xanthomonas-Typ III-Effektor AvrXv3 Ausgelöst

Die Typ-III-Effektor AvrXv3 von Xanthomonas Campestris pv. Vesicatoria (Xcv), löst eine Reaktion der Widerstand in der Tomaten-Linie Hawaii 7981. Um zu testen, ob ähnliche Gene an Reaktionen ausgelöst durch Anerkennung der verschiedenen Avirulence Proteine teilnehmen, haben wir den Effekt des AvrXv3 Ausdrucks auf die Pflanze Transkriptom im Vergleich zu der anderen Avirulence Proteinen geprüft. Microarray Analyse verfolgten wir Ausdruck etwa 8.600 Tomaten Gene nach Inokulation mit isogene Xcv-Stämme unterscheiden sich nur durch das avrXv3-gen. Änderungen in Abschrift Ebenen 139 Gene wurden innerhalb von 8 Stunden beobachtet und eine massive Verschiebung im Ausdruck von 1.294 Genen festgestellt bei 12 h., dass die Anerkennung des AvrXv3 eine große Anzahl von Genen Codierung Transkriptionsfaktoren und Signalisierung Komponenten moduliert. Darüber hinaus wurden Selbstmordprogramm Verteidigung und Stress-Reaktionen, Fettstoffwechsel, Proteinabbau und sekundären Stoffwechsel, vor allem oben-geregelt. Umgekehrt waren Gene mit Bezug zu Photosynthese und Protein-Synthese im allgemeinen unten-geregelt. Auch wurden viele neuartige Gene codieren Proteine unbekannter Funktion identifiziert. Ein Vergleich zwischen AvrXv3-modulierte Gene und der differenziell ausgedrückt in Tomate-Pflanzen erkennen andere bakteriellen Effektoren ergab teilweise Überschneidungen und ähnliche Verteilung in Funktionsgruppen. Die Identifizierung von Tomaten Gene moduliert durch AvrXv3 Ausdruck ebnet den Weg für sezieren Verteidigung Netzwerke durch Anerkennung dieser Effektor in resistenten Pflanzen aktiviert.

Tomaten Transkriptionelle Änderungen Als Reaktion Auf Clavibacter Michiganensis Subsp. Michiganensis Offenbaren Für Ethylen in Der Entwicklung Der Krankheit Eine Rolle

Clavibacter Michiganensis subsp. Michiganensis (Cmm) ist ein Gram-positive Actinomycete, bakterielle willst und Krebs in hervorrufen Tomate (Solanum Lycopersicum). Host Responses to Gram-Färbung und Molekulare Mechanismen der Entwicklung der Krankheitssymptome, die durch Cmm in Tomaten sind weitgehend unerforscht. Um Pflanze Antworten aktiviert während dieser kompatible Interaktion zu untersuchen, haben wir Microarray-Analyse verwendet, Änderungen im Host-Genexpression während der Entwicklung der Krankheit zu überwachen. Diese Analyse wurde bei 4D Postinoculation, durchgeführt, wenn Bakterien aktiv vermehren wurden und keine welken-Symptome noch sichtbar waren; und bei 8D Postinoculation, als bakterielles Wachstum näherte Sättigung und typische wirst Symptome beobachtet. Der 9.254 Tomaten Gene auf das Array dargestellt wurden 122 differentiell in Cmm-infizierten Pflanzen, Mock-verimpft Pflanzen gegenüber geäußert. Funktionale Klassifizierung der Cmm-responsive Gene ergab, dass Cmm typische basale Verteidigung Antworten im Host, einschließlich Induktion von Genen im Zusammenhang mit der Verteidigung, Produktion und Aufräumvorgänge für freie Sauerstoff-Radikale, verbesserte Protein-Umsatz und Hormon-Synthese aktiviert. CMM-Infektion induziert auch eine Teilmenge der Host Gene Ethylen-Biosynthese und Reaktion beteiligt. Nach der Inokulation mit Cmm zeigte nie reif (Nr)-mutant-Pflanzen, beeinträchtigt in Ethylen-Wahrnehmung, und transgenen Pflanzen mit reduzierten Ethylen-Synthese erhebliche Verzögerung im Aussehen der welken Symptome, im Vergleich zu Wildtyp Pflanzen. Die zurückgebliebene Welke in Nr Pflanzen war eine bestimmte Wirkung von Ethylen-Unempfindlichkeit und nicht aufgrund von verändert die Expression von Genen im Zusammenhang mit der Verteidigung, reduziert bakterielle Bevölkerungen oder Ethylen-Synthese verringert. Zusammengenommen zeigen unsere Ergebnisse, dass Host-abgeleitete Ethylen spielt eine wichtige Rolle in der Verordnung der Tomaten anfällig Antwort auf Cmm.

Quorum-sensing-System Wirkt Sich Gall-Entwicklung, Ausgelöst Durch Den Pantoea Agglomerans Pv. Gypsophilae

Das Quorum sensing (QS) Regelungssystem für die Bildung von Gallen Pantoea Agglomerans pv. Gypsophilae wurde identifiziert. Masse Spektralanalyse, zusammen mit Signal-spezifische Biosensoren, bewiesen, dass p. Agglomerans pv. Gypsophilae produziert N-Butanoyl-l-Homoserin-lacton (C4-HSL) als ein Major und N-Hexanoyl-l-Homoserin-lacton (C6-HSL) als kleinere QS Signal. UCP1 LuxI und LuxR regulatorische Gene, PagI und PagR, zeichneten sich im Stamm p. Agglomerans pv. Gypsophilae Pag824-1 und gezeigt werden um transkribiert und getrennt durch 14 bp. Die hergeleiteten PagI (23.8 kDa) und PagR (26.9 kDa) zeigen hohe Ähnlichkeit mit SmaI (41 % Identität) und SmaR (43 % Identität), bzw. von Serratia SP American Type Culture Collection 39006. Seite besitzt charakteristische Autoinducer-Bindung und einer Helix-Turn-Helix DNA-bindenden Domäne. Bildung von p. Agglomerans Gall pv. Gypsophilae hängt davon ab, ein Plasmid-getragen von Hrp/Hrc-gen-Cluster, Typ III Effektoren und Phytohormone. Unterbrechung der PagI, PagR oder beide Gene gleichzeitig in Pag824-1 reduziert Gall Größe in Gipskräuter Stecklinge von 50 bis 55 % bei Pflanzen mit Unterstützungsaufgaben CFU geimpft wurden / ml. höhere Reduktionen Gall groß (70 bis 90 %) wurden durch eine Überexpression von PagI oder Zusatz von exogenen C4-HSL erreicht. Ausdruck der Hrp/Hrc Regulatory gen-HrpL und der Typ III-Effektor PthG in der PagI Mutant, quantitative Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion, Messen von 5,8 und 6.6, bzw. reduzierte gegenüber den Wildtyp, Auswirkungen des QS-Systems auf die Hrp-Regulon vorschlagen.

Aktivierung Und Manipulation Der Host-Antworten Von Einem Grampositives Bakterium

Die Interaktion zwischen Tomate-Pflanzen und Clavibacter Michiganensis subsp. Michiganensis (Cmm) stellt ein Modell Pathosystem Zusammenspiel die Virulenz Determinanten eines grampositiven Bakteriums und der Versuch einer Ernte-Pflanze, Pathogen Einmarsch entgegenzuwirken zu studieren. Um Pflanze Antworten aktiviert während dieser kompatible Interaktion zu untersuchen, analysierten wir kürzlich Gen-Ausdruck-profile Tomaten-Triebe mit Cmm infiziert. Diese Analyse ergab Aktivierung der basalen Verteidigung-Antworten, die in der Regel bei der Wahrnehmung der Pflanzen Pathogen-assoziierte Molekulare Muster beachtet werden. Darüber hinaus verwandt Cmm Infektion herraufreguliert die Expression von Genen Host mit Ethylen-Synthese und Antwort. Weitere Analyse der Tomaten Pflanzen beeinträchtigt in Ethylen-Wahrnehmung und Produktion gezeigt, eine wichtige Rolle für Ethylen in der Entwicklung der Krankheitssymptome. Hier besprechen wir mögliche Molekulare Strategien, die von der Pflanze zum Cmm-Infektion zu erkennen und mögliche Mechanismen, die von der Erreger, stören die Aktivierung der Anlage Verteidigung Antworten zu Krankheit beschäftigt.

Ein Chemie-genetische Ansatz Für Funktionale Analyse Der Pflanze Proteinkinasen

Pflanze Genome codieren Hunderte von Proteinkinasen, aber nur für einen Bruchteil von ihnen präzise Funktionen und Phosphorylierung Ziele identifiziert wurden. Vor kurzem angewendet wir einen chemischen-genetischen Ansatz um das Tomate Serin/Threonin Kinase Pto zu Entsprechungen PP1, ein ATP-wettbewerbsfähig und Zelle-durchlässigen klein-Molekül-Hemmer zu sensibilisieren. Das Pto-Kinase verleiht Resistenz gegen Pst Bakterien durch die Aktivierung von Immunantworten auf spezifische Anerkennung der bakteriellen Effektoren. Mit PP1-Analoga in Kombination mit der Analog-Sensitive-Zapfwelle, werfen wir ein neues Licht auf die Rolle der Pto-Kinase-Aktivität in Effektor-Anerkennung und Signal-Transduktion. Hier erweitern wir die Verwendung von dieser Chemikalie-genetischer Ansatz für eine weitere Verteidigung-ähnliche Pflanze Proteinkinase, die MAP-Kinase LeMPK3. Darüber hinaus zeigen wir, dass Analog-Sensitive aber nicht Wildtyp-Kinasen sind unnatürlich N (6) nutzen-geändert ATP Entsprechungen als Phosphodonors, die für direkte Phosphorylierung Ziele der Kinase des Interesses tagging genutzt werden können. So Sensibilisierung der Kinasen zu Entsprechungen der klein-Molekül-Inhibitor PP1 und ATP kann ein wirksames Instrument für die Entdeckung der Zellfunktionen und Phosphorylierung Substrate Pflanze Proteinkinasen werden.

Umgehen Die Tomate Pto-Resistenz-Protein Mit Niedermolekularen Liganden-Aktivität

Die Tomate (Solanum Lycopersicum)-Proteinkinase Pto verleiht Resistenz gegen Pseudomonas Syringae pv. Tomaten-Bakterien der Effektor-Proteine AvrPto und AvrPtoB zum Ausdruck zu bringen. Pto erkennt beide Effektoren insbesondere durch direkten physischen Interaktionen, die Aktivierung der Immunantwort auslösen. Hier haben wir einen Chemikalien-genetischen Ansatz verwendet, Pto zu Entsprechungen PP1, ein ATP-kompetitiver niedermolekularer Inhibitor zu sensibilisieren. Mithilfe von PP1-Analoga in Kombination mit der sensibilisierten Zapfwelle (Pto(as)), wir untersucht die Rolle der Pto-Kinase-Aktivität in Effektor-Anerkennung und Signal-Transduktion. Auffällig ist, während PP1-Analoga effizient Pto(as) in-vitro-Aktivität gehemmt, verbessert sie Wechselwirkungen von Pto(as) mit AvrPto und AvrPtoB in einem Hefe-zwei-Hybrid-System. Darüber hinaus in Anwesenheit PP1-Analoga, Pto(as) Mutationen eine Autophosphorylierung Site kritisch für die Pto-AvrPto-Interaktion oder auf katalytisch wesentliche Rückstände umgangen und interagierte mit beiden Effektoren. Darüber hinaus ausgelöst eine Kinase-Mangel-Form des Pto(as) in Anwesenheit der PP1 analog 3 MB-PP1, eine AvrPto-abhängige überempfindlichen Reaktion in Planta. Diese Forschungsergebnisse legen nahe, dass, anstatt Phosphorylierung per Se eine Konformationsänderungen Änderung wahrscheinlich ausgelöst durch Autophosphorylierung in Pto und nachgeahmt von Ligand-Bindung in Pto(as) ist eine Voraussetzung für die Anerkennung der bakteriellen Effektoren. Nach Anerkennung scheint Kinaseaktivität für Pto signalisieren in Planta entbehrlich. Die Chemikalie-genetische Strategie, die hier angewandt werden, um spezifische niedermolekularer Hemmer der Zapfwelle zu entwickeln stellt ein wertvolles Instrument für die Erforschung der biologischen Funktionen von anderen Pflanzen Proteinkinasen in-vivo.

Regulatorische Interaktionen Zwischen Quorum Sensing, Auxine, Cytokinine Und Der Hrp-Regulon in Bezug Auf Gall Bildung Und Epiphytisch Fitness Pantoea Agglomerans Pv. Gypsophilae

Bildung von Pantoea Agglomerans Gall pv. Gypsophilae wird durch die Hrp/Hrc Gene, Phytohormone und das Quorum sensing (QS)-Regelungssystem gesteuert. Die Wechselwirkungen zwischen diesen drei Komponenten wurden untersucht. Die Störung der QS Gene PagI und Seite und Löschung beider verringert deutlich die Transkription-Ebenen der Hrp regulatorische Gene HrpXY, HrpS und HrpL, durch quantitative Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion. Ausdruck von HrpL in Planta wurde durch Zugabe von 20 MicroM gehemmt oder höhere Konzentrationen von der QS signal C 4-HSL. Die PagR und HrpL-Mutanten verursacht eine entsprechende Herabsetzung des 1,3 Bestellungen in bakterielle Multiplikation auf Bohne Blätter, schlägt mögliche Vermittlung von der QS-Effekt auf epiphytisch Fitness von p. Agglomerans pv. Gypsophilae durch die Hrp-Regulierungssystem. Indol-3-Essigsäure (IAA) und Cytokinine beeinflusst wesentlich den Ausdruck der QS und Hrp regulatorische Gene. Transkription von PagI, PagR, HrpL und HrpS in Planta wurde in IaaH Mutant (gestört IAA Biosynthese über die Indol-3-Acetamid-Bahn) und Etz-Mutant (gestört Cytokinine Biosynthese) deutlich reduziert werden. Im Gegensatz dazu erhöht der IpdC Mutant (IAA Biosynthese über die Indol-3-Pyruvat-Bahn unterbrochen) deutlich Ausdruck der PagI, PagR, HrpL und HrpS. Vorgestellten Ergebnisse empfehlen die Einbeziehung der IAA und Cytokinins in der Verordnung der QS-System und Hrp-Regulatory-Gene.

Tomate MAPKKKε Ist Ein Positiver Regulator Zelltod Signalisierung Netze Pflanze Immunität Zugeordnet

Mitogen-aktivierte Protein (MAP) Kinase Kaskaden sind grundlegende Bestandteile der Signalwege, die Pflanze Immunität zugeordnet. Trotz der großen Anzahl der MAP-Kinase Kinase Kinasen (MAPKKK) in das Pflanzengenom codiert haben nur sehr wenige von ihnen eine zugewiesene Funktion. Hier wir identifiziert MAPKKK gen der Tomate (Solanum Lycopersicum), SIMAPKKKε, die für hypersensible Reaktion Zelle Tod und Krankheit Widerstand gegen Gramnegative bakterielle Krankheitserreger erforderlich ist. Zum Schweigen der SIMAPKKKε gefährdet Tomaten Widerstand gegen Xanthomonas Campestris und Pseudomonas Syringae Stämme, wodurch die Darstellung der Krankheitssymptome und verbesserte bakterielles Wachstum. Zum Schweigen darüber hinaus von NbMAPKKKε in Nicotiana Benthamiana Pflanzen den Zelltod ausgelöst durch Ausdruck der verschiedenen R gen/Effektor gen Paaren deutlich gehemmt. Umgekehrt verursacht eine Überexpression von entweder das in SIMAPKKKε-gen oder seiner Kinase-Domäne in N. Benthamiana Blätter Pathogen-unabhängige Aktivierung des Zelle Todes, die eine katalytische intakt Kinase-Domäne erforderlich. Darüber hinaus durch unterdrücken die Expression von verschiedenen MAPKK und MAPK-Genen und die SIMAPKKKε-Kinase-Domäne überexprimierenden, wir identifiziert eine signalisierende Kaskade handeln flussabwärts von SIMAPKKKε, die MEK2, WIPK und SIPK enthält. Zusätzliche Epistase Experimente ergaben, dass SIPKK als einen negativen Regulator der SIMAPKKKε-vermittelte Zelltod fungiert. Unsere Ergebnisse belegen, dass SIMAPKKKε eine signalisierende Molekül ist, das die Zelle Tod Netzwerke zugeordnete Werk Immunität positiv reguliert.

Ausdruck Von Xanthomonas Campestris Pv. Vesicatoria Typ III Effektoren in Hefe Wirkt Sich Zelle Wachstum Und Rentabilität

Das Gramnegative Bakterium Xanthomonas Campestris pv. Vesicatoria ist Erreger vor Ort Krankheit in Tomaten und Pfeffer. X. Campestris pv. Vesicatoria Pathogenität hängt eine Typ-III-Sekretionssystem Bereitstellung Effektor Proteine in Wirtszellen. Wir die Hypothese auf, dass einige X. Campestris pv. Vesicatoria Effektoren vorbei konserviert eukaryotischen zelluläre Prozesse und untersucht Phänotypen induziert durch ihren Ausdruck in der Hefe. Aus 21 Effektoren getestet hemmte 14 Hefe Wachstum in normaler oder hoher Belastung. Entwicklungsfähigkeit-Probe ergab, dass XopB und XopF2 abgeschwächte Zelle Verbreitung, während AvrRxo1, XopX und XopE1 zytotoxischen waren. Inspektion von morphologischen Merkmalen und DNA-Gehalt von Hefezellen erklärt, dass die Zytotoxizität, die aufgrund von XopX und AvrRxo1 mit Zellzyklus Verhaftung bei G0/1 verbunden war. Interessanterweise verursachte XopB, XopE1, XopF2, XopX und AvrRxo1, das Wachstum der Hefe gehemmt auch Phänotypen, wie Chlorose und Zelle Tod, als entweder Host oder Nonhost Pflanzen ausgedrückt. Schließlich war die Fähigkeit von mehreren Effektoren, Phänotypen in Hefe und Pflanzen ihre vermeintliche katalytische Rückstände oder Lokalisierung Motiven abhängig. Diese Studie unterstützt die Verwendung von Hefe als heterologe System für Funktionsanalyse von X. Campestris pv. Vesicatoria III Effektoren geben, und die Bühne zur Identifizierung ihrer eukaryotischen Molekulare Ziele und Wirkungsweisen.

Zum Schweigen Der Reaktionsanalyse Genexpression Der Host-basale Verteidigung Erhöht Anfälligkeit Nicotiana Benthamiana Für Clavibacter Michiganensis Subsp. Michiganensis

Clavibacter Michiganensis subsp. Michiganensis ist ein Actinomycete, verursachen bakterielle willst und Krebs-Krankheit der Tomate (Solanum Lycopersicum). Wir zur Identifizierung von Genen eine Rolle in Host-basale Abwehr Reaktion auf C. Michiganensis subsp. Michiganensis Infektion mit Nicotiana Benthamiana als einer Modellpflanze Virus-induzierte gen-silencing (VIGS). Ein vorläufiger VIGS Bildschirm bestehend aus 160 Gene von Tomaten, die bekanntermaßen Signalisierung im Zusammenhang mit der Verteidigung beteiligt identifiziert eine Reihe von 14 Genen, deren Unterdrückung zu veränderten Host-Pathogen Interaktionen geführt. Ausdruck der einzelnen dieser Gene und drei zusätzliche Ziele wurde dann in größeren VIGS Experimente und die Auswirkung der Entwicklung von welken Krankheitssymptome und Bakterienwachstum während einer N. Benthamiana-C. Unterdrückender unterdrückt. Michiganensis subsp. Michiganensis kompatible Interaktion wurde ermittelt. Krankheit-Anfälligkeit und in Planta Bakterienpopulation Größe durch Schweigen zu Genen N. Benthamiana UCP1 des Ubiquitin Aktivierung Enzym, snakin-2, Extensin-wie Protein, Divinyl-Äther-Synthase, 3-hydroxy-3-Methylglutaryl-Coenzym A Reduktase 2 und Pto-Like-Kinase erhöht. Die Identifizierung von Genen, die hatte einer Rolle in der Host basale Abwehr-Reaktion auf C. Michiganensis subsp. Michiganensis setzt unser Verständnis der Pflanze Antworten durch C. Michiganensis subsp. Michiganensis aktiviert und löst Möglichkeiten für Entwicklung Roman und molekularen Strategien zur Steuerung von bakteriellen Baumkrebs und willst in Tomaten.

Die SlMKK2 Und SlMPK2 Gene Spielen Eine Rolle Bei Tomaten Krankheitsresistenz, Xanthomonas Campestris Pv. Vesicatoria

Xanthomonas Campestris pv. Vesicatoria (Xcv) ist der Erreger der bakteriellen vor Ort Krankheit in Tomate (Solanum Lycopersicum) Pflanzen. Wir haben vor kurzem ein MAPKKK gen, SlMAPKKKε, die für Tomaten Widerstand gegen Xcv Stämme ist erforderlich und codiert einen positiven Regulator des Zelle Todes identifiziert. Wir haben auch Beweise, die die MAPKK MEK2, die WIPK und SIPK MAPKs stromabwärts zu MAPKKKε in Nicotiana Benthamiana Pflanzen tätig. Hier wir das Virus-induzierte gen Unterdrückender Technik verwendet, um zu beurteilen, ob Tomaten UCP1 von MEK2 (SlMKK2), SIPK (SlMPK1 und SlMPK2), WIPK (SlMPK3) und andere Komponenten der MAP Kinase Kaskaden (SlNPK1, SlMEK1 und SlNTF6), die zuvor im Werk Immunität verwickelt wurden, beteiligt sind Krankheitsresistenz, Xcv. Silencing None der getesteten Gene verursacht die Darstellung der Krankheitssymptome in Tomaten-Blätter mit einem avirulent Xcv-Stamm in Frage gestellt. Bakterielle Bevölkerungen waren jedoch signifikant höher in Blätter von Pflanzen, die zum Schweigen gebracht für SlMKK2 und SlMPK2, im Vergleich zur Kontrolle Pflanzen, was darauf hindeutet, dass diese zwei Gene zu Krankheitsresistenz, Xcv beitragen. Es bleibt um zu prüfen, ob SlMKK2 und SlMPK2 von SlMAPKKKε direkt oder über eine unterschiedliche MAPKKK aktiviert sind.  

Charakterisierung Von Nuklearen Lokalisierung Signale in Den Typ III Effektoren HsvG Und HsvB Der Gall-bildenden Bakterium Pantoea Agglomerans

HsvG und HsvB, zwei paralogen Typ III Effektoren der Gall-bildenden Bakterien Pantoea Agglomerans pv. Gypsophilae und p. Agglomerans pv. Betae, Wirtsspezifität Gipskräuter und Zuckerrüben, bzw. zu bestimmen. Sie waren zuvor gezeigt, dass DNA-bindenen Proteine in Host und nicht Kerne importiert und als transcriptional Aktivatoren handeln könnte. Sequenzanalyse von diese Effektoren hat nicht erkannt, kanonische nukleare Lokalisierung signalisiert (NLSs), aber zwei grundlegende Aminosäure Cluster bezeichneten mutmaßliches NLS1 und NLS2 wurden in ihrer N-terminalen und der C-terminalen, bzw. entdeckt. pNIA Assay für nukleare Import in Hefe und Bombardierung der Melone Blätter mit jedem der NLSs verschmolzen zu einem 2xYFP-Reporter zeigten, dass vermeintliche NLS1 und NLS2 funktionell im Transport von HsvG in den Zellkern waren. Ein Hefe-zwei-Hybrid-Assay zeigte, dass HsvB, HsvG, vermeintliche NLS1, vermeintliche NLS2, HsvG HsvB umgebaut oder HsvB in HsvG umgewandelt werden, durch den Austausch der Wiederholungsgebiet, alle interagiert mit AtKAP-α und importin-α3 von Arabidopsis Thaliana. Löschung Analyse der NLS Domänen HsvG vorgeschlagen, dass die vermeintliche NLS1 oder NLS2 für die Pathogenität auf Gipskräuter Stecklinge und vermutlich für den Import von HsvG in den Zellkern benötigt wurden. Diese Studie zeigt das Vorhandensein von zwei funktionelle NLSs in die Typ-III-Effektoren HsvG und HsvB.

Wiederholen Sie Die Endosomen Signalisierung Der Tomate Leucin-reichen Rezeptor-Like Protein LeEix2

Extrazelluläre Leucin-reiche wiederholen Sie (LRR) Rezeptor-ähnliche Proteine (RLPs) eine eindeutige Klasse Zelloberfläche Rezeptoren, darstellen, da sie eine funktionale zytoplasmatische Domäne fehlt. Unser Wissen wie RLPs, die keine Kinase oder Maut-Domäne-Funktion enthalten ist sehr begrenzt. Die Tomaten-RLP-Rezeptor signalisiert LeEix2 Verteidigung Antworten vermittelt durch die pilzartige Protein Ethylen-induzierende Xylanasen (EIX) induzieren. Die Bewegung der FYVE-positivem Endosomen vor und nach Anwendung der EIX wurde untersucht mit drehenden Scheibe confocal Mikroskopie. Wir fanden, dass während der FYVE-positivem Endosomen im Allgemeinen einen zufälligen Bewegungsmuster beobachten, nach EIX Anwendung eine Subpopulation von FYVE-Positive Endosomen eine gerichtete Bewegungsmuster folgen. Weitere, zelluläre Endosomen Reisen größere Entfernungen bei höheren Geschwindigkeiten nach EIX Anwendung. Zeitverlaufes Experimente mit spezifischen Inhibitoren zeigen die Einbindung der Endosomen signalisieren in Verteidigung EIX ausgelöste Reaktionen. Abschaffung der Existenz Endosomen oder das endocytic-Ereignis verhindert EIX-induzierte signalisieren. Endozytose/Endosom-Inhibitoren, z. B. Dynasore oder 1-Butanol, hemmen EIX-induzierte signalisieren. Darüber hinaus verbessert die Behandlung mit Endosidin1, die einen ersten Schritt in die Plasmamembran/Endosom Menschenhandel hemmt, die Induktion der Verteidigung Antworten von EIX. Unsere Daten zeigen einen deutlichen Endosomen-Signalisierungsmechanismus für die Induktion der Verteidigung Antworten in diesem RLP-System.

Sensibilisierende Pflanze Proteinkinasen Zur Spezifischen Hemmung Von Molekülen ATP-Wettbewerb

Die stark konservierten Natur der katalytischen Protein-Kinase-Domäne und die geringe Durchlässigkeit der Zellmembranen Pflanzen stellen eine Herausforderung für die Entwicklung von spezifischen Inhibitoren, die einzelne Proteinkinasen in-vivo Ziel. Hier beschreiben wir einen Chemikalien-genetischen Ansatz um speziell Einzelpflanze Kinasen zu Zelle-durchlässigen kleine Moleküle zu sensibilisieren, die nicht Wildtyp Kinasen hemmen. Bei diesem Ansatz wird eine einzelne Aminosäure-Substitution in der ATP-Bindungsstelle des Enzyms aktivieren spezifische Bindung von Molekülen ATP-Wettbewerb eingeführt. Zelle-durchlässigen Moleküle können dann verwendet werden, um gezielt gegen die sensibilisierten Allel in transgenen Arabidopsis Thaliana Pflanzen, die nicht die Kinase Wildtyp Form zum Ausdruck bringen. Diese Strategie stellt ein nützliches Werkzeug für die Funktionelle Charakterisierung der Proteinkinasen in Planta und die Präparation der die Signalwege, an denen sie beteiligt sind.

Eine Einfache Hefe-basierte Strategie Host Zelluläre Prozesse Gezielt Durch Bakterielle Effektor Proteine Zu Identifizieren

Bakterielle Effektor Proteine, die in der Wirtszelle über die Typ-III-Sekretionssystem geliefert werden, spielen eine Schlüsselrolle in der Pathogenität von Gram-negativen Bakterien durch Modulation der verschiedenen Host zelluläre Prozesse zum Vorteil des Erregers. Ermittlung der zelluläre Prozesse gezielt durch bakterielle Effektoren, entwickelten wir eine einfache Strategie, die ein Array von Löschung Hefestämme passte in einer einzigen 96-Well-Platte verwendet. Das Array ist einzigartig, da es rechnerisch optimiert wurde, so dass trotz der geringen Zahl der Löschung-Stämme, die Mehrzahl der Gene in der Hefe-synthetische tödliche Interaktion-Netzwerk deckt. Die Löschung-Stämme im Array werden für Überempfindlichkeit auf den Ausdruck einer bakteriellen Effektor von Interesse gezeigt. Die überempfindlich Löschung-Stämme werden dann für ihre synthetischen tödlichen Wechselwirkungen identifizieren potentielle Ziele der bakteriellen Effektor analysiert. Wir beschreiben die Identifikation mit diesem Ansatz, eines zellularen Prozesses gezielt durch die Xanthomonas Campestris Typ III-Effektor XopE2. Interessant ist, entdecken wir, dass XopE2 die Hefe-Zellwand und die Stressantwort Endoplasmatisches Reticulum betrifft. Generell ist die Verwendung einer einzigen 96-Well-Platte der Screening-Verfahren für alle Laboratorien zugänglich macht und erleichtert die Analyse einer Vielzahl von bakteriellen Effektoren in kurzer Zeit. Es bietet daher eine vielversprechende Plattform für das Studium der Funktionen und zellulare Ziele bakterielle Effektoren und andere Virulenz-Proteine.

Der Typ-III-Effektor HsvG Von Der Gall-bildenden Pantoea Agglomerans Vermittelt Die Expression Des Gens Host HSVGT

Die Typ-III-Effektor HsvG von der Gall-bildenden Pantoea Agglomerans pv. Gypsophilae ist ein DNA-bindenden Protein, die an den Host-Kern importiert und Wirtsspezifität beteiligt. Die DNA-bindenden Region HsvG, 266 Aminosäuren innerhalb einer Sekundärstruktur-Region nahe der N-Terminus des Proteins abgegrenzt war aber Homologie zu kanonischen DNA-bindene Motive nicht angezeigt. Bindung Website Auswahlverfahren wurde verwendet, um ein Ziel gen HsvG, benannt HSVGT, Rispiges Gipskraut isolieren. HSVGT ist ein vorhergesagten sauren Protein aus der Familie der DnaJ mit 244 Aminosäuren. Es birgt die charakteristischen konservierte Motive eines Faktors der eukaryotischen Transkription, einschließlich eines zweiseitigen nukleare Lokalisierung-Signals, Zinkfinger und Leucin Reißverschluss DNA-bindene Motive. Quantitative Real-Time Polymerase-Kettenreaktion-Analyse zeigte, dass HSVGT Transkription speziell in Planta innerhalb 2 h nach der Impfung mit den Wildtyp p. Agglomerans induziert wird pv. Gypsophilae gegenüber den HsvG-Mutanten. Induktion von HSVGT erreichte einen Höchststand von 4 Stunden nach der Beimpfung und progressiv Sechsfach sank danach. Gel-Schicht Assay nachgewiesen, dass HsvG an die HSVGT-Promotor bindet, HSVGT das unmittelbare Ziel HsvG hinweist. Unsere Ergebnisse stützen die Hypothese, dass HsvG ein Transkriptionsfaktor in Gipskräuter Funktionen.

Die Clavibacter Michiganensis Subsp. Michiganensis-Tomaten Interaktom Offenbart Der Wahrnehmung Der Erreger Der Gastgeber Und Die Mechanismen Der Infektion Suggeriert

Grampositive Bakterium Clavibacter Michiganensis subsp. Michiganensis (Cmm) Ursachen willst und Krebs-Krankheit der Tomate (Solanum Lycopersicum). Mechanismen der Cmm Pathogenität und Tomaten Reaktion auf Cmm-Infektion sind nicht gut verstanden. Um die Interaktion zwischen Cmm und Tomaten zu untersuchen, mehrdimensionale Protein Identifikationstechnologie (MudPIT) und Tandem-Massenspektrometrie wurden zur in-vitro-analysieren und Planta generiert Proben. Die Ergebnisse zeigen, dass während der Infektion Cmm die Anlage-Umwelt spürt, Signale überträgt induziert und dann mehrere hydrolytische Enzyme sondert, einschließlich Serinproteasen, die Pat-1, Ppa und Sbt Familes, die CelA, XysA und NagA Glycosyl-HYDROLASEN und andere Zellwand-entwürdigende Enzyme. Tomaten Induktion der Pathogenese-bezogene (PR) Proteine, LOX1 und andere Verteidigung-ähnliche Proteine während der Infektion zeigt, dass die Pflanze die eindringende Bakterien spürt und eine basale Verteidigung-Antwort mountet, obwohl teilweise mit einigen Komponenten einschließlich Klasse III Peroxidasen und eine sezernierte Serin-Peptidase unterdrückt. Das Tomaten Ethylen-Synthese-Enzym ACC-Oxydase wurde während der Infektion mit dem Wildtyp-Cmm aber nicht während der Infektion mit einem endophytischen Cmm-Stamm, Cmm-ausgelösten Host Synthese von Ethylen als ein wichtiger Entwicklungsfaktor Krankheit Symptom identifiziert ausgelöst. Proteomic Daten wurden auch verwendet, um die Cmm-Genom-Anmerkung zu verbessern, und Tausende von Cmm gen Modelle bestätigt oder erweitert wurden.

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