Waiting
登录处理中...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Environment

חקירת חילוף החומרים של קסנוביוטיקה בעלי אלבה סליקס באמצעות הדמיה ספקטרומטרית מסה

Published: June 15, 2020 doi: 10.3791/61011

Summary

שיטה זו משתמשת בהדמיית ספקטרומטריית מסה (MSI) כדי להבין תהליכים מטבוליים בעלי S. alba כאשר הם נחשפים לשנאת קסנוביוטיקה. השיטה מאפשרת לוקליזציה מרחבית של תרכובות מעניינות ואת המטבוליטים החזויים שלהם בתוך רקמות ספציפיות ושלמות.

Abstract

השיטה המוצגת משתמשת בהדמיית ספקטרומטריית מסה (MSI) כדי לקבוע את הפרופיל המטבולי של עלי ס. אלבה כאשר הם נחשפים לשנאת קסנוביוטיקה. באמצעות גישה לא ממוקדת, מטבוליטים צמחיים ושנאת זרים של עניין מזוהים ומקומיים ברקמות הצמח כדי לחשוף דפוסי הפצה ספציפיים. לאחר מכן, בחיזוי סיליקו של מטבוליטים פוטנציאליים (כלומר, קטבוליטים ומצוות) מן xenobiotics מזוהה מבוצע. כאשר מטבוליט xenobiotic ממוקם ברקמה, סוג של אנזים המעורב בשינוי שלה על ידי הצמח נרשם. תוצאות אלה שימשו לתיאור סוגים שונים של תגובות ביולוגיות המתרחשות עלים S. אלבה בתגובה הצטברות xenobiotic בעלים. המטבוליטים חזו בשני דורות, מה שאיפשר לתיעוד של תגובות ביולוגיות רצופות להפוך קסנוביוטיקה ברקמות העלים.

Introduction

Xenobiotics מופצים באופן נרחב ברחבי העולם בשל פעילות אנושית. חלק מהתרכובות הללו מסיסות במים ונספגות באדמה1, ונכנסות לשרשרת המזון כאשר הן מצטברות ברקמות צמחיות2,3,4. הצמחים נאכלים על ידי חרקים ואוכלי עשב, שהם טרף לאורגניזמים אחרים. צריכת כמה xenobiotics והשפעתם על בריאותו של הצמח תוארו5,6,7,8, אבל רק לאחרונה ברמת רקמה9. לכן, עדיין לא ברור איפה או איך חילוף החומרים של xenobiotics מתרחשת, או אם מטבוליטים צמחיים ספציפיים מתואמים הצטברות xenobiotic ברקמות ספציפיות10. יתר על כן, רוב המחקר התעלם חילוף החומרים של xenobiotics ואת המטבוליטים שלהם בצמחים, כל כך מעט ידוע על תגובות אלה ברקמות הצמח.

מוצעת כאן שיטה לחקור תגובות אנזימטיות בדגימות ביולוגיות שיכולות להיות קשורות לוקליזציה רקמה של מצעים ומוצרים של התגובות. השיטה יכולה לצייר את הפרופיל המטבולי המלא של מדגם ביולוגי בניסוי אחד, שכן הניתוח אינו ממוקד וניתן לחקור אותו באמצעות רשימות מותאמות אישית של אנליטים מעניינים. מסופקת רשימה של מועמדים במעקב בקבוצת הנתונים המקורית. אם מנתח אחד או יותר של עניין מצוינים במדגם, לוקליזציה הרקמה הספציפית יכולה לספק מידע חשוב על התהליכים הביולוגיים הקשורים. ניתוח עניין לאחר מכן ניתן לשנות silico באמצעות חוקים ביולוגיים רלוונטיים כדי לחפש מוצרים אפשריים / מטבוליטים. רשימת המטבוליטים המתקבלים משמשת לאחר מכן לניתוח הנתונים המקוריים על ידי זיהוי האנזימים המעורבים ו לוקליזציה של התגובות ברקמות, ובכך מסייע להבין את התהליכים המטבוליים המתרחשים. אף שיטה אחרת אינה מספקת מידע על סוגי התגובות המתרחשות בדגימות הביולוגיות, לוקליזציה של תרכובות מעניינות, ומטבוליטים הקשורים אליהן. שיטה זו יכולה לשמש על כל סוג של חומר ביולוגי פעם רקמות טריות ושלמות זמינים ואת תרכובות של עניין ניתן ליינן. הפרוטוקול המוצע פורסם ב-Villette et al.12 ומפורט כאן לשימוש הקהילה המדעית.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. הכנה לדוגמה

  1. להשיג את הדגימה הביולוגית או לשמור אותו טרי ושלם (למשל, לא לכפות אותו לתוך צינור) או להקפיא אותו. הפרוטוקול המוצע חל על כל סוג של מדגם ביולוגי מוצק (כלומר, רקמות צמחיות, בעלי חיים או אנושיות) כדי להתאים תרכובות ברקמות ספציפיות.
  2. מצננים קריומיקרוטום ל-20 מעלות צלזיוס. שמור את מחזיק הדגימה ואת הלהב באותה טמפרטורה.
  3. במידת הצורך, הטבע את האובייקט במדיום הטבעה M1 כדי לשמר אותו במהלך החיתוך.
    1. יוצקים קצת מטריצה בתבנית פלסטיק ממוקם בתא cryomicrotome. מוסיפים במהירות את המדגם ויוצקים עוד קצת מדיום הטמעה כדי לכסות אותו. שמור על המדגם במרכז התבנית כמו המטריצה מתגבשת תוך קירור.
      הערה: הטבעה אינה הכרחית עבור כל האובייקטים הביולוגיים. אובייקטים הומוגניים כגון מוחות עכבר אינם זקוקים למדיום הטמעה וניתן לחתוך אותם קפואים.
  4. מניחים את הדגימה המוטבעת או הקפואה על מחזיק הקריומיקרוטום וחותכים אותה בלהב חד. עובי של 5-30 מיקרומטר טוב לדגימות צמחים, שקשה לחתוך בגלל ההטרוגניות שלהם. להתאים את עובי החיתוך ואת הטמפרטורה למדגם, מה שהופך כמה חתכים כדי למצוא את התנאים הטובים ביותר. בדוגמה שסופקה, המדגם נחתך ב -20 °C (69 °F). שקול לשמור את המדגם תחת 0 °C (60 °F) כדי למנוע השפלה מדגם.
    הערה: השימוש במיקרוסקופ משקפת הממוקם ליד הקריומיקרוטום יכול לעזור לקבוע את איכות הפרוסות. הרקמות חייבות להישאר שלמות.
  5. הזז בזהירות את הפרוסה לשקופית מצופה ITO באמצעות מלקחיים או מברשת צבע קטנה ולאחר מכן הנח אצבע מתחת לשקופית כדי לחמם ולייבש את הדגימה. שמור את השקופית בתא cryomicrotome עד שכל הדגימות מוכנות. מוציאים את השקופית מהתא באיטיות כדי למנוע הלם חום.
    הערה: כדי לבדוק איזה צד של המגלשה מצופה ITO, הנח טיפת מים על המגלשה בטמפרטורת החדר (RT). הירידה תישאר עגולה בצד מצופה ITO או תשטח בצד הלא מצופה.
  6. צייר סימנים בשקופית באמצעות עט סמן דק או נוזל תיקון וסרוק אותו באמצעות סורק ברזולוציה גבוהה לפני תצהיר מטריצה. הסימנים ישמשו לקביעת המיקום המדויק של הדגימה בשקופית כאשר היא נמצאת בספקטרומטר המסה. הדרך הטובה ביותר להשיג נקודות התייחסות מדויקות היא לצייר צלב.

2. תצהיר מטריקס

  1. הכינו את מטריצת MALDI: שוקלים 70 מ"ג של מטריצת חומצה α-ציאנו-4-הידרוקסינמית (HCCA) ומדללים אותה ב-10 מ"ל של תמיסת מים ומתנול (50:50) עם 0.2% TFA. Sonicate המטריצה במשך 10 דקות ב RT. ייתכן שיש מטריצה מוצקה נוספת לאחר sonication.
    הערה: סוגים שונים של מטריצות MALDI ניתן להשתמש בהתאם לניתוח של עניין.
  2. נקה את רובוט התצהיר מטריצה עם 100% מתנול.
  3. באמצעות מתנול וניגוב מדויק, לנקות את השקופית, מחזיק את הדגימות מבלי לגעת בהם מבלי להסיר את הסימנים. הוסף כיסוי נקי מעל השקופית באזור ללא דגימה. חלק זה של השקופית ממוקם לאחר מכן מעל הגלאי האופטי כדי לעקוב אחר תצהיר מטריקס.
    הערה: כדי לעקוב באופן אופטי אחר עובי המטריצה, השקופית והכיסוי חייבים להיות נקיים מאוד.
  4. השתמש ברובוט לתצהיר מטריצה: למקם רק 6 מ"ל של פתרון המטריצה במאגר, ולהוסיף 2 מ"ל של 100% מתנול עבור נפח כולל של 8 מ"ל.
    הערה: הקלטת עובי המטריצה לאורך התצהיר היא אוטומטית וניתן לשחזר אותה באמצעות מקל USB. הפיתוח של שיטת ריסוס אינו מפורט כאן.

3. רכישת נתונים

  1. מניחים μL אחד של המטריצה על צלחת MALDI כדי לכייל את ספקטרומטר המסה באמצעות פסגות המטריצה כהפניות. הפיתוח של שיטת רכישה בספקטרומטר המסה אינו מפורט כאן.
    1. הכנס את לוח ה- MALDI למקור, לחץ על "טען יעד" בתוכנת ftmsControl והמתן לטעינת הצלחת.
    2. בחר את המיקום של מקום המטריצה על ידי לחיצה על המקום בתמונה המייצגת את לוח MALDI.
    3. ציין את השם לדוגמה ואת התיקיה בכרטיסיה "מידע לדוגמה" של התוכנה.
    4. התחל רכישה על ידי לחיצה על "רכישה".
    5. הזז את הצלחת מעט במהלך הרכישה באמצעות מצביע העכבר בכרטיסיה "וידאו MALDI" כך שהלייזר מצביע בנקודות שונות.
    6. לאחר השלמת הרכישה, עבור לכרטיסיה "כיול", בחר רשימת כיול HCCA במצב ריבועי ולחץ על אוטומטי. תוצאת הכיול הכללית מצוינת בחלון "התוויית כיול" וצריכה להיות קטנה מ- 0.2 עמודים לדקה עבור SolariX XR 7T.
    7. אם הכיול תקין, לחץ על "קבל" ושמור את פעולת השירות.
  2. לאחר סיום תצהיר המטריצה על הדגימות, מקם את השקופית במתאם שקופית ואחזר את מיקום הסימנים באמצעות כיסוי פלסטיק.
  3. ב- flexהגדרת תוכנה, הגדר הפעלת דימות חדשה באמצעות החלון הראשון שנפתח עם התוכנה.
    1. תן שם להפעלת הדימות, בחר את ספריית התוצאותולחץ על הבא.
    2. ציין את גודל הרסטר (כלומר, אזור מדידה המוגדר על-ידי המשתמש), בחר את השיטה לשימוש (מכוילת בסעיף 3.1) ולחץ על הבא.
    3. טען את התמונה האופטית של השקופית שהושגה בשלב 1.6 לאחר סריקת השקופית ולחץ על הבא.
    4. התמונה נפתחת בחלון רחב יותר. השתמש בסימונים בשקופית כדי ללמד את מיקום השקופיות: ב- ftmsControl, מקם את היעד של חלון הווידאו MALDI על המיקום המדויק של סימן, ולאחר מכן חזור felxImaging ולחץ על אותה נקודה בדיוק על התמונה האופטית. חזור על פעולה זו עבור שלוש נקודות עצמאיות. כיסוי פלסטיק הנושא את הסימנים ממוקם על צלחת MALDI כדי לשחזר את מיקומו להקל על ההוראה.
      הערה: אם הסימנים נעשו עם סמן, הוספת נוזל תיקון לבן בחלק האחורי של השקופית יכול לגרום להם להתבלט במהלך ההוראה.
  4. צייר את אזורי העניין בדוגמאות בתוכנת flexImaging באמצעות הכלים "הוספת אזורי מדידה".
  5. שמור את הפעלת ההדמיה ואת "רצף AutoXecute" אם יש לנתח מספר דגימות.
  6. הפעל רצף באמצעות "רץ אצווה AutoXecute" אם מספר דגימות מנותחות.
    הערה: סנכרן את הנתונים באופן קבוע למיקום מאובטח.

4. עיבוד נתונים

  1. יבא את הנתונים הגולמיים לתוכנת הפריטים החזותיים (SCiLS Lab) וצור ערכת נתונים. פעולה זו מתבצעת בשני שלבים נפרדים בתוכנה זו.
    1. השתמש בכלי "יבואן אצווה" ובחר את הנתונים הגולמיים, ציין את ספריית היעד ולחץ על "יבא".
    2. לאחר הייבוא, ניתן לשלב מספר ערכות נתונים לצורך ניתוח נוסף. כדי לשלב ערכות נתונים, השתמש ב "קובץ| חדש| הכלי ערכת נתונים ".
    3. בחר את סוג המכשיר המשמש לרכישה, הוסף את ערכות הנתונים המיובאות על-ידי לחיצה על "+", וסדר את התמונות על-ידי לחיצה וגרירה של האובייקטים.
    4. בדוק את הגדרות טווח המסה או שנה במידת הצורך על-ידי ציון טווח העניין. לחץ על הבא כדי לראות את סיכום הייבוא ולהפעיל את הייבוא.
  2. דמיינו את מ/ז של עניין ברקמות השונות של מדגם ו/או בדגימות שונות. כל שעליך לעשות הוא ללחוץ על הספקטרום כדי לבחור m/z של עניין או להקליד את הערך בתיבה m / z .
    1. בצע בדיקות סטטיסטיות במידת הצורך כדי לחפש ערכים קולוקלים או מפלים בין רקמות שונות ו /או דגימות שונות כדי לקבוע את m/z של עניין. הכלים זמינים בתפריט "כלי" ולא יתוארו בפרוטוקול זה.
  3. יצא את m/z של עניין (למשל, colocalized, תרכובות מפלות) כקובץ .csv מהכרטיסיה אובייקט. ניתן גם לייצא את ערכת הנתונים כולה אם היא אינה גדולה מדי (כלומר, מקסימום 60,000 שורות). לחץ על הסמל "ייצוא" בצד השמאלי של אזור העניין המצוין על-ידי חץ אדום.
  4. יבא את קובץ .csv כדי ליצור ערכת נתונים חדשה בתוכנת הביאור (Metaboscape). לחץ על "פרויקטים | יבא פרוייקט CSV". שים לב שרק m/z המדויק ייחשב, והפרופיל האיזוטופי יאבד.
    הערה: גרסת התוכנה 5.0 מאפשרת ייבוא ישיר של נתונים מתוכנת ההדמיה, המאפשרת ביאור מדויק יותר, מכיוון שניתן לשקול את הפרופיל האיזוטופי.
  5. ביאורים עם רשימות ניתוח מותאמות אישית, שניתן לגזור ממסדי נתונים הזמינים לציבור. תבנית ניתנת על-ידי התוכנה כדי ליצור רשימות ניתוח.
  6. השתמש בתוכנת החיזוי (Metabolite Predict) כדי לבצע חיזוי silico של מטבוליטים של תרכובות מבוארות. הנוסחה המפותחת של תרכובת העניין נדרשת, נמשכת על ידי המשתמש בתוכנה או מיובאת כקובץ .mol אז השיטה היא פרוטוקול פשוט צעד אחר צעד.
  7. לשחזר את הרשימה של מטבוליטים, ליצור רשימת אנליט, ולהשתמש בו בתוכנת ביאור כדי להוסיף ביאורים נתונים גלם עם מטבוליטים חזויים. לחלופין, אם רשימת המטבוליטים קצרה, חפש אותה באופן ידני בשלב 4.8.
  8. דמיינו את התפלגות הרקמות של המטבוליטים בנתונים הגולמיים בתוכנת ההדמיה.
  9. לשחזר את השמות של האנזימים המעורבים בתהליכים מטבוליים בתוכנת החיזוי על ידי לחיצה ימנית על המטבוליט החזוי של עניין.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

פרוטוקול זה הוחל על עלים טריים שנדגמו מעץ ס. אלבה שנחשף לשנאת קסנוביוטיקה בסביבה. התהליך מתואר באיור 1. הצעד הראשון הוא להכין פרוסות דקות של מדגם של עניין. דגימות צמחים הן לעתים קרובות קשה יותר לחתוך מאשר דגימות בעלי חיים, כמו הרקמות הטרוגניות והוא יכול להכיל מים ו / או אוויר. קושי זה מטופל באמצעות מדיום הטמעה, המהווה בלוק הומוגני סביב המדגם. תצהיר המטריצה מתאפשר על ידי שימוש ברובוט, הימנעות מניפולציה ביד והבטחת תוצאות לשחזור. עובי שכבת מטריצת MALDI מלווה במהלך התהליך כולו וניתן לרשום אותו. רכישת נתונים דורשת למידה כדי להתמודד עם ספקטרומטר מסה ברזולוציה גבוהה ולהתאים את השיטה לסוג הדגימות והתרכובות הנחקרות. נתונים גולמיים מיובאים לתוכנת הדמיה כדי לחפש את תרכובות העניין ולהציג לוקליזציה של הרקמות שלהם. תרכובות מפלות או colocalized ניתן למצוא באמצעות כלים סטטיסטיים זמינים בתוכנה. בשלב זה, רק m/z המדויק של התרכובות ידועים. תרכובות עניין מיוצאים לאחר מכן לתוכנת ביאור, אשר יכול להשוות את m/z המדויק עם רשימה מותאמת אישית של תרכובות עניין שהוגדרו על ידי המשתמש. אם m/z המדויק תואם m/z של תרכובת של עניין, הוא ביאורים. בהקשר של חקירת פרופיל מטבולי, תרכובות מבוארות נבחרים חיזוי silico של מטבוליטים. סוגי כללי התגובה הביולוגית המשמשים ליצירת מטבוליטים נבחרים בקלות על ידי המשתמש, כמו גם את מספר הדורות שבהם המטבוליטים צפויים. ניתן להשתמש ברשימת המטבוליטים החזויים בתוכנת הביאור כדי לחפש התאמות בין m/z מדויק של נתונים גולמיים לבין מטבוליטים חזויים m/z (איור 1). ניתן לחפש את המטבוליטים המבוארים בתוכנת ההדמיה כדי להשיג לוקליזציה של הרקמות שלהם (איור 2). ניתן לשחזר את האנזימים המעורבים בחילוף החומרים של תרכובות העניין המקוריות כדי לצייר את התגובות המטבוליות המתרחשות במדגם הביולוגי (איור 3).

בדוגמה זו, התרופה telmisartan זוהתה בעלי הצמח; זה הופץ בכל הרקמות. המטבוליטים של טלמיסרטן חזו וחיפשו אותם בנתונים הגולמיים. הביאורים הראו כי מטבוליט אחד מהדור הראשון (I) זוהה ברקמות הפנימיות של העלים והתדרדר עוד יותר למטבוליטים מהדור השני (II), אשר היו מקומיים ברקמות פנימיות או הופצו באופן כללי יותר בכל רקמות העלים (איור 2). תוצאות אלו מצביעות על תגובה מטבולית פעילה בעלים כדי להשפיל telmisartan. התהליך הוחל על מספר תרכובות של עניין מבואר בעלים, ואת האנזימים המעורבים בתגובות נמצאו לחקור את תפקידם בתגובת הצמח הצטברות xenobiotics. זה נותן סקירה של האנזימים המעורבים בחילוף החומרים של קסנוביוטיקה בעלי ס. אלבה (איור 3).

Figure 1
איור 1. מבנה כללי של השיטה. דגימה טרייה נחתכת ומונחת על שקופית מצופה ITO מרוססת במטריצת MALDI המתאימה. רכישת MALDI מספקת נתונים גולמיים מהם ניתן לצפות בלוקליזציה בתוך הרקמה באמצעות תוכנת מעבדת SCiLS. מטבוליט משמש ביאור, ו חיזוי מטבוליט משמש לחיזוי מטבוליט (כלומר, קטבוליטים ומצוות). לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 2
איור 2. דוגמה לתוצאות המתקבלות על עלי S. אלבה חשופים xenobiotics. טלמיסראטן זוהה בעלי הצמח ותדמיין בכל הרקמות. מטבוליטים Telmisartan היו חזו וביאורים על הנתונים הגולמיים כדי לדמיין לוקליזציה הרקמה שלהם. הדור הראשון (I) מטבוליט C33H32N4O3 היה מקומי בעיקר ברקמות הפנימיות, בעוד הדור השני (II) מטבוליטים היו לפעמים יותר באופן כללי. נתון זה הותאם באישור וילט ואח '12. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 3
איור 3. פרופיל אנזימטי גלובלי המוצע לתגובות פוטנציאליות המתרחשות בעלי ס. אלבה בתגובה לחשיפה לשנאת קסנוביוטיקה. חיזוי חילוף החומרים וביאור על מושא העניין הציעו את התגובות האנזימטיות הפוטנציאליות האחראיות לחילוף החומרים של תרכובת העניין. נתון זה הותאם באישור וילט ואח '12. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

החלק הקריטי של פרוטוקול זה הוא הכנת המדגם: המדגם חייב להיות רך ושלם. חיתוך הוא החלק הקשה ביותר, שכן הטמפרטורה ועובי המדגם יכולים להשתנות בהתאם לסוג המדגם שנחקר. רקמות בעלי חיים הן בדרך כלל הומוגניות וקל יותר לחתוך. דגימות צמחים לעתים קרובות לשלב מבנים שונים ולכן קשה יותר לשמור על שלם כמו הלהב נתקל רך, קשה, או ריק רקמות כלי הדם. מומלץ מאוד להשתמש ברקמות טריות בעת עבודה עם דגימות צמחים כדי למנוע היווצרות קרח ברקמות הידרופיליות והרס שלהם. יש להזיז את הפרוסות בעדינות בעת הפקדה בשקופית מצופה ITO. מטריצת MALDI היה מדולל מעט כדי למנוע סתימת גיליון ספריי עם גבישי מטריצה, אשר יכול לקרות אם 2 מ"ל של 100% מתנול לא מתווספים בשלב 2.4.

שיטה זו מציעה פרוטוקול הכנה מדגם קל ליום אחד המספק תוצאות הניתנות לשחזור עקב שימוש ברובוט לתצהיר מטריצת MALDI. הפרוטוקול המוצע מחייב יכולת בחיתוך רקמות והדמיה ספקטרומטריית מסה והוא חל רק על תרכובות שניתן ליינן. עם זאת, הוא מספק זיהוי מולקולרי ללא צורך תיוג כפי שנעשה בו שימוש אימונוהיסטוכימיה11. רגישות גבוהה מושגת כי התרכובות מיוננת ישירות ברקמות או בתאים, הימנעות השפעות דילול המיוצר על ידי פרוטוקול החילוץ12. הדגימות מנותחות בצורה לא ממוקדת, המאפשרת פרופיל בקנה מידה גדול של תרכובות אנדוגני או xenobiotics בדגימות. לכן, ניתן לעקוב אחר תגובות ביולוגיות לתרכובות אקסוגניות. חיזוי סיליקו של מטבוליטים יחד עם ניתוח לא ממוקד מוסיף מימד נוסף להדמיית ספקטרומטריית מסה קלאסית, כי תגובות מטבוליות ניתן לפקח ללא ידע מראש של תרכובות אקסוגני כי יצטברו ברקמות. עד כה, רק תרכובות ידועות וכמה מטבוליטים כבר אחריו עם שיטה זו (למשל, תרופות של עניין מוזן חולדות)13. עם הפרוטוקול המוצע, תרכובות המקורי מטבוליטים שלהם ניתן לוקליזציה בתוך הרקמות, ואת התגובות הביולוגיות הצטברות של תרכובות אקסוגני ו / או מטבוליטים שלהם ניתן לעקוב.

פרוטוקול זה אינו חל רק על התגובה של צמחים xenobiotics, אבל יכול לשמש גם כדי להבין את חילוף החומרים של בעלי חיים בתגובה לתרופות, לעקוב אחר אינטראקציות צמחים / פטריות, תגובת הצמח ללחצים ביוטיים או abiotic, או להבין את האבולוציה של מחלות, חושף את התהליכים המטבוליים ברקמות של עניין.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgments

אנו מודים לצ'ארלס פינאו, מלאני לגריג ורגיס לאבין על הטיפים והטריקים שלהם לגבי הכנת מדגם להדמיית MALDI של דגימות צמחים.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Zhang, D., Gersberg, R. M., Ng, W. J., Tan, S. K. Removal of pharmaceuticals and personal care products in aquatic plant-based systems: A review. Environmental Pollution. 184, 620-639 (2014).
  2. Adeel, M., Song, X., Wang, Y., Francis, D., Yang, Y. Environmental impact of estrogens on human, animal and plant life: A critical review. Environment International. 99, 107-119 (2017).
  3. Prosser, R. S., Sibley, P. K. Human health risk assessment of pharmaceuticals and personal care products in plant tissue due to biosolids and manure amendments, and wastewater irrigation. Environment International. 75, 223-233 (2015).
  4. Wang, J., et al. Application of biochar to soils may result in plant contamination and human cancer risk due to exposure of polycyclic aromatic hydrocarbons. Environment International. 121, 169-177 (2018).
  5. Marsik, P., et al. Metabolism of ibuprofen in higher plants: A model Arabidopsis thaliana cell suspension culture system. Environmental Pollution. 220, 383-392 (2017).
  6. He, Y., et al. Metabolism of ibuprofen by Phragmites australis: uptake and phytodegradation. Environmental Science and Technology. 51 (8), 4576-4584 (2017).
  7. Huber, C., Bartha, B., Harpaintner, R., Schröder, P. Metabolism of acetaminophen (paracetamol) in plants-two independent pathways result in the formation of a glutathione and a glucose conjugate. Environmental Science and Pollution Research. 16 (2), 206-213 (2009).
  8. Thomas, F., Cébron, A. Short-term rhizosphere effect on available carbon sources, phenanthrene degradation, and active microbiome in an aged-contaminated industrial soil. Frontiers in Microbiology. 7, 1-15 (2016).
  9. Villette, C., et al. In situ localization of micropollutants and associated stress response in Populus nigra leaves. Environment International. 126, 523-532 (2019).
  10. Sandermann, H. Plant metabolism of organic xenobiotics. Status and prospects of the 'Green Liver' concept. Plant Biotechnology and In Vitro Biology in the 21st Century. , 321-328 (1999).
  11. Sula, B., Deveci, E., Özevren, H., Ekinci, C., Elbey, B. Immunohistochemical and histopathological changes in the skin of rats after administration of lead acetate. International Journal of Morphology. 34 (3), 918-922 (2016).
  12. Villette, C., Maurer, L., Wanko, A., Heintz, D. Xenobiotics metabolization in Salix alba leaves uncovered by mass spectrometry imaging. Metabolomics. 15, 122 (2019).
  13. Khatib-Shahidi, S., Andersson, M., Herman, J. L., Gillespie, T. A., Caprioli, R. M. Direct Molecular Analysis of Whole-Body Animal Tissue Sections by Imaging MALDI Mass Spectrometry. Analytical Chemistry. 78 (18), 6448-6456 (2006).

Tags

מדעי הסביבה גיליון 160 הדמיה ספקטרומטריית מסה (MSI) אלבה Salix xenobiotics חילוף החומרים חיזוי מטבוליטים MALDI
חקירת חילוף החומרים של קסנוביוטיקה בעלי <em>אלבה סליקס</em> באמצעות הדמיה ספקטרומטרית מסה
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Villette, C., Maurer, L., Heintz, D. More

Villette, C., Maurer, L., Heintz, D. Investigation of Xenobiotics Metabolism In Salix alba Leaves via Mass Spectrometry Imaging. J. Vis. Exp. (160), e61011, doi:10.3791/61011 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter