Diese Methode besteht aus Fixieren, Waschen und Reinigen. Die Fixierung ist ein kritischer Schritt in diesem Protokoll. Wenn das fluoreszierende Protein nach der PFA-Fixierung nicht beobachtet wird, wird es nach der Behandlung mit Clearinglösung nicht beobachtet. Das Eindringen von PFA-Lösung in Gewebe ist kritisch, aber eine Hochvakuumbehandlung wird nicht empfohlen, da sie die Zellstruktur zerstören kann. Vakuumbedingungen und Fixationszeiten sollten für jede Art von Gewebe und Spezies optimiert werden. Es wird empfohlen, fluoreszierende Proteine auch nach der Fixierung zu überprüfen. Obwohl die Proben in der Regel für 30-60 min bei Raumtemperatur fixiert wurden, können sie über einen längeren Zeitraum (über Nacht oder mehr) bei 4 °C fixiert werden.
Wie in Abbildung 6A gezeigt, hatten einige Natriumdesoxycholate eine blassgelbe Farbe, wenn sie aufgelöst wurden. Solche Natriumdesoxycholat-Lösungen zeigten eine starke Autofluoreszenz im 400-600-nm-Bereich nach Anregung bei 380 nm (Abbildung 6B). Diese Autofluoreszenz verhindert optisches Clearing und Fluoreszenzbildgebung. Benutzer sollten die Farbe der Natriumdesoxycholatlösung überprüfen, da die Qualität des Reagenzes aufgrund von Reinheit, Chargenschwankungen oder anderen Gründen abweichen kann.
Die hier verwendeten Clearinglösungen weisen hohe Konzentrationen an Natriumdesoxycholat auf, die die Membranstruktur zerstören könnten. Der Plasmamembranmarker (RPS5Apro::tdTomato-LTI6b) wurde auch nach der CS-Behandlung beobachtet7. Es könnte jedoch besser sein, die Konzentration von Natriumdesoxycholat zu reduzieren, abhängig von der Struktur und dem interessierenden Gewebe. Tatsächlich wurden Bilder mit verbesserter Klarheit für Arabidopsis-Stempel mit modifiziertem CS erhalten, bei denen die Konzentration von Natriumdesoxycholat um die Hälfte reduziert wird; Reduzierte Konzentrationen von Natriumdesoxycholat erforderten jedoch längere Behandlungszeiten (z. B. 1 Monat für Arabidopsis-Stempel ).
CS kann die rote Autofluoreszenz (>610 nm) reduzieren, um Chlorophyll in behandelten Proben zu entfernen. Die Autofluoreszenz im Bereich von 500 bis 600 nm (gelb bis orange) blieb jedoch auch in CS-behandelten Proben bestehen7. Es wird angenommen, dass diese Autofluoreszenz von der Zellwand und anderen zellulären Komponenten wie Lignin12,13 abgeleitet wird. Daher ist es schwierig, Gewebe, wie Stängel mit entwickelten Sekundärwänden, durch CS-Behandlung vollständig transparent zu machen.
Mehrere Clearing-Reagenzien neben den hier verwendeten wurden entwickelt, um fluoreszierende Proteine in Pflanzen mittels Fluoreszenzmikroskopie zu beobachten14,15,16,17. Im Vergleich zu diesen Methoden entfernen CS und CSA Chlorophyll und reduzieren die Autofluoreszenz, wodurch das Pflanzengewebe transparenter wird. Vor kurzem haben Sakamoto et al. eine verbesserte Methode, iTOMEI, für die Fixierung, das Reinigungsmittel-Clearing und die Montage entwickelt, um die Brechungsindex-Fehlanpassung anzupassen18. In Arabidopsis-Sämlingen klärte iTOMEI das Gewebe innerhalb von 26 h.
CS ist auf eine Vielzahl von Pflanzenarten anwendbar, wie Arabidopsis thaliana, Physcomitrium patens7, Chrysanthemum morifolium, Cucumis sativus, Nicotiana benthamiana, Nicotiana tabacum, Torenia fournieri8, Allium ochotense19, Astragalus sinicus20, avocado21, barley22, Brassica rapa23, Callitriche 24, Eucalyptus25, Mais26, Marchantia polymorpha27, Monophyllaea glabra28, Orobanche minor29, petunia30, rice31, Solanum lycopersicum32, soybean33, strawberry34, wheat35 und Wolffiella hyalina36. Für dickeres Gewebe kann CS auch die Vibratomabschnitte transparent machen37,38. Diese Methode ermöglichte Studien der zellulären Struktur und der Genexpressionsmuster in Pflanzen37,38. Darüber hinaus wurden Nematodeninfektionen20,39, Pilzinfektionen und Symbiose19,40,41 auch tief im Inneren des CS-behandelten Gewebes beobachtet. Somit ist diese Methode nützlich für die Bildgebung ganzer Gewebe von der Mikro- bis zur Makroskala und könnte helfen, neuartige Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Zellen, Geweben, Organen und Organismen zu entdecken.