Name: Split-grün fluoreszierendes Protein System Effektoren geliefert von Bakterien während der Infektion zu visualisieren (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-05-24T14:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 25 s
Description: Lernen Sie die Visualisierung bakterieller Effektoren in Pflanzenzellen mit einem optimierten Split-sfGFP-System. Diese Methode nutzt das Typ-III-Sekretionssystem und ermöglicht Forschern die Untersuchung von Pflanzen-Pathogen-Interaktionen.

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Diese Forschung wurde durch grundlegende Wissenschaft Forschungsprogramm durch die National Research Foundation von Korea (NRF) finanziert vom Ministerium für Wissenschaft, IKT und zukünftigen Raumentwicklung (NRF-2018R1A2A1A05019892), DC und durch einen Zuschuss aus Plant Molecular Breeding Center (unterstützt. PMBC) der nächsten Generation Biogreen 21 Programm der ländlichen Entwicklung Verwaltung (PJ013201), EP Wir danken dem Bildgebungszentrum Instrumentierung Nationalzentrum für das Umweltmanagement zu einem confocal Mikroskop für Dreharbeiten zur Verfügung zu stellen.

Hinweis: Alle Schritte sind bei Raumtemperatur durchgeführt, sofern nicht anders angegeben.
1. Vorbereitung von pflanzlichen Stoffen (4 Wochen)
<ol><li>Vorbereitung auf die N. Benthamiana Pflanzen<ol>
<li>2 säen von N. Benthamiana auf der Bodenoberfläche von jedem Pot, das Fach mit einer Plastikhaube abdecken und lassen Samen zum Keimen in einem 25 ° C, 60 % Luftfeuchtigkeit Wachstum Kammer mit einem 16/8-h hell/dunkel Photoperiode Zyklus.</li>
		<li>Nach zwei Wochen herausgreifen und verwerfen die kleinste Sämling in jeden Topf und weiterhin wachsen Pflanzen unter den gleichen Bedingungen wie für die Keimung im Schritt 1.1.1 angewendet. Fügen Sie 1 L Wasser pro Fach alle zwei Tage. Hinweis: Die Wachstumsbedingungen für Pflanzen variieren in Labors. Deshalb folgen Sie die regelmäßige Bewässerung Protokoll um die Pflanze in einem gesunden Zustand wachsen.</li>
		<li>Übertragen Sie in einer Woche die Pflanzen auf ein neues Tablett und ordnen sie mit ausreichend Platz für weiteres Wachstum. Halten, wachsen Sie die Pflanzen unter den Bedingungen im Schritt 1.1.1 beschrieben, bis sie bereit sind, im Alter von 4 Wochen infiltriert werden. Hinweis: Pflanzenwachstum unterscheiden sich je nach Wachstum in Labors. In der Regel finden wir, dass die 4 Wochen alten N. Benthamiana Pflanzen tragen etwa sechs Blätter.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Vorbereitung für A. Thaliana transgene Pflanzen<ol>
<li>Beziehen sich auf die Tabelle der Materialien und der transgenen Saatguts Arabidopsis bestellen.</li>
		<li>~ 50-100 transgenen Arabidopsis Samen in 1 mL destilliertem Wasser einweichen und aufbewahren bei 4 ° C für 3 Tage in der Dunkelheit, den Beginn der Keimung zu synchronisieren.</li>
		<li>~ 2-3 säen auf der Bodenoberfläche eines Stecker-Pflanze-Tabletts und Tablett mit einer Plastikhaube abdecken. Samen keimen bei 23 ° C, 60 % Luftfeuchtigkeit mit einem Zyklus von 10/14-h hell/dunkel Photoperiode zu ermöglichen. Hinweis: Die Samen sollte homozygoten. Wir empfehlen jedoch die erneute Bestätigung der Anwesenheit des Transgens im Batch. In diesem Fall sterilisieren die Samen durch Waschen mit 70 % Ethanol, 2 min, 50 % Bleichmittel (ca. 2 % Hypochlorit) mit 0,05 % Triton x-100 für 5 min. durch Waschen 5-6 Mal mit sterilem doppelt destilliertes Wasser (DdH2O) folgen. Nach der Sterilisation bei 4 ° C für 3 Tage zu Schichten und Platte sie auf Pflanzen keimen Medien mit 25 µg/L der Hygromycin B die transgenen Pflanzen auswählen.</li>
		<li>Nach einer Woche lassen nur eine Pflanze pro Topf und weiter züchten von Pflanzen unter den gleichen Wachstumsbedingungen für Schritt 1.2.3 verwendet. Hinweis: Vier Wochen alten Pflanzen dienten die p. Syringae -Infektion. Wasser Pflanzen täglich Pflanzen gesund zu erhalten.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Vorbereitung der Pseudomonas -Kultur (~ 1 Woche)
<ol><li>Bau des Plasmids für Pseudomonas -transformation<ol>
<li>Beziehen sich auf die Tabelle der Materialien und bestellen Sie die gewünschte Vector(s) des T3SS-basierte Effektor Liefersystem Vektor25.</li>
		<li>Legen Sie die Effektor-gen von Interesse in der Effektor-Lieferung-Vektor mit ortsspezifische Rekombination Klonen25. Hinweis: Beim Überwachen der subzellulären Lokalisierung von Full-Length-Effektor Protein setzen Sie das Full-Length-gen in pBK-GW-1-2 oder pBG-GW-1-2. Es ist auch möglich, pBK-GW-1-4 wählen oder pBG-GW-1-4 mit 2 x sfGFP11 für erhöhten Fluoreszenzsignal. Verwenden Sie im Falle einer teilweisen Effektor fehlt Signalpeptid pBK-GW-2-2 oder pBK-GW-2-4. Sie finden Sie im Park Et Al. für detaillierte Informationen über Effektor Lieferung Vektoren25.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Das Plasmid trägt ein Effektor verschmolzen, das sfGFP11-Tag, p. Syringae pv zu verwandeln. Tomaten (Pst) CUCPB5500 mit standard Elektroporation29. Hinweis: Andere Pseudomonas -Stämme können bei Bedarf verwendet werden. SfGFP11 Tag-System ist für eine breite Palette von Vektoren30 gebaut und die Genexpression von der Effektor wird vom Veranstalter AvrRpm1, vergleichbar mit z. B. Pseudomonas Fluorescens (EthAn)31geregelt.</li>
	<li>Die transformierten Bakterienzellen sanft über die Oberfläche des Königs B Agarplatten mit 100 µg/mL Rifampicin und 25 µg/mL Kanamycin oder 25 µg/mL Gentamycin verteilt. 2 Tage bei 28 ° C inkubieren.</li>
	<li>Impfen Sie eine Kolonie in des Königs B Flüssigmedien mit Antibiotika für den Vektor verwendet, und wachsen Sie die Zellen über Nacht bei 28 ° C mit schütteln bei 200 u/min.</li>
	<li>Machen Sie einen Glycerin-bestand. Eine Endkonzentration von 50 % und bei-80 ° c autoklaviert Glycerin hinzufügen</li>
</ol>3. transiente Expression der Organelle ausgerichtete sfGFP1-10OPT in N. Benthamiana (4 Tage)
<ol><li>Vorbereitung der Agrobacterium Kultur<ol>
<li>Bestellen Sie die gewünschte Vector(s) der Organelle ausgerichtete sfGFP1-10OPT Plasmid(s) (siehe die Tabelle der Materialien).</li>
		<li>Agrobacterium Tumefaciens Stamm GV3101 Zellen32verwandeln Sie die Plasmid(s). Wachsen Sie die Zellen auf Luria-Bertani (LB) Agar Medium ergänzt mit 50 µg/mL Kanamycin und 50 µg/mL Rifampicin bei 28 ° C für 2 Tage.</li>
		<li>Impfen Sie aus einer einzigen Kolonie auf der LB-Agar-Medium die Zellen in 5 mL LB Flüssigmedien mit 50 µg/mL Kanamycin und 50 µg/mL Rifampicin ergänzt. Wachsen Sie die Zellen über Nacht bei 28 ° C mit schütteln bei 200 u/min.</li>
		<li>Ernte der Zellen durch Zentrifugation bei 3.000 x g für 10 min. überstand Medien abgießen und das Pellet in 1 mL frisch Aufschwemmen gemacht Infiltration Puffer.</li>
		<li>Messen Sie die Menge der Agrobacterium durch den Erhalt des optische Dichte (OD) Wert auf eine Extinktion von 600 nm (Abs 600 nm). Passen Sie die OD600 der Bakterien auf 0,5 mit Infiltration Puffer. Hinweis: 1 mL der Suspension ist genug, um an zwei Stellen zu infiltrieren.</li>
		<li>Lassen Sie die Kultur bei Raumtemperatur auf eine sanfte Rocker für 1-5 h vor dem Eindringen.</li>
		<li>Stecken Sie ein Loch in der Mitte der Blätter mit einer 10 µL Spitze eingeschleust werden. Verwenden einer nadellosen Spritze 1 mL, um Agrobacterium Suspensionen zu infiltrieren. Injizieren Sie vorsichtig und langsam ca. 500 µL der Suspensionen aus Schritt 3.1.5 Blatt adaxial seitlich über die Spritze vorbereitet. Wiederholen Sie die Infiltration auf mindestens drei verschiedenen Pflanzen für experimentelle repliziert. Hinweis: Aus Gesundheits- und Sicherheitsgründen sollte während Infiltration Augenschutz getragen werden.</li>
		<li>Wischen Sie die restlichen Bakteriensuspension auf den Blättern und markieren Sie die Grenze des Gebietes infiltriert.</li>
		<li>Halten Sie die infiltrierten Pflanzen unter den gleichen Wachstumsbedingungen für Schritt 1.1.1 für 2 Tage verwendet.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. Beimpfen von Pseudomonas (4 Tage)
<ol><li>Streifen Sie die transformierte Pseudomonas Belastung aus dem Glycerin bestand im Schritt 2.5 auf des Königs B Agar Medien mit den entsprechenden Antibiotika bei 28 ° C für 2 Tage. Hinweis: Die Gesundheit der Pseudomonas ist sehr kritisch. Wenn Kolonien nicht gut sind, die Zellen wieder Streifen oder Zellen in flüssigen Medien der König vor dem fortfahren zu propagieren.</li>
	<li>Eine IMPFÖSE Pseudomonas Zellen in Flüssigmedien Mannit-Glutamat (MG) bei 28 ° C mit schütteln bei 200 u/min für die Übernachtung zu impfen.</li>
	<li>Ernte der Zellen durch Zentrifugation bei 3.000 x g für 10 min. aus den überstand Medien Gießen Aufschwemmen das Pellet in 10 mM MgCl2, und passen Sie die OD600 auf 0,02 (1 x 107 KBE/mL) für N. Benthamiana Blätter und 0,002 (1 x 106 KBE/mL) für Arabidopsis . Blätter
</li>
	<li>Infiltrieren Sie für die N. Benthamianadie Pseudomonas -Suspension in den Bereich der Blätter, wo die Agrobacterium tragen sfGFP1-10OPT Konstrukt 2 Tage zuvor (wie in Schritt 3.1.7) infiltriert wurde. Infiltrieren Sie für die sfGFP1-10OPT transgenen Arabidopsisdie Pseudomonas -Aufhängung in zwei 4-Woche-alten kurzen Tag gewachsen Blätter. Hinweis: mindestens drei Pflanzen sind für experimentelle Wiederholungen erforderlich.</li>
</ol>5. Beobachtung der SfGFP Signal über konfokalen Mikroskopie (1 Tag)
<ol><li>Schneiden Sie die Blatt-Disc von Pseudomonas-Blätter geimpft. Zu bestimmten Zeitpunkten nach Infiltration von Pseudomonas, Bild zwei 2-cm-2 -Blatt-Scheiben aus die einzelne Pflanze mit einem Laser-scanning-konfokale System mit 40 X / 1,2 NA C-Apochromat Wasser eintauchen Ziel oder 63 X / 0,8 NA C-Apochromat Ölimmersion Ziel. Zur Vermeidung von toten Zellen getötet durch Verwundung beobachten Sie die Zellen vom Loch eindringen.</li>
	<li>Starten Sie die Beobachtung bei einem low-Power-Wert von 488 nm Argonlaser. Erhöhen Sie die Leistung des Lasers, SfGFP zu erkennen. Hinweis: Wir verwenden in der Regel 2-15 % der Laserintensität der Fluoreszenzsignal erkennen. Allerdings sollte die Laserleistung und Erkennung Einstellung basiert auf dem System des Benutzers Mikroskopie angepasst werden. Dabei wurden die Emission Filter auf 520-550 nm eingestellt. Die abgestorbenen Zellen emittieren oft Auto-Fluoreszenz unter der 488 nm Laseranregung. Der gleichen Effektor ohne das sfGFP11-Tag sollte daher als Negativkontrolle, infiltriert und unter den gleichen Beobachtungsbedingungen beachtet werden. Darüber hinaus kann hohe Laseranregung Chlorophyll Autofluoreszenz induzieren. Daher die Intensität Laser mit der Pflanzenzellen Kontrolle um nicht Chlorophyll Autofluoreszenz induzieren.<ol>
<li>Für eine gegenfärbung der Zellwand, 20 mM Propidium Jodid (PI) in der Blatt-Disc bei 5 bis 10 min vor der Beobachtung zu infiltrieren.</li>
		<li>Tauchen Sie für den Kern, Färbung die Blattscheiben in 0,1 % Paraformaldehyd für 5 min, gefolgt vom Waschen mit Wasser ein. Dann die 10 mM PI in die Blatt-Scheibe bei 5 bis 10 min vor mikroskopische Beobachtung zu infiltrieren. Wiederholen Sie die Experimente mindestens dreimal. Hinweis: Dieser Schritt ist nicht kritisch, aber hilfreich die Effektor-Lokalisierung in der Plasmamembran oder den Kern zu definieren. Wenn die Effektoren des Interesses ihrer Lokalisation in einem bestimmten Organell zeigte, verwenden Sie einen Marker für die bestimmten Organell, um die Lokalisierung der Effektor zu bestätigen.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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<li>Nimchuk, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eukaryotic+fatty+acylation+drives+plasma+membrane+targeting+and+enhances+function+of+several+type+III+effector+proteins+from+Pseudomonas+syringae%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Eukaryotic fatty acylation drives plasma membrane targeting and enhances function of several type III effector proteins from Pseudomonas syringae.</a> Cell. 101 (4), 353-363 (2000).</li>
<li>Gao, Z., Chung, E. H., Eitas, T. K., Dangl, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plant+intracellular+innate+immune+receptor+Resistance+to+Pseudomonas+syringae+pv.+maculicola+1+%28RPM1%29+is+activated+at%2C+and+functions+on%2C+the+plasma+membrane%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Plant intracellular innate immune receptor Resistance to Pseudomonas syringae pv. maculicola 1 (RPM1) is activated at, and functions on, the plasma membrane.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 108 (18), 7619-7624 (2011).</li>
<li>Leonetti, M. D., Sekine, S., Kamiyama, D., Weissman, J. S., Huang, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+scalable+strategy+for+high-throughput+GFP+tagging+of+endogenous+human+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">A scalable strategy for high-throughput GFP tagging of endogenous human proteins.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 113 (25), E3501-E3508 (2016).</li>
<li>Li, X., Yang, Q., Tu, H., Lim, Z., Pan, S. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+visualization+of+Agrobacterium-delivered+VirE2+in+recipient+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+J%22%5BJournal%5D)">Direct visualization of Agrobacterium-delivered VirE2 in recipient cells.</a> Plant J. 77 (3), 487-495 (2014).</li>
<li>Tanaka, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+approaches+to+investigate+effector+translocation+into+host+cells+in+the+Ustilago+maydis%2Fmaize+pathosystem%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Experimental approaches to investigate effector translocation into host cells in the Ustilago maydis/maize pathosystem.</a> Eur J Cell Biol. 94 (7-9), 349-358 (2015).</li>
</ol>

Die Autoren haben keine Interessenkonflikte offenlegen.

Das hier beschriebene Protokoll dient zur Überwachung der genauen Lokalisierung der Effektor-Proteine der Wirtszelle Pflanze bei Infektion durch die bakterielle T3SS injiziert. Zuvor, Split-GFP-System diente als ein Werkzeug zur Untersuchung der subzellulären Lokalisierung von Säugetieren Proteine23,36, Salmonellen T3E Lokalisierung und Agrobacterium VirE2 Lieferung durch das T4SS in der Pflanzenzellen37. Um dieses System...

Pflanzen sind festsitzende Organismen, die zahlreiche eindringende Krankheitserreger wie Bakterien, Pilze, Viren, Insekten und Nematoden während ihres gesamten Lebenszyklus zu begegnen. Unter den phytopathogene Gramnegative bakterielle Krankheitserreger wie Pseudomonas spp. und Ralstonia spp., infizieren ihre Wirtspflanzen durch Eingabe durch Wunden oder natürliche Öffnungen, z. B. die Spaltöffnungen und Hydathode1. Um erfolgreich Wirtspflanzen besiedeln, haben bakterielle Krankheitserreger entwickelt, um eine Vielzahl von Virulenz Faktoren2entwickeln. Wenn Bakterien eine Wirtspflanze eindringen, sie injizieren eine Reihe von Virulenz Proteinen – bekannt als Effektoren – direkt in die Pflanzenzellen ihre Pathogenität zu fördern. Diese Effektoren unterdrücken oder modulieren die Pflanze angeborene Immunität und zelluläre Hostprozesse um bakterielle überleben3führen zu manipulieren.
Pathogene Bakterien verwenden hauptsächlich eine T3SS Effektor-Proteine direkt in Host Zellen4liefern. Das T3SS ähnelt eine molekularen Spritze mit einem nadelartigen Kanal Anschluss von einem Gerüst-Protein-Struktur über die innere und die äußere bakterielle Membranen an der Injektionsstelle des Host Zelle5. Dieser T3SS-vermittelte Effektor (T3E) Sekretion Mechanismus ist gut erhaltenen in verschiedenen Gramnegative bakterielle Erreger der Anlage als auch menschliche. Eines der repräsentativen Pflanzenpathogene, p. Syringae pv. Tomaten DC3000 HrcC Mutant hat in der Regel eine defekte T3SS beschränkt hat Wachstum bei Pflanzen wahrscheinlich aufgrund der Unfähigkeit dieser Mutante, die Pflanze Immunität (durch die Injektion von Effektor-Proteine)6vollständig zu unterdrücken. Bei der Translokation in den Wirtszellen Ziel Effektoren verschiedene Host-Proteine, die wichtig für das Hostsystem Zelle, einschließlich Anlage Verteidigung Antworten, Gentranskription Zelltod, Proteasom, Vesikel Menschenhandel und Hormon Wege7 , 8 , 9 , 10. Verfolgung von der zellulären Lokalisation der Effektor-Proteine in den Wirtszellen deshalb ein attraktives Ziel, ihre Funktionen in Bezug auf die Modulation der Pflanze Immunität zu verstehen.
Die meisten Studien, Lokalisierung von den T3Es haben Agrobakterium -vermittelten Überexpression mit einem großen Fluoreszenz-Protein in der Host-Anlage9beschäftigt. Jedoch die heterologen Expression-Methode nach Genen, die bei anderen Spezies eingeführt werden nachweislich falsch lokalisierten oder gelegentlich nicht-funktionale11,12,13Jahre alt sein. Darüber hinaus ergab mehrere Studien, dass bakterielle Effektoren Modifikation für eine korrekte Ausrichtung in den Host Zellen14,15,16,17unterziehen. Daher äußerte vorübergehend Effektoren in das Zytosol der Anlage können Zellen nicht quantitativ oder funktional identisch mit den Effektoren, die durch die T3SS auf Erreger Infektion18geliefert werden. Darüber hinaus kann die Fusion von großen fluoreszierende Tags Effektorproteine richtige Effektor Lieferung und Visualisierung18,19stören. Daher können diese Ansätze für die T3E Funktion assay nicht voll die native Lokalisierung des T3SS abgesondert Effektoren widerspiegeln.
Ein grünes fluoreszierendes Protein (GFP) besteht aus einer 11-Stranded β-Fass umschließt ein Leitbündel, die ein Chromophor20enthält. Waldo Et al. berichtet eine neuartige Split-GFP-System, das eine kleine Komponente besteht (GFP β Aktionsbereich 11; GFP11) und ein großes ergänzende Fragment (GFP β Strang 1-10; GFP1-10)21. Die Fragmente nicht fluoreszieren selbst aber auf ihre selbstassoziation fluoreszieren, wenn beide Fragmente in der Nähe miteinander sind. Für die Optimierung der Protein Falten Effizienz wurden robuste faltbare Varianten der GFP, d. h., SfGFP und SfGFPOPT, anschließend für die Split GFP System20,21,22entwickelt. Vor kurzem, einzelne Aminosäure mutierte Varianten des sfGFP1-10OPT- sfYFP1-10OPT und sfCFP1-10OPT-, die mit sfGFP11 Fragment und Show gelb und Cyan Fluoreszenz bzw. rekonstruieren können, waren generierten23 . Darüber hinaus SfCherry, ein Derivat des mCherry, kann aufgeteilt werden in sfCherry1-10 und sfCherry11 Fragmente in der gleichen Weise wie SfGFP23.
Dieses System wurde angepasst zu kennzeichnen und verfolgen die T3SS Effektoren in HeLa-Zellen während der Infektion mit den Effektoren von Salmonellen24. Jedoch war es bisher nicht für das Hostsystem Pflanze-bakterielle Erreger optimiert. Vor kurzem haben wir optimiert Split GFP-System basierend auf die verbesserte sfGFP1-10OPT , die subzelluläre Lokalisation der T3Es von p. Syringae in pflanzlichen Zellen25geliefert zu überwachen. Zur Erleichterung der Lokalisierungs-Arbeiten des T3Es zu verschiedenen subzelluläre Kompartimente in den Pflanzenzellen, eine Reihe von transgenen Arabidopsis Thaliana wurden Pflanzen erzeugt, um sfGFP1-10OPT in die verschiedenen subzelluläre Kompartimente express 25. Darüber hinaus Plasmide tragen eine Vielzahl von Organell-sfGFP1-10OPT für gezielt Agrobakterium-vermittelten transiente Überexpression und die sfGFP11-Tags Vektoren für die Lieferung des T3SS-basierte Effektor auch erzeugt wurden. Die Samen der verschiedenen transgenen Arabidopsis -Linien und die Plasmide, die T3Es von Interesse auszudrücken erhalten Sie bei Quellen, die in der Tabelle der Materialien26,27erwähnt.
In das folgende Protokoll beschreiben wir ein optimales System zur Überwachung der Dynamik von Effektoren von Bakterien in den Wirtszellen mit Split-SfGFP-System geliefert. Infektion von Pflanzen, sfGFP1-10OPT mit transgenen Pseudomonas tragen rekombinante sfGFP11 Plasmid führt zu einer Lieferung von der sfGFP11-Tags Effektor von Pseudomonas in der Wirtszelle. Infolgedessen diese Proteine sind wieder hergestellt und zu bestimmten Effektor Ziel Kompartiments translozieren. Pseudomonas Syringae pv. Tomaten Verwendet wurde CUCPB5500-Stamm, die in dem 18 Effektoren gelöscht werden, weil diese Sorte niedrige oder keine Zelltod in A. Thaliana und N. Benthamianas28zeigte. Jedoch können alle Materialien und hier beschriebenen Schritten ersetzt oder geändert, um Split-SfGFP-System zur Untersuchung von anderen biologischen Fragen oder Optimierung unter bestimmten Laborbedingungen anzupassen.

<table><tbody><tr><td>Arabidopsis transgene Linien</td><td></td><td></td><td>Park, E., Lee, H. Y., Woo, J., Choi, D. & Dinesh-Kumar, S. P. Raum-zeitliche Überwachung von Pseudomonas syringae-Effektoren durch Typ-III-Sekretion unter Verwendung von gespaltenen fluoreszierenden Proteinfragmenten. Pflanzenzelle. 29 (7), 1571-1584 (2017)</td></tr><tr><td>CYTO-sfGFP1-10</td><td>ABRC</td><td>CS69831</td><td></td></tr><tr><td>NU-sfGFP1-10</td><td>ABRC</td><td>CS69832</td><td></td></tr><tr><td>PT-sfGFP1-10</td><td>ABRC</td><td>CS69833</td><td></td></tr><tr><td>MT-sfGFP1-10</td><td>ABRC</td><td>CS69834</td><td></td></tr><tr><td>PX-sfGFP1-10</td><td>ABRC</td><td>CS69835</td><td></td></tr><tr><td>ER-sfGFP1-10</td><td>ABRC</td><td>CS69836</td><td></td></tr><tr><td>GO-sfGFP1-10</td><td>ABRC</td><td>CS69837</td><td></td></tr><tr><td>PM-sfGFP1-10</td><td>ABRC</td><td>CS69838</td><td></td></tr><tr><td>Organellen-targeted sfGFP1-10OPT Plasmid</td><td></td><td></td><td>Park, E., Lee, H. Y., Woo, J., Choi, D. & Dinesh-Kumar, S. P. Raum-zeitliche Überwachung von Pseudomonas syringae-Effektoren durch Typ-III-Sekretion unter Verwendung von gespaltenen fluoreszierenden Proteinfragmenten. Pflanzenzelle. 29 (7), 1571-1584 (2017)</td></tr><tr><td>CYTO-sfGFP1-10</td><td>Addgen</td><td>97387</td><td></td></tr><tr><td>NU-sfGFP1-10</td><td>Addgen</td><td>97388</td><td></td></tr><tr><td>PT-sfGFP1-10</td><td>Addgen</td><td>97389</td><td></td></tr><tr><td>MT-sfGFP1-10</td><td>Addgen</td><td>97390</td><td></td></tr><tr><td>PX-sfGFP1-10</td><td>Addgen</td><td>97391</td><td></td></tr><tr><td>ER-sfGFP1-10</td><td>Addgen</td><td>97392</td><td></td></tr><tr><td>GO-sfGFP1-10</td><td>Addgene</td><td>97393</td><td></td></tr><tr><td>PM-sfGFP1-10</td><td>Addgene</td><td>97394</td><td></td></tr><tr><td>ER-sfCherry1-10</td><td>Addgene</td><td>97403</td><td></td></tr><tr><td>ER-sfYFP1-10</td><td>Addgene</td><td>97404</td><td></td></tr><tr><td>CYTO-sfCFP1-10</td><td>Addgene</td><td>97405</td><td></td></tr><tr><td>sfGFP11-tagged Gateway-kompatibler Vektor für T3SS-basiertes Effektor-Verabreichungssystem</td><td>Park, E., Lee, H. Y., Woo, J., Choi, D. & Dinesh-Kumar, S. P. Raum-zeitliche Überwachung von Pseudomonas syringae-Effektoren durch Typ-III-Sekretion unter Verwendung von gespaltenen fluoreszierenden Proteinfragmenten. Pflanzenzelle. 29 (7), 1571-1584 (2017)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>pBK-GW-1-2</td><td>Addgene</td><td>98250</td><td>pAvrRpm1:GW:HA-sfGFP11:AvrRpm1t; Beständig gegen Kanamycin (25 μg/ml)</td></tr><tr><td>pBK-GW-1-4</td><td>Addgene</td><td>98251</td><td>pAvrRpm1:GW:HA-2xsfGFP11:AvrRpm1t; Beständig gegen Kanamycin (25 μg/ml)</td></tr><tr><td>pBK-GW-2-2</td><td>Addgene</td><td>98252</td><td>pAvrRpm1:AvrRPM1sp:GW:HA-sfGFP11:AvrRpm1t; Resistent gegen Kanamycin (25 μg/ml)</td></tr><tr><td>pBK-GW-2-4</td><td>Addgene</td><td>98253</td><td>pAvrRpm1:AvrRPM1sp:GW:HA-2xsfGFP11:AvrRpm1t; Resistent gegen Kanamycin (25 μg/ml)</td></tr><tr><td>pBG-GW-1-2</td><td>Addgene</td><td>98254</td><td>pAvrRpm1:GW:HA-sfGFP11:AvrRpm1t; Beständig gegen Gentamycin (25 μg/ml)</td></tr><tr><td>pBG-GW-1-4</td><td>Addgene</td><td>98255</td><td>pAvrRpm1:GW:HA-2xsfGFP11:AvrRpm1t; Beständig gegen Gentamycin (25 μg/ml)</td></tr><tr><td>pBG-GW-2-2</td><td>Addgene</td><td>98256</td><td>pAvrRpm1:AvrRPM1sp:GW:HA-sfGFP11:AvrRpm1t; Beständig gegen Gentamycin (25 μg/ml)</td></tr><tr><td>pBG-GW-2-4</td><td>Addgene</td><td>98257</td><td>pAvrRpm1:AvrRPM1sp:GW:HA-2xsfGFP11:AvrRpm1t; Resistent gegen Gentamycin (25 μg/ml)</td></tr><tr><td>Bakterienstämme</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Agrobacterium tumefaciens GV3101</td><td></td><td></td><td>Csaba Koncz und Jeff Schell, Der Promotor des TL-DNA-Gens 5 steuert die gewebespezifische Expression von chimären Genen, die von einem neuartigen binären Agrobacterium-Vektor getragen werden. Mol Gen Genet. 204,383-396 (1986); Resistent gegen Gentamycin (50 μg/ml) und Rifampicin (50 μg/ml)</td></tr><tr><td>Pseudomonas syringae pv. Tomate CUCPB5500</td><td></td><td></td><td>Kvitko, B. H. et al. Deletionen im Repertoire von Pseudomonas syringae pv. Tomato DC3000 Typ III Sekretionseffektor-Genen zeigen funktionelle Überlappungen zwischen den Effektoren. PLoS Pathog. 5 (4) (2009).; Beständig gegen Rifampicin (100 μg/ml)</td></tr><tr><td>Medienkomponenten</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Keimmedium für Pflanzen</td><td></td><td></td><td>Add 2.165g/L Murashige & Skoog Pulver, 10 g/L Saccharose in Wasser. Auf pH 5,8 einstellen und 2,2 g/L Phytagel hinzufügen. Automatisch kalben.</td></tr><tr><td>Murashige & Skoog Medium einschließlich Vitamine</td><td>Duchefa Biochemie</td><td>M0222</td><td>Bei 4 & Grad C lagern.</td></tr><tr><td>Saccharose</td><td>Duchefa Biochemie</td><td>S0809</td><td></td></tr><tr><td>Phytagel</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P8169<</td><td></td></tr><tr><td>strong>LB media</td><td></td><td></td><td>10 g/L Trypton, 5 g/L Hefeextrakt, 10 g/L NaCl in Wasser geben. Für feste Medien 15 g/L Mikro-Agar hinzufügen. Autoklav.&nbsp; Lassen Sie die Lösung auf 55 Grad abkühlen; C und fügen Sie bei Bedarf ein Antibiotikum hinzu.</td></tr><tr><td>Trypton</td><td>BD Bioscience</td><td>211705</td><td></td></tr><tr><td>Hefeextrakt</td><td>BD Bioscience</td><td>212750</td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Duchefa Biochemie</td><td>S0520</td><td></td></tr><tr><td>Mikro-Agar</td><td>Duchefa Biochemie</td><td>M1002</td><td></td></tr><tr><td>King's B media</td><td></td><td></td><td>10 g/l Protease Pepton #2, 1,5 g/l wasserfreies K2HPO4, 15 g/l Agar in Wasser. Autoklav. Abkühlen auf 55 Grad; C und geben Sie sterile 15 ml/L Glycerin, 5 ml/L MgSO4 in das Medium. Füge bei Bedarf Antibiotika hinzu.</td></tr><tr><td>Proteose Pepton</td><td>BD Bioscience</td><td>212120</td><td></td></tr><tr><td>Wasserfreies K2HPO4</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>1551128 USP</td><td></td></tr><tr><td>Glycerin</td><td>Duchefa Biochemie</td><td>G1345</td><td></td></tr><tr><td>MgSO4</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M7506</td><td></td></tr><tr><td>Bacto Agar</td><td>BD Bioscience</td><td>214010</td><td></td></tr><tr><td>Mannitol-Glutamat (MG) flüssige Medien </td><td></td><td></td>Geben <td>Sie 10 g/l Mannitol, 2 g/l L-Glutaminsäure, 0,5 g/l KH2PO4, 0,2 g/l NaCl und 0,2 g/l MgSO4 dem Wasser. Anpassen an pH 7</td></tr><tr><td>Mannitol</td><td>Duchefa Biochemie</td><td>M0803</td><td></td></tr><tr><td>L-Glutaminsäure</td><td>Duchefa Biochemie</td><td>G0707</td><td></td></tr><tr><td>KH2PO4</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>NIST200B</td><td></td></tr><tr><td>Infiltrationspuffer</td><td></td><td></td><td>10 mM MES (2-(N-Morpholin)-Ethansulfonsäure), 10 mM MgCl2, 150 &micro; M Acetosyringon. pH-Wert 5,6; Bereiten Sie vor Gebrauch einen frischen Puffer vor.</td></tr><tr><td>MES</td><td>Duchefa Biochemie</td><td>M1503</td><td>Bereiten Sie 100 mM (pH 5,6) Brühe in Wasser auf. Filter sterilisieren.</td></tr><tr><td>MgCl2</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M8266</td><td>100 mM Brühe in Wasser vorbereiten. Autoklav.</td></tr><tr><td>Acetosyringon</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D134406</td><td>Bereiten Sie 150 mM Vorrat in DMSO vor.</td></tr><tr><td>Konfokalmikroskop Ausrüstung/Materialien</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>710 konfokales Laserscanning-System</td><td>Carl Zeiss</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Axio Observer Z1 inverses Mikroskop</td><td>Carl Zeiss</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Propidiumiodid</td><td>ThermoFisher</td><td>P1304MP</td><td></td></tr></tbody></table>

split-grün fluoreszierendes protein system effektoren geliefert von bakterien während der infektion zu visualisieren

Split Green Fluorescent Protein System to Visualize Effectors Delivered from Bacteria During Infection

Bakterien, eines der wichtigsten Erreger von verschiedenen Pflanzenkrankheiten, absondern, eine Reihe von Effektor-Proteine in die Wirtszelle Pflanze, die Pflanze Immunsystem zu untergraben. Während der Infektion werden zytoplasmatischen Effektoren Host Zytosol über einen Typ III-Sekretion System (T3SS) geliefert. Nach der Anlieferung in die Pflanzenzelle zielt auf die Effector(s) der spezifischen Kompartiments um Zelle Hostprozesse für Überleben und Replikation des Erregers zu modulieren. Zwar gab es einige der Forschung auf die subzelluläre Lokalisation der Effektor-Proteine in den Wirtszellen, ihre Funktion in der Pathogenität zu verstehen, durch die Verwendung von fluoreszierenden Proteinen, Untersuchung der Dynamik von Effektoren direkt aus Bakterien injiziert ist aufgrund der Inkompatibilität zwischen der T3SS und fluoreszierende Proteine eine Herausforderung gewesen.
Hier beschreiben wir unsere jüngsten Methode eines optimierten Split Superfolder grün fluoreszierendes Protein Systems (SfGFPOPT), die Lokalisierung von Effektoren geliefert über die bakterielle T3SS in der Wirtszelle zu visualisieren. Die sfGFP11 (11th β-Aktionsbereich des SfGFP)-tagged Effektor abgesondert durch die T3SS kann mit einem bestimmten Organell, die gezielte sfGFP1-10OPT (1-10th β-Aktionsbereich des SfGFP) führenden zur Fluoreszenzemission am Standort montiert werden. Dieses Protokoll enthält eine Prozedur zum rekonstituierten SfGFP Fluoreszenzsignal mit einem Effektor-Protein von Pseudomonas Syringae in einem bestimmten Organell in Arabidopsis und Nicotiana Benthamiana Pflanzen zu visualisieren.

Die β-Fass-Struktur der GFP besteht aus elf β-Stränge und kann in zwei Fragmente, die 1-10th Strand (GFP1-10OPT) und die 11th (GFP11) Strand unterteilt werden. Obwohl weder selbst fluoreszierende zwei Fragmente, kann selbst-zusammengebauten SfGFP die Fluoreszenz ausstrahlen, wenn die beiden Fragmente in der Nähe (Abbildung 1A) vorhanden sind. In diesem System, sfGFP1-10OPT- Arabidopsis oder N. Benthamia...

Fluoreszierende Protein-basierte Ansätze, Effektoren abgesondert von Bakterien in Wirtszellen zu überwachen sind anspruchsvoll. Dies ist aufgrund der Inkompatibilität zwischen fluoreszierende Proteine und die Typ-III-Sekretion-System. Hier wird eine optimierte Split Superfolder GLP-System zur Visualisierung von Effektoren abgesondert von Bakterien in die Wirtszelle Pflanze verwendet.

Split-grün fluoreszierendes Protein System Effektoren geliefert von Bakterien während der Infektion zu visualisieren

Bacteria, one of the most important causative agents of various plant diseases, secrete a set of effector proteins into the host plant cell to subvert the ...

Diese Methode kann dazu beitragen, wichtige Fragen im Bereich der Pflanzen-Mikroben-Interaktion zu beantworten, z. B. wie pathogene Bakterien den optimalen Zustand ihrer Wirtspflanzenzellen stören können, indem sie Proteine, sogenannte Effektoren, verwenden, die in Pflanzenzellen sezerniert werden. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass das bakterielle Effektorprotein in der Bakterienzelle unter Verwendung ihres nativen Expressionssystems exprimiert und dann über das bakterielle Typ-III-Sekretionssystem an die Pflanzenzelle abgegeben wird. Um mit diesem Verfahren zu beginnen, bereiten Sie die Pflanzen Nicotiana benthamiana und Arabidopsis thaliana vor, wie im Textprotokoll beschrieben.Als nächstes wird die Standard-Elektroporation verwendet, um das mit dem sfGFP11-Tag fusionierte Plasmidträger und Effektorgen in Pseudomonas syringae Pathovar Tomate CUCPB5500 Stamm zu transformieren. Der optimale Zeitpunkt und das optimale Expressionsniveau oder die Rekonstitution von sfGFP hängen wirklich von Ihrem Effektorprotein ab. Wir empfehlen, die Impf- oder Beobachtungsbedingungen zu optimieren.Verteilen Sie die transformierten Bakterienzellen vorsichtig auf der Oberfläche der K

split-green-fluorescent-protein-system-to-visualize-effectors

Research

Forschung

JoVE Journal

Biology

Biologie

Quelle: Lee, H. et. al., Split Green Fluorescent Protein System to Visualize Effectors, die während der Infektion von Bakterien abgegeben werden. J. Vis. Exp. (2018)Dieses Video zeigt eine Methode zur Überwachung der bakteriellen Infektion und der Verabreichung von Effektorproteinen in Pflanzenzellen unter Verwendung der Komplementation des grün fluoreszierenden Superordners (sfGFP) in Kombination mit konfokaler Mikroskopie. Der Ansatz ermöglicht eine präzise Visualisierung der...

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