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Artículo de método

ARNm Interactome Captura de Planta Protoplastos

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DOI:

10.3791/56011

28 de julio de 2017

En este artículo

Resumen

Aquí, presentamos un protocolo de captura interactome aplicado a Arabidopsis thaliana protoplastos hoja mesófilo. Este método depende crıticamente de la reticulación UV in vivo y permite el aislamiento e identificación de proteınas de unión a mRNA de plantas desde un entorno fisiológico.

Resumen

Las proteínas de unión a ARN (RBPs) determinan el destino de los ARNs. Participan en todas las vías de la biogénesis del ARN y contribuyen especialmente a la regulación génica post-transcripcional (PTGR) de los ARN mensajeros (mRNAs). En los últimos años, se han aislado con éxito varios proteomas unidos a ARNm a partir de líneas de células de levaduras y mamíferos mediante el uso de un nuevo método denominado "captura de interactomas de mRNA", que permite la identificación de proteínas mRNA-binding (mRBPs) Directamente desde un entorno fisiológico. El método se compone de reticulación, pull-down y purificación de complejos de ribonucleoproteína mensajera (mRNPs) por bolas de oligo (dT) in vivo , y la posterior identificación de las proteínas reticuladas por espectrometría de masas (MS). Recientemente, aplicando el mismo método, se han reportado simultáneamente varios proteomas vegetales unidos a ARNm de diferentes fuentes de tejido de Arabidopsis : plántulas etioladas, tejido foliar,Protoplastos de mesófilo de hojas y células de raíces cultivadas. Aquí, presentamos el optimizado mRNA interactome método de captura de Arabidopsis thaliana hoja mesofilo protoplastos, un tipo de célula que sirve como una herramienta versátil para los experimentos que incluyen diversos ensayos celulares. Las condiciones para un rendimiento óptimo de la proteína incluyen la cantidad de tejido de partida y la duración de la irradiación UV. En el proteoma unido a ARNm obtenido a partir de un experimento de escala media (10 ^ { 7} células), se encontró que las RBP que tenían capacidad de unión a ARN estaban sobre-representadas y se identificaron muchas RBP nuevas. El experimento se puede ampliar (10 9 células), y el método optimizado se puede aplicar a otros tipos de células vegetales y especies para aislar, catalogar y comparar los proteomas unidos a mRNA en las plantas.

Introducción

Los eucariotas utilizan múltiples vías reguladoras de la biogénesis del ARN para mantener los procesos biológicos celulares. Entre los tipos conocidos de ARN, el ARNm es muy diverso y lleva la capacidad de codificación de las proteínas y sus isoformas 1. La ruta PTGR dirige los destinos de los pre-mRNAs 2 , 3 . RBPs de diferentes familias de genes controlan la regulación de ARN, y en PTGR, mRBPs específicos guían mRNAs a través de interacciones físicas directas, formando mRNPs funcional. Por lo tanto, la identificación y caracterización de mRBPs y sus mRNPs es fundamental para entender....

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Protocolo

1. Arabidopsis Leaf Mesophyll Protoplast Aislamiento

NOTA: Los protoplastos de mesofilo de hoja de Arabidopsis se aislan esencialmente como se describe en Yoo et al ., 2007, con varias modificaciones 40 .

  1. Crecimiento de plantas
    1. Remoje aproximadamente 200 semillas de ecotipo Arabidopsis thaliana Col-0 en agua esterilizada durante 2 días a 4 ° C en la oscuridad para estratificación.
      NOTA: Este número de semillas es suficiente para una muestra no CL y una muestra CL (ver paso 1.3).
    2. Prepare las ollas con una mezcla al 50% ( v ....

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Resultados

Se observó un halo característico, que rodea el gránulo de gránulo en la muestra de CL, en el paso de lavado 4.3 con tampón de lavado 2 ( Figura 1B ). Aunque no se ha investigado, este fenómeno puede explicarse probablemente por la interferencia de los complejos mRNP reticulados con la agregación de gránulos durante la captura magnética, causando la formación de un agregado más difuso. Indica que la captura de perlas de oligo-d (T) 25 fue efectiva.......

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Discusión

Aplicamos con éxito la captura de interactomas de mRNA, desarrollada para levaduras y células humanas, para plantar protoplastos de mesofilo en hojas. Las células del mesófilo de la hoja son el tipo principal de tejido de tierra en hojas de la planta. La principal ventaja de este método es que utiliza reticulación in vivo para descubrir las proteínas de un entorno fisiológico.

En este protocolo, presentamos principalmente una serie de condiciones experimentales optimizadas ( por.......

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Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

Reconocemos el laboratorio del Prof. Joris Winderickx, que proporcionó el aparato de reticulación UV equipado con la lámpara UV convencional. KG cuenta con el apoyo del fondo de investigación KU Leuven y reconoce el apoyo de la subvención FWO G065713N.

....

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
REACTIVOS
0.8 M MannitolSigmaM1902-500G Solución deenzimas isotónicas primarias &
MMg solución
2 M KClMERCKArt. 4935Solución de enzimas isotónicas primarias &
Tampón W5
0,2 M MES (pH 5,7)
(ácido 4-morfolineetanosulfónico)
Sigma-aldrichM2933Solución de enzimas isotónicas primarias,
tampón W5 &
MMg solución,
Filtración esterilización
Celulasa R10Yakult Pharmaceutical Industry Co., Ltd.CELULASA
" ONOZUKA"
R-10, 10 g
Solución enzimática isotónica final
Macerozyme R10Yakult Pharmaceutical Industry Co., Ltd.MACEROZYME R-10, 10gSolución final de enzimas isotónicas
10% (w/v) BSA
(Albúmina sérica bovina)
Sigma-aldrichA7906-100GSolución final de enzimas isotónicas &
Esterilización por filtración
1 M CaCl2Chem-Lab NVCL00.0317.1000Solución final de enzimas isotónicas,
tampón W5 &
Tampón de digestión
1 M de NaClTampón Fisher ChemicalS/3160/60W5
2 M MgCl2SigmaM8266-100GMMg solución
1 M LiCl
(cloruro de litio)
Acros199885000Tampón de lisis/unión,
tampón de lavado 1,
Tampón de lavado 2 &
Tampón bajo en sal
5% (w/v) LiDS
(Sulfato de dodecilo de litio)
Sigma-aldrichL4632-25GTampón de lisis/unión,
Tampón de lavado 1 &
Esterilización por filtración
1 M DTT
(Dithiothreitol)
Thermo Fisher Scientific
Tampón de lavado 1 &
Tampón de lavado 2
307866Tampón de lisis/unión,1
M Tris-HCl (pH 7,5) (Tris(hidroximetil)aminometano, Ácido clorhídrico S.G. (HCl))Acros &
Fisher Chemical 167620010
&
H/1200/PB15
Tampón de lisis/aglutinante,
Tampón de lavado 1,
Tampón de lavado 2,
Tampón bajo en sal &
Tampón de elución
0,5 M EDTA (pH 8,0) (Ácido etilendiaminotetraacético)Sigma-aldrichED-500GTampón de lisis/unión,
Tampón de lavado 1,
Tampón de lavado 2,
Tampón bajo en sal &
Tampón de elución
Tween 20MERCK8.22184.0500Regeneración de perlas de oligo-d(T)25
0,1 M NaOHVWR PROLABO CHEMICALS28244.295Regeneración de perlas de oligo-d(T)25
1x PBS (pH 7,4)
(solución salina tamponada con fosfato)
que contiene
(NaCl; Kcl; Na2HPO4; KH2PO4)
Fisher Chemical, MERCK,
Sigma-aldrich & SAFC
S/3160/60,
Art. 4935,
71640-250G &
60230
Regeneración de perlas de oligo-d(T)25
Solución de proteinasa K (2 μ g/μ L)Thermo Fisher Scientific 11789020Digestión de proteínas
Colorante de cargaInvitrogenLC5925SDS-PAGE
Mezcla maestra de qPCRPromegaA6001Ensayo qRT-PCR Cóctel de
ARNasaThermo Fisher ScientificAM2286Digestión de ARN
MetanolSigma-aldrich322415 Fijación en gel y decoloración en
Ácido acéticoSigma-aldrich537020Fijación en gel y decolorante en gel
Coomassie Brilliant Blue R-250Thermo Fisher Scientific20278Tinción en gel
1 M NH4HCO3
(Bicarbonato de amonio)
 
Sigma-aldrich09830-500GGel hidratación &
Tampón de digestión
CH3CN
(Acetonitrilo)
Sigma-aldrich34851-100MLGel de deshidratación &
Solución de disolución de péptidos
IAA
(Ácido yodoacético)
Sigma-aldrichI4386-10GAlquilante
TFA
(Ácido trifluoroacético)
Sigma-aldrich302031-10X1MLSolución de disolución de péptidos
FA
(Ácido fórmico)
Sigma-aldrich06554-5GExtracción de péptidos
Solución de tripsina (6 ng/μ L)PromegaV5280Tampón de digestión
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
>EQUIPO
SueloPeltracomLP2DCrecimiento de plantas
Vermiculita 3Sibli AS05VERMICULIETpara el crecimiento de las plantas
(150 x 20 mm)Sarstedt82.1184.500Portador para suspensión de protoplast
0.22 μ m filtroMilliporeSE2M229104Homogeneización de la solución final de enzimas isotónicas
RazorbladeAgar ScientificT585Tiras de hojas de roseta
35-75 μ m malla de nylonSEFAR NITEX74010Filtración de suspensión Protoplast
50 mL tubos de fondo redondoSigma-aldrichT1918-10EAPortador para suspensión de protoplast
Hemocitómetro
(Bü rker hemocitómetro)
MARIENFELD650030Recuento de células Protoplast
Aparato de reticulación UV
(HL-2000 HybriLinker)
UVP, LLCUVP95003101in vivo Reticulación UV
Lámpara UV
(Sankyo-Denki G8T5)
SANKYO
DENKI
SD G8T5in vivo Reticulación UV
50 mL jeringa de vidrioFORTUNA OptimaZ314560Homogeneización del lisado de protoplasto
Aguja estrecha (0,9 x 25 mm)Becton Dickinson microlance 32021-04Homogeneización del lisado de protoplasto
Rotador modelo L26Labinco BV26110912Incubación de muestras mediante rotación
de Oligo-d(T)25 perlas magnéticas
(5 mg/mL)
Nueva Inglaterra BioLabsS1419SmRNPs y mRNAs unión y Bastidor magnético desplegable
InvitrogenCS15000se une a los ARNm y a los ARNm y las unidades de
filtro centrífugo
(unidades de filtro centrífugo Amicon Ultra-4)
EMD MilliporeUFC800308concentración mRBP
Kit de tinción de plataPierce Thermo Fisher Scientific24612de ensayo de tinción de plata

(InviTrap Spin Plant RNA Mini Kit)
Dispositivo depurificación de 1064100300 de ARN
STRATEC (espectrofotómetro NanoDrop 1000)y cantidad de ARNThermo Fisher ScientificND-1000
Ciclador de PCR en tiempo real
(ciclador de PCR en tiempo real StepOne)
Thermo Fisher Scientific4376600cuantificación de ADNc
µ-C18 columnas
(Millipore Zip Tip y micro;-Columnas C18)
Sigma-aldrich720046-960EAPurificación de péptidos
Espectrómetro de masas
(Espectrómetro de masas Q Exactive Hybrid Quadrupole-Orbitrap)
Thermo Fisher ScientificIQLAAEGAAPFALGMAZRProteómica basada en espectrometría de masas
Instrumento de cromatografía líquida (instrumento de cromatografía líquida de ultra alta resolución (UHPLC) Ultimate 3000)Thermo Fisher ScientificULTIM3000RSLCNANOProteómica basada en espectrometría de masas
C18 columna
(columna Easy Spray Pepmap RSLC C18)
Thermo Fisher ScientificES800Proteómica basada en espectrometría de masas
C18 precolumn
(Precolumna Acclaim Pepmap 100 C18)
Thermo Fisher Scientific160321Proteómica basada en espectrometría de masas
Name CompañíaNúmero de catálogoComments
Primers for qRT-PCR assaySecuencias
UBQ10 mRNA
(Li et al., 2014)
Fw: AACTTTGGTGTGTGTGTGTTTTGG
Rv: TCGACTTGTCATTAGAAAGAAAGAGATAA
18S rRNA
(Durut et al., 2014)
Fw: CGTAGTTGAACCTTGGGATG
Rv: CACGACCCGGCCAATTA
gel Placa de Petri Kit de purificación de ARN espectrofotómetro de molecular Calidad

Referencias

  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

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