Article de méthode

Capture interactine d'ARNm à partir de protoplastes végétaux

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DOI :

10.3791/56011

28 juillet 2017

Dans cet article

Résumé

Ici, nous présentons un protocole de capture interactif appliqué aux protoplastes de mésophylle de la feuille d' Arabidopsis thaliana . Cette méthode repose de manière critique sur la réticulation UV in vivo et permet l'isolement et l'identification des protéines de liaison de l'ARNm de la plante à partir d'un environnement physiologique.

Résumé

Les protéines de liaison à l'ARN (RBP) déterminent le sort des ARN. Ils participent à toutes les voies de la biogenèse de l'ARN et contribuent en particulier à la régulation post-transcriptionnelle des gènes (PTGR) des ARN messagers (mRNA). Au cours des dernières années, un certain nombre de protéomes liés à l'ARNm provenant de lignées de levure et de cellules de mammifères ont été isolés avec succès en utilisant une nouvelle méthode appelée "capture d'interconnexion d'ARNm", qui permet l'identification de protéines de liaison d'ARNm (mRBP) Directement à partir d'un environnement physiologique. Le procédé se compose de in vivo perles ultraviolet (UV) réticulation, pull-down et une purification des complexes de ribonucléoprotéine messager (les mRNP) par oligo (dT), et l'identification ultérieure des protéines réticulées par spectrométrie de masse (MS). Très récemment, en appliquant la même méthode, plusieurs protéomes liés à l'ARNm de plantes ont été signalés simultanément à partir de différentes sources de tissus d' Arabidopsis : semis étiolés, tissu de feuilles,Les protoplastes de mésophylle des feuilles et les cellules racines cultivées. Ici, nous présentons la méthode optimisée de capture de l'interaction de l'ARNm pour les protoplastes de la mésophylle de la feuille d' Arabidopsis thaliana , un type de cellule qui sert d'outil polyvalent aux expériences qui incluent divers essais cellulaires. Les conditions pour un rendement optimal en protéines comprennent la quantité de tissu de départ et la durée de l'irradiation UV. Dans le protéome lié à l'ARNm obtenu à partir d'une expérience à moyenne échelle (10 7 cellules), les RBP ont constaté que la capacité de liaison à l'ARN était surreprésentée et de nombreuses RBP nouvelles ont été identifiées. L'expérience peut être mise à l'échelle (10 9 cellules), et la méthode optimisée peut être appliquée à d'autres types et espèces de cellules végétales pour isoler, cataloguer et comparer les protéomes liés aux ARNm dans les plantes.

Introduction

Les eucaryotes utilisent plusieurs voies de régulation de la biogenèse de l'ARN pour maintenir les processus biologiques cellulaires. Parmi les types connus d'ARN, l'ARNm est très diversifié et porte la capacité de codage des protéines et leurs isoformes 1. La voie PTGR dirige le sort des pré-ARNm 2 , 3 . Les RBP de différentes familles de gènes contrôlent la régulation de l'ARN, et dans PTGR, les mRBP spécifiques guident les ARNm par des interactions physiques directes, formant des mRNP fonctionnels. Par conséquent, l'identification et la caractérisation des mRBP e....

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Protocole

1. Isolation du Protoplaste Mésophylle des feuilles d' Arabidopsis

NOTE: Les protoplastes de la mésophylle de la feuille d' Arabidopsis sont essentiellement isolés comme décrit par Yoo et al ., 2007, avec plusieurs modifications 40 .

  1. Croissance des plantes
    1. Faire tremper environ 200 graines Arabydopsis thaliana Col-0 ecotype dans de l'eau stérilisée pendant 2 jours à 4 ° C dans l'obscurité pour la stratification.
      NOTE: Ce nombre de graines est suffisant pour un échantillon non CL et un échantillon CL (voir l'étape 1.3....

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Résultats

Nous avons observé un halo caractéristique, qui entoure la pastille de perles dans l'échantillon CL, dans l'étape de lavage 4.3 avec le tampon de lavage 2 ( Figure 1B ). Bien qu'il n'ait pas été étudié, ce phénomène s'explique probablement par l'interférence des complexes de mRNP réticulés avec l'agrégation des talons pendant la capture magnétique, ce qui provoque l'apparition d'un agrégat plus diffus. Il indique que la ca.......

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Discussion

Nous avons réussi à appliquer une capture d'interraction d'ARNm, développée pour la levure et les cellules humaines, pour planter des protoplastes de mésophylle foliaire. Les cellules de la mésophylle des feuilles sont le type principal de tissu moulu dans les feuilles des plantes. L'avantage majeur de cette méthode est qu'il utilise une réticulation in vivo pour découvrir les protéines à partir d'un environnement physiologique.

Dans ce protocole, nous p.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n'ont rien à dévoiler.

Remerciements

Nous reconnaissons le laboratoire du Prof. Joris Winderickx, qui a fourni l'appareil de réticulation UV équipé de la lampe UV conventionnelle. KG est soutenu par le fonds de recherche KU Leuven et reconnaît le soutien de la subvention FWO G065713N.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
FORTS
0,8 M MannitolSigmaM1902-500GSolution enzymatique isotonique primaire &
MMg solution
2 M KClMERCKArt. 4935Solution d’enzyme isotonique primaire &
Tampon W5
0,2 M MES (pH 5,7)
(acide 4-morpholinéthanesulfonique)
Sigma-aldrichM2933Solution d’enzyme isotonique primaire,
Tampon W5 &
MMg solution,
Filtration stérilisation
Cellulase R10Yakult Pharmaceutical Industry Co., Ltd.CELLULASE
" ONOZUKA"
R-10, 10 g
Solution enzymatique isotonique finale
Macerozyme R10Yakult Pharmaceutical Industry Co., Ltd.MACEROZYME R-10, 10gSolution finale d’enzyme isotonique
10 % (w/v) BSA
(Albumine sérique bovine)
Sigma-aldrichA7906-100GSolution finale d’enzyme isotonique &
Filtration stérilisation
1 M CaCl2Chem-Lab NVCL00.0317.1000Solution finale d’enzymes isotoniques,
Tampon W5 &
Tampon de digestion
1 M NaClFisher ChemicalS/3160/60Tampon W5
2 M MgCl2SigmaM8266-100GSolution MMg
1 M LiCl
(chlorure de lithium)
Acros199885000Tampon de lyse/liaison,
Tampon de lavage 1,
Tampon de lavage 2 &
Tampon à faible teneur en sel
5 % (w/v) LiDS
(Lithium Dodecyl Sulfat)
Sigma-aldrichL4632-25GTampon de lyse/liaison,
Tampon de lavage 1 &
Stérilisation par filtration
1 M DTT
(Dithiothreitol)
Thermo Fisher Scientific
Tampon de lavage 1 &
Tampon de lavage 2
307866Tampon de lyse/liaison,
1 M Tris-HCl (pH 7,5) (Tris(hydroxyméthyl)aminométhane, Acide chlorhydrique S.G. (HCl))Acros &
Fisher Chemical 167620010
&
H/1200/PB15
Tampon de lyse/liaison,
Tampon de lavage 1,
Tampon de lavage 2,
Tampon à faible teneur en sel &
Tampon d’élution
0,5 M EDTA (pH 8,0) (Acide éthylènediaminetétraacétique)Sigma-aldrichED-500GTampon de lyse/liaison,
Tampon de lavage 1,
Tampon de lavage 2,
Tampon à faible teneur en sel &
Tampon d’élution
Tween 20MERCK8.22184.0500Régénération des billes d’oligo-d(T)25
0,1 M NaOHVWR PROLABO CHEMICALS28244.295Régénération des billes d’oligo-d(T)25
1x PBS (pH 7,4)
(Saline tamponnée au phosphate)
contenant
(NaCl ; Kcl; Na2HPO4 ; KH2PO4)
Fisher Chemical, MERCK,
Sigma-aldrich & SAFC
S/3160/60,
Art. 4935,
71640-250G &
60230
Régénération des billes d’oligo-d(T)25
solution de protéinase K (2 &mu ; g/&mu ; L)Thermo Fisher Scientific11789020Digestion des protéines
Chargement du colorantInvitrogenLC5925SDS-PAGE
qPCR master mixPromegaA6001qRT-PCR test
RNase CocktailThermo Fisher ScientificAM2286Digestion de l’ARN
MéthanolSigma-aldrich322415Fixation du gel et décoloration du gel
Acide acétiqueSigma-aldrich537020Fixation et décoloration du gel
Coomassie Brilliant Blue R-250Thermo Fisher Scientific20278Coloration du gel
1 M NH4HCO3
(Bicarbonate d’ammonium)
Sigma-aldrich09830-500GGel hydratation &
Tampon de digestion
CH3CN
(Acétonitrile)
Sigma-aldrich34851-100MLGel déshydratation &
Solution dissolvante les peptides
IAA
(Acide iodoacétique)
Sigma-aldrichI4386-10GAgent alkylant
TFA
(Acide trifluoroacétique)
Sigma-aldrich302031-10X1MLSolution dissolvante les peptides
FA
(Acide formique)
Sigma-aldrich06554-5GExtraction peptidique
Solution de trypsine (6 ng/&mu ; L)PromegaV5280Tampon
de digestionNomEntrepriseNuméro de catalogueComments
EQUIPMENT
SoilPeltracomLP2DCroissance des plantes
Vermiculite 3Sibli AS05VERMICULIETBoîte de Pétri pour la croissance des plantes
(150 x 20 mm)Sarstedt82.1184.500Support pour suspension de protoplastes
0.22 &mu ; m filterMilliporeSE2M229104Homogénéisation de la solution enzymatique isotonique finale
RazorbladeAgar ScientificT585Bandes de feuilles de rosette
35-75 &mu ; m maille de nylonSEFAR NITEX74010Protoplast suspension filtration
50 mL tubes à fond rondSigma-aldrichT1918-10EASupport pour suspension protoplast
Hémocytomètre
(Bü ; Appareil
comptage de cellules TRILAST

(HL-2000 HybriLinker)
UVP, LLCUVP95003101in vivo Lampe UV de réticulation UV

(Sankyo-Denki G8T5)
SANKYO
DENKI
SD G8T5in vivo
Seringue en verre de réticulation UV 50 mLFORTUNA OptimaZ314560Homogénéisation du lysat de protoplaste
Aiguille étroite (0,9 x 25 mm)Becton Dickinson microlance 32021-04Homogénéisation du lysat de protoplaste
Rotator Modèle L26Labinco BV26110912Incubation d’échantillons par rotation
Oligo-d(T)25 billes magnétiques
(5 mg/mL)
New England BioLabsS1419Sdes ARNm et des ARNm et
CS15000Unité
filtration centrifuge
(unités de filtration centrifuge Amicon Ultra-4)
EMD MilliporeUFC800308mRBP
de coloration d’argentThermo Fisher Scientific24612Kit de purification de l’ARN de test d’argent
(InviTrap Spin Plant RNA RNA<) (InviTrap Spin Plant RNA Mini Kit)purification d’ARN1064100300 moléculaire STRATEC
(spectrophotomètre NanoDrop 1000)Qualité et quantité de l’ARNThermo Fisher ScientificND-1000Cycler
PCR en temps réel
(StepOne Cycleur de PCR en temps réel)
Thermo Fisher Scientific4376600quantification de l’ADNc
µ ;-Colonnes C18
(Millipore Zip Tip µ-C18 colonnes)
Sigma-aldrich720046-960EApeptidique
Spectromètre de masse
(Spectromètre de masse Q Exactive Hybrid Quadrupole-Orbitrap)Thermo
Fisher ScientificIQLAAEGAAPFALGMAZRbasé sur la spectrométrie de masse
(instrument de chromatographie liquide à ultra-haute performance (UHPLC)Thermo Fisher ScientificULTIM3000RSLCNANOProtéomique basée sur la spectrométrie de masse
C18 colonne
(Easy Spray Pepmap RSLC C18 colonne)
Thermo Fisher ScientificES800Protéomique basée sur la spectrométrie de masse
C18 précolonne
(Précolonne Acclaim Pepmap 100 C18)
Thermo Fisher Scientific160321Protéomique basée sur la spectrométrie de masse
Name Entreprise Numéro de catalogue>Comments
Amorces pour le test qRT-PCRSequences
UBQ10 mRNA
(Li et al., 2014)
Fw : AACTTTGGTGTGTGTGTTTTGG
Rv : TCGACTTGTCATTAGAAAGAAAGAGATAA
18S rRNA
(Durut et al., 2014)
Fw : CGTAGTTGAACCTTGGGATG
Rv : CACGACCCGGCCAATTA
de réticulation UV pour liaison de Kit Thermo Fisher Scientific 2>4612Spectrophotomètre de Purification Instrument de chromatographie liquide

Références

  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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Mots-clés

R ticulation aux UVbilles d oligo dTspectrom trie de masseprot ines de liaison l ARNArabidopsis thalianar gulation post transcriptionnelleanalyse prot omiquelyse cellulaire

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