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Les plantes sont des organismes sessiles que rencontrent de nombreux pathogènes envahisseurs, y compris les bactéries, champignons, virus, insectes et nématodes tout au long de leur cycle de vie. Parmi les phytopathogènes, les bactéries pathogènes Gram négatifs telles que Pseudomonas spp. et Ralstonia spp., infecter leurs plantes hôtes en entrant par le biais de plaies ou d’ouvertures naturelles, comme les stomates et hydathode1. Pour coloniser les plantes hôtes avec succès, les bactéries pathogènes ont évolué pour développer une variété de facteurs de virulence2. Lorsque les bactéries envahissent une plante hôte, ils injectent une série de protéines de virulence — appelés effecteurs — directement dans les cellules végétales pour promouvoir leur pathogénicité. Ces effecteurs suppriment ou modulent l’immunité innée de la plante et de manipulent les processus cellulaires de l’hôte pour aboutir à la survie bactérienne3.
Bactéries pathogènes utilisent principalement un T3SS pour fournir des protéines effectrices directement dans hôte cellules4. Le T3SS ressemble à une seringue moléculaire avec un canal aciculaires raccordement d’une structure de protéine d’échafaudage entre l’intérieur et les membranes bactériennes externes vers le site de l’injection des cellules hôte5. Ce mécanisme de sécrétion de médiation T3SS effecteur (T3E) est bien conservée dans diverses bactéries pathogènes Gram négatifs de la plante mais aussi humaine. L’un des agents pathogènes végétaux de représentative, le P. syringae pv. Tomate DC3000 CRHC mutant qui a généralement un T3SS défectueux, a limité la croissance des plantes, probables en raison de l’incapacité de ce mutant pour supprimer entièrement les plantes l’immunité (par l’injection de protéines effectrices)6. Sur la translocation dans les cellules de l’hôte, effecteurs ciblent diverses protéines de l’hôte qui sont importants pour le système de cellule hôte, y compris les réactions de défense des plantes, la transcription de gènes, la mort cellulaire, du protéasome, trafic vésiculaire et hormone voies7 , 8 , 9 , 10. suivi de la localisation cellulaire des protéines effectrices dans les cellules de l’hôte est donc une cible attractive pour comprendre leurs fonctions en ce qui concerne la modulation de l’immunité de la plante.
La plupart des études de localisation de la T3Es ont employé la surexpression agrobactérie -négociée avec une protéine de fluorescence grande plante hôte9. Toutefois, la méthode d’expression hétérologue pour les gènes qui sont introduites dans d’autres espèces s’est avérée être mal localisées ou parfois dysfonctionnement11,12,13. En outre, plusieurs études ont révélé que les effecteurs bactériennes subissent aucune modification pour le ciblage approprié dans les cellules de l’hôte14,15,16,17. Par conséquent, transitoirement exprimé effecteurs dans le cytosol de l’usine de cellules ne peuvent pas être fonctionnellement ou quantitativement identiques pour les effecteurs qui sont livrés par le T3SS sur pathogène infection18. En outre, la fusion de grandes marques fluorescentes protéines effectrices susceptible de perturber le bon effecteur livraison et visualisation18,19. Par conséquent, ces approches pour analyser la fonction T3E ne reflètent pas pleinement la localisation native des effecteurs T3SS-sécrétée.
Une protéine fluorescente verte (GFP) est composée de 11 brins β-tonneau enfermant un brin central qui comprend un chromophore20. Waldo et al. signalé un système nouveau split-GFP qui consiste en une petite composante (GFP β chapelet 11 ; GFP11) et un grand fragment complémentaire (volet GFP β 1-10 ; GFP1-10)21. Les fragments de n’y pas de fluorescence par eux-mêmes mais sont fluorescents sur leur autoassociation lorsque les deux fragments sont très proches entre eux. Pour l’optimisation de l’efficacité de pliage de protéine, les variantes pliants robustes de la GFP, c'est-à-dire, sfGFP et sfGFPOPT, ont été développés par la suite le split GFP système20,21,22. Récemment, le seul acide aminé muté variantes de sfGFP1-10OPT- sfYFP1-10OPT et sfCFP1-10OPT- qui peut reconstituer avec un fragment de sfGFP11 et voir la fluorescence de jaune et cyan, respectivement, ont généré23 . En outre, sfCherry, un dérivé de mCherry, peut être divisé en fragments sfCherry1-10 et sfCherry11 de la même manière que sfGFP23.
Ce système a été adapté d’étiqueter et de suivre les effecteurs T3SS dans les cellules HeLa au cours de l’infection en utilisant les effecteurs de Salmonella24. Toutefois, il a été précédemment pas optimisé pour le système plante-bactérie pathogène hôte. Récemment, nous avons optimisé le système GFP split basé sur l’amélioration de sfGFP1-10OPT pour surveiller la localisation subcellulaire de la T3Es envoyées de P. syringae en usine cellules25. Afin de faciliter les études de localisation de la T3Es aux différents compartiments subcellulaires dans les cellules végétales, un ensemble de transgéniques Arabidopsis thaliana plantes ont été générés pour exprimer sfGFP1-10OPT dans les divers compartiments subcellulaires 25. par ailleurs, les plasmides portant une variété d’organite ciblées sfGFP1-10OPT pour l' Agrobacterium-médiation surexpression transitoire et les vecteurs sfGFP11-tag pour la prestation de base T3SS effecteur ont également générés. Les graines de diverses lignées transgéniques de Arabidopsis et les plasmides d’exprimer les T3Es d’intérêt peuvent provenir de sources mentionnées dans la Table des matières26,,27.
Dans le protocole suivant, nous décrivons un système optimisé pour suivre la dynamique des effecteurs envoyées par des bactéries dans les cellules de l’hôte en utilisant le système de sfGFP de split. Infection des plantes exprimant sfGFP1-10OPT avec transgéniques Pseudomonas plasmide recombinant sfGFP11 se traduit par une livraison de l’effecteur sfGFP11-tag de Pseudomonas dans la cellule hôte. Par conséquent, ces protéines sont reconstituées et effectuer des transferts à la cible (s) à des effecteurs spécifiques. Le Pseudomonas syringae pv. tomate CUCPB5500 souche dont 18 effecteurs sont supprimées, a été utilisé parce que cette souche ont montré peu ou pas la mort cellulaire dans les a. thaliana et N. benthamianas28. Cependant, tous les matériaux et les étapes décrites ici peuvent être remplacé ou modifié pour adapter le système de sfGFP de split pour enquête d’autres questions biologiques ou l’optimisation des conditions de laboratoire donné.