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방법 논문

Protoplasts를 사용 하 여 엽록체로 공부 단백질 가져오기

8.6K 조회수

⸱

DOI:

10.3791/58441

⸱

2018년 12월 10일

 ,  , 

이 논문에서

요약

여기는 못 중재 변환 메서드를 사용 하 여 protoplasts로 단백질을 표현 하는 프로토콜에 설명 합니다. 관심, 단백질 및 단백질 현지화 및 다양 한 실험 조건에 대 한 가져오기 프로세스의 효율적인 조사의 쉬운 표현 제공 합니다 vivo에서.

초록

엽록체는 식물, 광합성 등 많은 보조 metabolites의 지질 생산에에서 다양 한 세포질 과정을 담당 하는 필수적인 세포 기관이 이다. 엽록체는 이러한 다양 한 생리 적 과정에 대 한 단백질의 많은 수를 요구 한다. 이상의 엽록체 단백질의 95 %cytosolic 리보솜에서 번역 후 핵 인코딩되고는 cytosol에서 엽록체에 가져온 있습니다. 따라서, 적절 한 가져오기 또는 엽록체를이 핵 인코딩 엽록체 단백질의 엽록체 식물 세포의 적절 한 작동에 필수적입니다. 핵 인코딩 엽록체 단백질 포함 엽록체를 특정 대상에 대 한 신호 순서. 분자 기계는 엽록체 또는 cytosol로 이러한 신호를 인식 하 고 가져오기 프로세스를 수행. 단백질 가져오기 또는 vivo에서엽록체를 타겟팅의 메커니즘을 조사, 우리 신속 하 고 효율적인 원생 동물 기반 방법을 개발 애기의 엽록체로 단백질 수입 분석 하. 이 방법에서는, 우리 애기의 잎 조직에서 분리 된 protoplasts를 사용 합니다. 여기, 우리는 단백질 엽록체로 가져올 메커니즘을 조사 하기 위해 protoplasts를 사용 하 여 상세한 프로토콜을 제공 합니다.

서론

엽록체는 식물에서 가장 중요 한 세포 중 하나입니다. 엽록체의 주요 기능 중 하나는 광합성1수행입니다. 엽록체는 또한 지방산, 아미노산, 뉴클레오티드, 및 수많은 이차 대사 산물1,2의 생산에 대 한 많은 다른 생 화 확 적인 반응을 실시합니다. 모든이 반응은 엽록체 단백질의 다른 종류의 많은 수를 필요로합니다. 그러나, 엽록체 게놈에는 약 100만 유전자3,4포함 되어 있습니다. 따라서, 엽록체는 cytosol에서 그들의 단백질의 대부분을 가져와야 합니다. 사실, 대부분의 엽록체 단백질 번역4,,56후는 cytosol에서 가져올 수을 표시 했다. 식물 세포에는 엽록체에는 cytosol에서 단백질을 가져올 특정 메커니즘이 필요 합니다. 그러나, 이러한 단백질 가져오기 메커니즘 지난 몇 십년에 대 한 조사는, 비록 우리가 아직 이해 하지 않습니다 완전히 그들 분자 수준에서. 여기....

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프로토콜

1입니다. 애기 식물의 성장

  1. 1 L Gamborg B5 준비 (B5) 매체 B5 매체의 3.2 g를 추가 하 여 비타민, 자당의 20 g, 2-(N-morpholino) 탄 술 폰 산 (MES), 이온을 제거 된 물 약 800 mL의 0.5 g과 수산화 칼륨 (KOH)와 5.7에 pH를 조정. 추가 더 이온된 물 phytoagar 고압 121 ° c.에 15 분의 1 나 추가 8 g 총 볼륨을가지고
  2. 55 ° C까지 냉각 및 깨끗 한 벤치에 페 트리 접시 (지름에서 9 c m, 높이 1.5 c m) B5 매체의 20-25 mL를 붓고 매체를 허용 합니다. 2-3 일 건조 접시, 깨끗 한 포장으로 그들을 포장 하 고 사용까지 냉장고에 보관.
  3. 애기 thaliana 소독 씨앗 지속적으로 2-3 분 동안 흔들어 하 여 원심 분리기 튜브 (e-튜브)에서 70% (v/v) 에탄올의 1 mL는 상쾌한 제거, 1% (v/v) 염소 용액 1 mL를 추가 및 2-3 분 위해 지속적으로 흔들 준비 100 -페 트리 접시 당 150 씨앗입니다.
    1. supernatants 제거 하 고 증류수의 1 mL와 함께 씨앗을 씻어. 4 배속이이 단계를 반복 합니다. 씨앗 발 아 동기화를 3 일 동안 4 ° C에서 소독된 씨앗을 놓습니다.
    2. ....

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결과

엽록체에 단백질의 수입 두 가지 방법을 사용 하 여 시험 될 수 있다: SDS 페이지 중재 분리 후 형광 현미경 검사 법 및 immunoblot 분석. 여기, 우리는 Rbc 사용-nt:GFP, 융합 건설 Rbc GFP 융합 교통 펩 티 드를 포함 하는 79 N 맨끝 아미노산 잔류물을 인코딩. 대상 단백질 Rbc에서에서 녹색 형광 신호 단백질은 엽록체로 가져오면-형광 현미경 검사 법 (그림 1)에 의해 검사 nt:GFP 엽록소 자동-형광에서 빨간 형광 신호와 병합 해야 합니다. 2 개의 신호의 가까운 중복 단백질 가져오기를 엽록체로 나타냅니다. 종종 GFP 신호는 엽록체에 걸쳐 확산 또는 개별 단백질에 따라 엽록체를 통해 약하게 확산 신호와 엽록체의 센터에서 집중 된다. 단백질의 가져오기 immunoblot 분석 GFP 항 체를 사용 하 여 확인할 수 있습니다. 총 단백질 protoplasts에서 준비 하 고 SDS 페.......

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토론

우리는 엽록체에 단백질 가져오기 공부 애기 의 protoplasts의 사용에 대 한 상세한 프로토콜을 제공 합니다. 이 메서드는 강력한 단백질 가져오기 프로세스를 조사. 이 간단 하 고 다재 다능 한 기술은 엽록체를 의도 화물 단백질을 대상으로 조사 하기 위한 유용 합니다. 이 메서드를 사용 하 여, protoplasts는 매우 일찍 완전히 성숙한 잎에서 배열 하는 많은 다른 성장 단계에서 식물에서 얻을 수 있는 애기11,12 의 잎 조직에서 준비 된다. 그러나, 해야 합니다 주의 원생 동물 준비를 위해 사용 되는 식물을 성장 하는 때. 하나로 protoplasts 건강 한 식물에서 준비 못 중재 변환에 관련 된 많은 단계를 견딜 수 있는 매우 건강 한 식물을 사용 해야 합니다. 또 다른 중요 한 경고는 신선한 솔루션을 사용 하는 이다. 크게 솔루션의 농도에서 약간의 변화는 약하고 매우 삼투성.......

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공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

이 작품 농업 과학 기술 개발 (프로젝트 번호에 대 한 협동 연구 프로그램의 지원으로 수행 되었다 PJ010953012018), 농촌 진흥청과 국립 연구 재단 (한국) 그랜트 과학기술부와 ICT (No. 2016R1E1A1A02922014), 한국.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
비타민을 포함한 GAMBORG B5 매체Duchefa BiochemieG0210.0050
SUCROSEDuchefa BiochemieS0809.5000
MES MONOHYDRATEDuchefa BiochemieM1503.0250
한천, 분말JUNSEI24440S1201
미세 기공 수술 테이프3M1530-0
수술 블레이드 스테인리스 No.10FEATHER사용할 수 없는
원추형 튜브, 50mlSPL 생명 과학50050
Macerozyme R-10YAKULT PHARMACEUTICAL IND.사용할 수 없는
셀룰라아제 ONOZUKA R-10야쿠르트 제약 공업사용할 수 없음
ALBUMIN, BOVINE (BSA)VWR0332-100G
D-MannitolSIGMAM1902-1KG
CALCIUM CHLORIDE, DIHYDRATEMP BIOMEDICALS0219463505-5KG
TwisterVISION SCIENTIFICVS-96TW
CD-1 용 스크린 컵SIGMAS1145
스크린SIGMAS3895
페트리 접시SPL LIFE SCIENCES10090
파스퇴르 피펫HILGENBERG3150102
실험실용 원심분리기 / 벤치탑비전 ScientificVS-5500N
염화나트륨JUNSEI19015S0350
염화칼SIGMAP3911-1KG
D-GLUCOSE, ANHYDROUSBIO BASICGB0219
수산화칼륨DUKSAN40
질산칼슘 사수화물SIGMAC2786-500G
폴리(에틸렌 글리콜)SIGMAP2139-2KG
염화마그네슘 육수화물SIGMAM2393-500G
튜브 13ml, 100x16mm, PPSARSTEDT55.515
현미경 슬라이드MARIENFELD1000412
현미경 커버 안경MARIENFELD101030
계수 챔버MARIENFELD650030
Axioplan 2 이미징 현미경Carl Zeiss사용할 수 없음
마이크로 튜브 1.5mlSARSTEDT72.690.001
2- 메르캅토에탄올SIGMAM3148-250ML
소듐 도데실 설페이트(SDS), 프로테믹스 등급VWRM107-500G
TRIS, 초순수 등급VWR0497-5KG
DTT (DL-디티오트레이톨), 생명공학 등급VWR0281-25G
브로모페놀 블루 나트륨 염 ACSVWR0312-50G
글리세롤JUNSEI27210S0350
Living Colors A.V. 단클론 항체 (JL-8)TAKARA632381
륨

참고문헌

  1. Jarvis, P., Lopez-Juez, E. Biogenesis and homeostasis of chloroplasts and other plastids. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 14 (12), 787-802 (2013).
  2. Neuhaus, H. E., Emes, M. J. Nonphotosynthetic Metabolism in Plastids. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 51, 111-140 (2000).
  3. Rolland, N., et al.

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