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방법 논문

칼슘 신호의 새로운 표적을 확인하기 위해 트랜스제닉 칼슘 리포터 Aequorin을 사용하여 유전자 화면을 전달

7.9K 조회수

DOI:

10.3791/61259

2020년 8월 1일

이 논문에서

요약

읽기 아웃으로 Ca2 + 고도에 따라 앞으로 유전 화면은 식물에서 칼슘 의존 신호 경로에 관련된 유전 구성 요소의 식별에 이르게.

초록

앞으로 유전 스크린은 몇몇 생물학 통로에 관련되었던 유전 분대의 편견없는 식별에 있는 중요한 공구되었습니다. 화면의 기초는 관심표현형으로 스크리핑할 수 있는 돌연변이 집단을 생성하는 것이다. EMS (에틸 메탄 설포네이트)는 주어진 과정에 관련된 여러 유전자를 식별하기 위해 고전적인 전방 유전 화면에서 임의의 돌연변이를 유도하기 위한 일반적으로 사용되는 알킬팅 에이전트입니다. 세포성 칼슘(Ca2+)고도는 스트레스 지각시 활성화되는 주요 초기 신호 경로입니다. 그러나 Ca2 +의 수용체, 채널, 펌프 및 수송기의 정체성은 여전히 많은 연구 시스템에서 애매합니다. Aequorin은 Aequorea 빅토리아에서 분리되고 아비도시스에서 안정적으로 발현되는 세포 칼슘 리포터 단백질입니다. 이를 악용하여, 우리는 우리가 Aequorin 형질화EMS돌연변이를 하는 전진 유전 스크린을 디자인했습니다. 돌연변이 식물로부터의 종자(M1)를 채취하고, 관심 표현형에 대한 스크리닝은 분리(M2) 집단에서 수행되었다.12 96웰의 고처리량 Ca2+ 측정 프로토콜을 사용하여 다양한 칼슘 반응을 가지며 실시간으로 측정되는 몇 가지 새로운 돌연변이를 식별할 수 있습니다. 관심의 표현형을 가진 돌연변이는 호머지구균 돌연변이 식물 인구가 얻어질 때까지 구조되고 전파됩니다. 이 프로토콜은 Ca2+ 리포터 배경에서 유전 화면을 전달하는 방법을 제공하고 새로운 Ca2+ 규제 대상을 식별합니다.

서론

생체 내 자극또는 아바이오틱 자극의 지각시 세포칼슘(Ca2+)의 농도변화는 많은 신호경로2+1,2,,33,4를활성화시키는 잘 연구된 초기 신호이벤트이다., 기저 휴식 상태의 세포는 다양한 세포 세포 세포 및 세포 외 세포 세포 세포5,6로이어지는 세포 외 세포 세포 세포 및 세포 외 세포 세포 세포 세포에서 Ca2 + 초과 Ca 2+ 농도를유지합니다.2+ 신호 지각시, Ca2+ 수준은 세포외 및/또는 세포내 공급원으로부터 Ca2+의 유입으로 인해 사이토솔에서 상승하고 자극 특정 칼슘 시그니처7,,8,,9를생성한다. 시토솔의 Ca2+ 고도는 많은 자극에 의해 활성....

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프로토콜

1. EMS 돌연변이 발생 및 단일 혈통 기반 종자 수집 (1-3 개월)

  1. EMS 돌연변이 발생 (M0 씨앗)에 대한 aequorin의 씨앗 (~7500)의 150 mg의 씨앗을 무게. 또 다른 무게 150 컨트롤로 사용할 씨앗의 mg.
  2. 씨앗을 50mL 튜브로 옮기고 0.2% EMS(v/v) (주의) (치료용) 또는 25mL의 오토클레이브 워터(제어용)를 추가한다.
    참고: 에틸 메탄 설포네이트는 식물 물질을 돌연변이시키는 화학 물질입니다.
  3. 파라필름으로 튜브를 밀봉하고 알루미늄 호일로 감쌉니다. 실온에서 18시간 동안 튜브 엔드 오버 엔드를 회전시합니다.
  4. 씨앗이 정착하도록 허용합니다. EMS 솔루션을 신중하게 제거하고 동일한 볼륨으로 1 M NaOH가 들어있는 폐기물 용기에 폐기하십시오(NaOH는 EMS를 중화/비활성화하여 폐기할 수 있습니다). 1M NaOH 용액에서 사용된 플라스틱을 폐기하십시오.
    참고: 24시간 이후에는 유해 물질 실험실 관행에 따라 폐기를 폐기하십시오.
  5. 돌연변이 된 씨앗을 40 mL의 자동 용수로 8 번 이상 철저히 씻으십시오. 위에서 언급한 대로 NaOH 폐기물 용기에 물이 들어 있는 EMS를 폐기하십시오.
  6. 최종 세척을 위해, 100m....

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결과

EMS 인구는 H 2 O2 유도 Ca2+고도에 대해 선별되었습니다.2+ 앞서 설명한 바와 같이, 각M1 라인에서 12개의 개별M2 묘목을 선별했습니다. 도 3에서이러한 M1 라인은 12개의 개별 M2 묘목을 보여주는 각 패널로 플롯됩니다. 야생형 aequorin은 돌연변이 반응을 비교하고 평가하기 위한 컨트롤로 사용됩니다. 1:7(돌연변이: 비 돌연변이)의 비율로 오목돌연변이 분리. M1 라인당 12개의 개별 묘목을 검사할 때, 우리는 라인당 1개 또는 2개의 돌연변이를 식별할 수 있습니다. 우리는 12 M2 묘목(그림 3)에서2 개의 퍼팅 돌연변이를 확인했습니다. 이러한 돌연변이는 M3 및 M4로 더 이동하고.......

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토론

EMS 돌연변이 발생은 인구에서 돌연변이를 생성하는 강력한 도구입니다. EMS를 사용하는 고전적인 미래 유전 화면은 두 가지 주요 이유로 새로운 유전자를 식별하는 효과적인 도구였습니다 : 첫째로, 유전자 정체성에 대한 사전 가정을 필요로하지 않으며 둘째, 편견을 소개하지 않습니다. EMS, T-DNA 삽입, 방사선 등과 같은 선별 인구를 생성하는 몇 가지 방법이 있습니다. 모든 방법 중 EMS 기반 돌연변이 발생은 다른 방법에 비해 몇 가지 장점이 있습니다. 첫째, 현재프로토콜(21)22에기재된 바와 같이 EMS에 노출시킴으로써 돌연변이 집단을 생성하는 것이 더 용이하다. 둘째, 돌연변이 종자 모집단의 충분히 많은 수를 생성할 수 있으며, 이는 하나 이상의 자극에 대해 여러 화면에 사용될 수 있다. 셋째, 잘못된 돌연변이로 인해 생성된 필수 유전자의 약한 진상계가 확인될 수 있다. 넷째, 완전한 기능 상실, 부분 기능 상실.......

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공개 사항

어떤 저자도 선언할 이해 상충이 없습니다.

감사의 글

국립 식물게놈 연구 연구소 - 식물 성장을 위한 식물성 자, 비디오 촬영을 위한 봄베이 로케일, e-리소스에 대한 접근성을 제공하는 생명공학-eLibrary 컨소시엄에 감사드립니다. 이 작품은 국립 식물 게놈 연구 코어 그랜트, 막스 플랑크 Gesellschaft-인도 파트너 그룹 프로그램을 통해 생명 공학부, 인도의 부에 의해 지원되었다; CSIR-주니어 연구 펠로우십(D.M 및 S.M) 및 생명공학-주니어 연구 펠로우십(R.P).

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
묘목 성장을위한24 웰 조직 배양 플레이트Jetbiofil11024
96 웰 화이트 cliniplate발광계 측정을위한Thermo Scientific9502887
Aequorin
AgropetLab Chem India
염화칼슘Fisher Scientific12135 용액
CoelenterazinePJK55779-48-1보철족 에
에틸메탄 설포네이시그마 AldrichM0880-5G종자 돌연변이 유발
에탄올방전 용액시약1170
염산Merck Life Sciences1.93001.0521멸균 용액
과산화수소Fisher Scientific15465칼슘 상승
Luminoskan 상승Thermo Scientific5300172aequorin 발광 측정
MES 버퍼HimediaRM1128-100G식물 성장
Murashige 및 skoog 미디어Himedia PT021-25L식물 성장
수산화나트륨Fisher Scientific27805EMS 중화용
차아염소산나트륨Merck Life Sciences1.93607.5021멸균 용액
오황산나트륨FisherScientific 280051.6단계에서 종자 세척용
soilriteLab Chem India식물 성장을 위한
Square potsLab Chem India식물 성장을 위한
Sigma AldrichS0389식물 성장
TaximAlkem목 구조를 위한
식물 성장을위한 배출 용트 분석 자극 티 7180720

참고문헌

  1. Kudla, J., Batistic, O., Hashimoto, K. Calcium signals: The lead currency of plant information processing. The Plant Cell. 22 (3), 541-563 (2010).
  2. Wasternack, C., Hause, B.

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재인쇄 및 허가

태그

EMSArabidopsis thaliana