2018년 7월 15일
이 프로토콜 생리 및 다른 생물학 학문을 위한 유용한 풍부한 stomatal 가드 셀 준비의 방법을 설명 합니다.
이 실험의 전반적인 목표는 전사체학, 단백질체학 및 대사체학과 같은 생리학적, 생화학적, 분자 분석을 위해 고품질의 농축 기공 보호 세포를 준비하는 것입니다. 안녕하세요, 제 이름은 쉘든 로렌스입니다. 저는 플로리다 대학교 생물학과 첸 박사 연구실의 대학원생입니다.
오늘은 기공의 생리학과 생물학을 연구하는 데 유용한 재료인 식물 잎 조직에서 보호 세포를 분리하는 방법을 보여 드리겠습니다. 이 방법은 보호 세포를 분리하는 새로운 방법으로 간주됩니다. 특히 온전한 보호 세포를 농축할 수 있으며 기공 세포 신호 전달 과정 연구를 위한 신뢰할 수 있는 샘플을 제공합니다.
이 방법의 적용은 프로토콜에 대한 약간의 수정만으로 Brassicaceae 식물 및 기타 식물 종으로 확장될 수 있습니다. 보호 세포를 풍부하게 하기 위한 주요 단계가 어려울 수 있으므로 시연이 중요합니다. 시작하려면 5주 된 성숙한 애기장대 식물을 선택하십시오.
메스로 잎을 조심스럽게 제거하고 잎 밑부분을 자릅니다. 스카치 테이프 두 조각을 가져다가 그 사이에 절제된 잎을 놓습니다. 테이프 조각의 끝이 붙지 않도록 하면서 양쪽에 부드럽게 압력을 가합니다.
이것은 그들 사이에 손가락을 삽입하여 수행할 수 있습니다. 두 개의 테이프를 서로 조심스럽게 떼어내고, 잎의 축방향 쪽에서 떼어낸 껍질을 즉시 기공 개방 완충액에 띄웁니다. 모든 껍질을 모은 후 빛 아래에 두십시오.
2시간 동안 그대로 두십시오. 여러 개의 껍질을 벗겨 현미경 슬라이드에 놓습니다. 광학 현미경을 사용하여 렌즈를 조정하여 보호 세포를 보고 열려 있는지 확인합니다.
껍질을 세포벽 소화 효소 용액 50ml에 넣습니다. 섭씨 26도에서 띄우고 배양하십시오. 20분 후, 효소 용액에서 껍질을 제거하고 탈이온수로 짧게 두 번 헹구고 신선한 기공 개방 완충액에 넣습니다.
절구를 액체 질소로 절구에 넣고 유봉으로 껍질을 갈아줍니다. 그런 다음 텍스트에 설명된 대로 페놀 추출을 수행합니다. 절구공이로 절구에 껍질을 분쇄한 후 추출물과 껍질을 Oak Ridge 원심분리 튜브에 옮기고 섭씨 4도에서 한 시간 동안 셰이커에서 교반합니다.
100% 메탄올에 얼음처럼 차가운 0.1mol 아세트산 암모늄 5개를 첨가하여 페놀 추출 단백질을 침전시킵니다. 섭씨 20도에서 하룻밤 동안 단백질을 침전시킨 후 원심분리로 단백질을 수확하고 텍스트에 설명된 대로 펠릿 세척을 수행합니다. 펠릿을 1ml의 차가운 아세톤에 다시 현탁시키고 2mL 마이크로 원심분리기 튜브로 옮깁니다.
원심분리 후 아세톤 상등액을 버리고 펠릿을 10분 동안 건조시킵니다. 단백질 샘플을 용해 완충액에 용해시킵니다. 와류와 원심분리 후 상등액을 수집하고 단백질 농도를 측정합니다.
SDS-PAGE 젤을 실행합니다. 분리된 단백질 밴드를 시각화하고 상대적인 단백질 품질을 관찰합니다. 이것은 중엽 세포와 표피 세포의 효소 소화 전후의 애기장대 보호 세포의 대표적인 이미지입니다.
중엽 및 표피 세포 제거 전후의 보호 세포 생존력은 효소 활성과 세포막 무결성을 측정하는 플루오레세인 디아세테이트를 사용하여 관찰할 수 있습니다. 보시다시피, 공변세포는 필링과 효소 소화 후에도 여전히 생존할 수 있습니다. 이 예는 ABA 치료에 대한 반응으로 애기장대(Arabidopsis)의 기공 이동을 보여줍니다.
공변세포는 치료에 반응하며 ABA 치료 30분 후 기공 조리개가 50% 이상 감소합니다. 기공 운동의 시간 코스입니다. 또한, 각 시점에서의 기공 조리개의 대표적인 이미지가 도시되어 있습니다.
단백질 검출, 분리 및 상대적 존재비는 SDS-PAGE에 의해 관찰됩니다. 밴드는 명확하고 뚜렷합니다. 이 방법에서 단백질 추출의 재현성을 강조하기 위해 4개의 생물학적 복제가 포함되어 있습니다.
이 방법에 대한 아이디어는 공변세포의 분자 변화를 실시간으로 기공의 움직임과 연관시키려고 했을 때 처음 떠올랐습니다. 마스터링이 완료되면 기공 보호 세포의 단백질 샘플을 몇 시간 내에 준비할 수 있으며 여러 실험에 사용할 수 있습니다. 박리 및 취급하는 동안 가드 세포에 많은 피해를 주지 않도록 기억하는 것이 중요합니다.
이 방법에 따라 정상 및 스트레스 조건에서 식물에서 단백질의 redux 반응을 연구하기 위한 isobaric 라벨링과 같은 다른 기술을 적용하여 보호 세포 신호 전달을 조사할 수 있습니다. 이 동영상을 시청한 후에는 손상되지 않고 생존 가능한 보호 세포를 분리 및 농축하는 방법과 다운스트림 연구에 적합한 고품질 단백질을 추출하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.
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본 프로토콜은 식물 잎 조직에서 온전한 기공 경 safeguard 세포를 분리 및 농축하는 새로운 방법을 설명합니다. 이렇게 농축된 경 safeguard 세포는 기공 세포 신호 전달 과정 연구를 포함하여 생리학적, 생화학적 및 분자 분석에 매우 유용합니다.
본 방법은 분자 분석을 위해 온전한 식물 공변세포를 분리하는 과제를 해결하여, 신뢰할 수 있는 단백질 추출 및 생존능 평가를 가능하게 합니다. 이는 기공 운동과 관련된 신호 전달 경로 연구를 위한 농축된 샘플을 제공함으로써 표적 검증 과정의 기전적 리스크 감소를 지원합니다. 또한, 생리적으로 유의미한 식물 시스템으로부터 재현 가능한 생화학적 데이터를 도출함으로써 전임상 모델의 예측 신뢰도를 향상시킵니다.
이 방법은 초기 발굴 워크플로우에 적합하며, 리드 화합물 식별 단계 이전에 농축된 공변세포의 생화학적 분석을 통해 타겟 검증을 지원합니다.