Trichomy gruczołowe to struktury przypominające włosy, obecne w roślinach, które zawierają wiele wtórnych metabolitów1 i stanowią cenny bank nowych genów i enzymów biosyntetycznych2. W konopiach indyjskich biosynteza ważnych metabolitów wtórnych, kannabinoidów3 i terpenów4, jest zlokalizowana we włoskach. Biorąc pod uwagę rolę trichomów w określaniu jakości konopi indyjskich zarówno do zastosowań leczniczych, jak i rekreacyjnych, interesujące jest badanie ekspresji genów trichomów. Aby scharakteryzować ekspresję genów specyficznych dla trichomów, należy najpierw wyizolować interesujące nas trichomy. Protokoły izolacji trichomów zostały po raz pierwszy opisane już w 1992 roku5, a ich najnowsze osiągnięcia zostały niedawno przejrzane2. Ogólnie rzecz biorąc, protokoły ekstrakcji trichomów gruczołowych w celu charakterystyki transkryptomicznej można podzielić na dwa odrębne sekwencyjne etapy. Pierwszy krok polega na dokładnym fizycznym oddzieleniu trichomów od tkanki roślinnej. Ten krok można wykonać, używając suchego lodu5, szklanych koralików za pomocą komercyjnego urządzenia6,7, mieląc materiał roślinny na sicie siatkowym8, lub wirując tkankę roślinną w buforze izolacyjnym9. Drugi etap polega na bardziej wyrafinowanym oddzieleniu interesujących nas trichomów od mikroskopijnych pozostałości roślinnych i/lub innych rodzajów trichomów. Ten krok można wykonać za pomocą wirowania gradientu gęstości8,10 lub sita o różnych rozmiarach7,9. Ze względu na ekstremalną wrażliwość RNA w przetwarzanych tkankach na czynniki degradujące, te dwa sekwencyjne etapy są zwykle przeprowadzane w lodowatym podłożu izolacyjnym, często w obecności inhibitorów białek4.
Konwencjonalne protokoły izolacji trichomów wymagają, oprócz lodowatych temperatur, dużych ilości podłoża izolacyjnego, aby zapewnić efektywną procedurę ekstrakcji. Połączenie tych komponentów powoduje żmudny, czasochłonny proces izolacji, który utrudnia wysoką przepustowość. Przedstawienie prostego, przyjaznego dla użytkownika alternatywnego protokołu izolacji trichomów może być zatem korzystne dla różnych aspektów związanych z charakterystyką trichomów. Niniejsza praca ma na celu zaproponowanie alternatywnego protokołu izolowania włosków główkowatych gruczołów szypułkowych i siedzących od Cannabis sativa poprzez połączenie i integrację kilku elementów z konwencjonalnych protokołów. Do tych elementów należą: suchy lód5, przepuszczanie trichomów przez kilka mikrosit o zmniejszających się rozmiarach porów7,9, oraz zastąpienie medium izolacyjnego ciekłym azotem (LN)8.
Nowość obecnego protokołu izolacji trichomów, w porównaniu do konwencjonalnych protokołów, przejawia się na wiele sposobów. Ten protokół jest wygodny, ponieważ nie wymaga niebezpiecznych składników. Procedura może być przeprowadzana w laboratorium przy minimalnych środkach ostrożności i zapewnia wysoką przepustowość. Zastąpienie LN standardowym płynnym podłożem izolacyjnym zapewnia integralność trichomów w całym procesie izolacji, umożliwiając późniejszą analizę transkryptomiczną. Po sublimacji LN i suchego lodu izolowane trichomy pozostają wolne od szkodliwych pozostałości. Co więcej, skłonność LN do sublimacji w temperaturze pokojowej pozwala na jego szerokie stosowanie w całym protokole. Natomiast stosowanie dużych ilości konwencjonalnego podłoża izolacyjnego stwarza praktyczne trudności w jego obsłudze. Wreszcie, protokół zmniejsza separację komórki dysku od pozostałej delikatnej struktury głowy włoska gruczołowego, umożliwiając zachowanie zawartości przestrzeni nad głową.
Ten protokół jest przedstawiony szczegółowo, krok po kroku, aby pomóc w technicznej praktyce izolowania trichomów C. sativa gruczołowych główkowatych. Protokół zapewnia łatwy do opanowania przepływ pracy, który skutkuje izolowanymi włoskami o wysokim stężeniu i czystości, które są odpowiednie do dalszej analizy molekularnej.