Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Umożliwienie wysokoprzepustowych badań ekspresji transgenów z wykorzystaniem zautomatyzowanej obsługi cieczy dla etiolowanych protoplastów liści kukurydzy

968 wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/65989

⸱

16 lutego 2024

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 

W tym artykule

Podsumowanie

Ten protokół opisuje tworzenie losowego układu transfekcji przy użyciu automatycznego urządzenia do obsługi cieczy, protokołu izolacji protoplastów dla etiolowanych liści kukurydzy oraz procedury transfekcji 96-dołkowej przy użyciu płynu.

Streszczenie

Dziedzina biotechnologii roślin była świadkiem niezwykłego postępu w ostatnich latach, rewolucjonizując możliwość manipulowania i inżynierii roślin do różnych celów. Jednak w miarę jak badania w tej dziedzinie stają się coraz bardziej zróżnicowane i coraz bardziej wyrafinowane, coraz bardziej widoczna jest potrzeba wczesnych, skutecznych, niezawodnych i wysokowydajnych rozwiązań w zakresie badań przesiewowych w celu zawężenia strategii prowadzących do stabilnej transformacji. Jedną z metod, która pojawiła się ponownie w ostatnich latach, jest wykorzystanie protoplastów roślinnych, dla których metody izolacji i transfekcji są dostępne w wielu gatunkach, tkankach i stadiach rozwojowych. W pracy opisano prosty zautomatyzowany protokół randomizowanego przygotowania plazmidu na 96-dołkowej płytce, metodę izolacji etiolowanego protoplastu liści kukurydzy oraz zautomatyzowaną procedurę transfekcji. Zastosowanie zautomatyzowanych rozwiązań w biotechnologii roślin, czego przykładem są te nowatorskie protokoły postępowania z cieczami do transfekcji protoplastów roślinnych, stanowi znaczący postęp w porównaniu z metodami ręcznymi. Wykorzystując automatyzację, naukowcy mogą łatwo przezwyciężyć ograniczenia tradycyjnych metod, zwiększyć wydajność i przyspieszyć postęp naukowy.

Wprowadzenie

Transfekcja protoplastów roślinnych, wprowadzanie obcego materiału genetycznego do komórek roślinnych pozbawionych ścian komórkowych, jest kluczową techniką i w ciągu ostatniego półwiecza objęła wiele gatunków wspierających badania nad biotechnologią roślin. Jednak stosowanie tych metod może być bolesne i mieć ograniczony zakres, nawet przy milionach protoplastów wytwarzanych na izolację. Tradycyjne metody transfekcji protoplastów roślinnych są często pracochłonne, czasochłonne, podatne na zmienność i wymagające technicznie, co prowadzi do powstania niszowych systemów o niskiej odtwarzalności1. Jednak potencjał, jaki w ostatnich latach przyniosły zautomatyzowane rozwiązania, rzuca światło na możliwość tchnięcia nowego życia w tę 60-letnią technikę2,3. Dzięki możliwości automatyzacji kluczowych, ale powtarzalnych etapów, takich jak przygotowanie materiału, inkubacja glikolu polietylenowego (PEG) i późniejsze dozowanie odczynnika do transfekcji, naukowcy mogą znacznie zmniejszyć wymagania dotyczące fizycznej obsługi i inne potencjalne źródła błędów ludzkich4. Ponadto precyzyjna kontrola i jednorodność oferowana przez zautomatyzowane systemy obsługi cieczy zapewnia spójne i powtarzalne wyniki transfekcji.

Podczas gdy izolacja protoplastów to drobiazgowy proces, który obejmuje siekanie, trawienie, inkubację, filtrację i wirowanie, część transfekcyjna tych protokołów jest dostosowana do potrzeb automatycznych urządzeń do obsługi cieczy. Procedura dla większości protokołów transfekcji protoplastów jest zapośredniczona przez PEG, a mieszanie wyizolowanego protoplastu w obecności PEG i oczyszczonego plazmidowego DNA przez określony czas w precyzyjnym stężeniu (zależnym od gatunku i tkanki) pozwala tym komórkom na pobranie plazmidowego DNA5. Po tej transfekcji następuje seria etapów mycia, których kulminacją jest nocna inkubacja6. Po okresie inkubacji, jeśli wszystko zostało prawidłowo zaprojektowane i dostarczone, eksperyment skutkuje wyrażeniem interesującego składnika i/lub potencjału oceny różnych składników regulacyjnych7. Wszystkie etapy aspiracji, dozowania i mieszania/mieszania związane z tą procedurą są zwykle obsługiwane przez pipetę ręczną. Ręczne wykonywanie takiego protokołu, pojedyncza reakcja na raz, jest pracochłonne i wprowadza niepotrzebne różnice między próbkami, jednocześnie ograniczając pojemność, którą można ocenić w danym momencie. Zautomatyzowane protokoły manipulacji komórkami ssaków lub owadów oraz syntezy chemicznej w przemyśle farmaceutycznym są stosowane w praktyce od kilku lat4,8,9. Wykorzystanie protoplastów i protokoły obejmujące zautomatyzowaną obsługę cieczy w materiałach roślinnych są coraz powszechniejsze10,11,12,13.

Przyjęcie protokołów automatycznego postępowania z cieczami do transfekcji protoplastów roślin jest bardzo obiecujące dla zastosowań badawczych. Naukowcy mogą eksplorować większe biblioteki genetyczne, w przyspieszonym tempie badać określone funkcje genów i bardziej kompleksowo badać złożone interakcje genetyczne związane ze stresem roślin14. Skalowalność zautomatyzowanych podejść wykorzystujących 96-dołkowe strąki w połączeniu z przesiewowymi badaniami fluorescencyjnymi umożliwia eksperymenty o wysokiej przepustowości i pozwala naukowcom szybko generować dane i spostrzeżenia, które mogą napędzać postęp w biotechnologii roślin11. Jednak przy tym wzroście przepustowości, prowadzącym do generowania setek, jeśli nie tysięcy punktów danych, musi istnieć dodatkowa kontrola jakości, która uwzględnia wszelkie źródła błędów, które mogą zakłócać wyniki15. Jednym z elementów, który został zidentyfikowany jako czynnik przyczyniający się do tego w wielu dyscyplinach naukowych, jest efekt krawędzi. Niektóre strategie łagodzące zasugerują najlepszą płytę do użycia lub wypełnienie wodą przestrzeni między studniami lub najbardziej zewnętrznych studni, aby zwalczyć to zjawisko16,17. Jednak te strategie wydłużają czas, a jeśli konkretny jednorazowy produkt jest niedostępny, jedyną opcją jest zapłacenie za mniej lub odroczenie. Alternatywnie, przyjrzenie się strategiom, które uwzględniają ten efekt za pomocą schematu blokowania, nie poświęca przepustowości ani opóźnień w wykonaniu.

Ten protokół etiolowanego protoplastu liści kukurydzy i jego dwie zautomatyzowane metody zilustrowane w Rysunek 1 ma na celu rozwiązanie problemu zmienności nieodłącznie związanej z eksperymentami z protoplastami poprzez automatyzację wielu części kanonicznej metody protoplastów, alokacji materiału plazmidowego do naczynia używanego do transfekcji oraz samej transfekcji. Metody te zademonstrowano dla etiolowanej platformy protoplastowej z liści kukurydzy, ponieważ jest to dobrze scharakteryzowana, prosta i wydajna platforma protoplastowa. Wszystkie kroki opisane w tym dokumencie są natychmiast dostępne dla protokołów transfekcji protoplastów, które wykorzystują podobne lub te same roztwory buforowe. Jednak przed przyjęciem tych technik należy zwrócić szczególną uwagę na unikalne cechy tkanek i gatunków źródłowych protoplastów. Te ulepszenia wynikające z automatyzacji upraszczają przygotowanie materiału do poszczególnych eksperymentów i znacznie poprawiają przepustowość, od sekwencyjnej transfekcji pojedynczo do 96 transfekcji obsługiwanych jednocześnie. Praca ta pokaże również uzasadnienie wykorzystania losowych niekompletnych bloków w celu uwzględnienia odchylenia pozycyjnego płyty.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

1. Tworzenie płyty transfekcyjnej

  1. Tworzenie układu talii: Aby utworzyć metodę randomizacji płytki DNA, otwórz oprogramowanie do obsługi płynów. Kliknij przycisk Nowa metoda na pasku menu, aby utworzyć nową metodę. Dodaj linię ustawień instrumentu między liniami startu i mety, naciskając przycisk ustawień instrumentu na lewym panelu.
    UWAGA: Odpowiednie zrzuty ekranu, które następują wraz z tym automatycznym protokołem, można znaleźć na Rysunku Uzupełniającym 1, Rysunku Uzupełniającym 2 i Rysunku Uzupełniającym 3.
  2. Kliknij linię Instrument Setup (Ustawienia instrumentów), znajdź odpowiednie przybory laboratoryjne w menu kategorii Sprzęt laboratoryjny i przeciągnij je na układ pokładu, jak pokazano na rysunku uzupełniającym 1.
    UWAGA: Jeśli sprzęt laboratoryjny nie jest wcześniej zdefiniowany, będzie musiał zostać zaprogramowany w urządzeniu do obsługi cieczy zgodnie ze specyfikacją producenta, ale takie instrukcje wykraczają poza zakres tego protokołu.
  3. Przenieś z ustawień pliku: Naciśnij przycisk Przenieś z pliku na paletach kroków i umieść wiersz Przenieś z pliku poniżej linii ustawień instrumentu. Upewnij się, że wybór i wymiana końcówki są takie, jak pokazano na rysunku uzupełniającym 3.
  4. Sprawdź, czy plik ma wiersz nagłówka i upewnij się, że informacje o kolumnie są poprawne.
  5. Naciśnij obszar źródłowy, aby go aktywować i kliknij płytkę źródłową w układzie pokładu, zdefiniuj płytkę docelową i wprowadź ilość DNA do pipetowania.
  6. Naciśnij przycisk Dostosuj, aby szczegółowo zdefiniować technikę pipetowania, np. dotknąć końcówki na ściance.
  7. Określ ilość plazmidowego DNA do przeniesienia. W protokole tym wykorzystuje się 20 μl plazmidowego DNA o stężeniu 1 μg/μl na transfekcję (studzienkę).
    UWAGA: ilość plazmidowego DNA, która jest przenoszona na płytkę transfekcyjną przed transfekcją protoplastów, będzie zależeć od użytej platformy protoplastowej.
  8. Utwórz plik z pliku .csv dokumentu.
    1. Ten dokument składa się z dwóch kolumn. Przygotować pierwszą kolumnę, tj. kolumnę Od, która wskazuje położenie podstawowego plazmidowego DNA w stojaku na probówki, tj. dla próbki 1; to byłoby dobrze A01. Ponieważ ten transfer odbywa się trzy razy (trzy powtórzenia), trzy wiersze powinny oznaczać A01 w kolumnie Od.
    2. Przygotuj drugą kolumnę, tj. Kolumnę Do, używaną do określenia dołka docelowego konstruktu plazmidu na 96-dołkowej płytce. Na przykład próbka 1 (A01) może być B02, D04 i H07. Zapisz go jako plik .csv, aby był kompatybilny z oprogramowaniem do obsługi cieczy.
  9. Przed uruchomieniem protokołu sprawdź, czy pozycje pokładu są załadowane, sprzęt laboratoryjny jest poprawnie zdefiniowany, dokument randomizacji zawiera lokalizacje studni dla wszystkich próbek DNA w stojaku na probówki oraz czy w probówkach jest wystarczająca ilość próbki plazmidu do wykonania protokołu.
  10. Rozwiń menu Właściwości pliku w kroku Transfer From File (Przenieś z pliku), wybierz .csv utworzony plik i uruchom protokół.
  11. Przykryj płytki transfekcyjne uszczelką z folii aluminiowej, gdy protokół zostanie pomyślnie zakończony. Płytki transfekcyjne należy przechowywać w temperaturze -20 °C do momentu przygotowania do użycia. Wyizolowany etiolowany protoplast liści kukurydzy zostanie dodany do tej płytki transfekcyjnej w kroku 3.3.

2. Izolacja protoplastów z liści kukurydzy w etiolowanej

  1. Aby rozpocząć izolację etiolowanego protoplastu liści kukurydzy, należy uzyskać tło genetyczne kompatybilne z protoplastami, takie jak NP222, które zostało użyte tutaj18. Przed rozpoczęciem doświadczenia należy przygotować tylko 3, a mianowicie MMg, W5 i WI, wymienione w Tabeli 1 i utrzymywać w temperaturze 4 °C. Aby uzyskać najlepsze wyniki, należy przygotować roztwór mineralizujący i PEG w dniu eksperymentu.
  2. Wysterylizuj powierzchniowo 25 nasion, zanurzając je najpierw w 25% komercyjnym roztworze wybielacza i potrząsając nimi na wytrząsarce na platformie obrotowej przez około 15 do 20 minut w temperaturze pokojowej.
  3. Po wymieszaniu dokładnie opłucz nasiona sterylną wodą (DI). Powtórz krok płukania 5 razy. Nasiona należy spożywać przez noc w sterylnej wodzie o temperaturze pokojowej.
  4. Następnego dnia wysiewaj nasiona na wilgotnej, autoklawowanej glebie. Dodaj suche granulki gliny, aby odprowadzić nadmiar wilgoci z gleby, aby zapobiec zanieczyszczeniu grzybami.
  5. Sadzonki kukurydzy należy uprawiać w 16-godzinnej komorze wzrostu w temperaturze 28 °C (wilgotność względna (RH)) 30%) przez około 3 dni, aż chrząszcz znajdzie się 1-2 cm nad glebą, a następnie przenieść do ciemnej komory o tej samej temperaturze i wilgotności względnej przez dodatkowe 5 - 7 dni.
  6. Zbierz pierwszą prawdziwą tkankę liścia, przecinając ją tuż nad pierwszym kołnierzem.
  7. Powierzchnię wysterylizuj krótko tkankę liścia w 25% komercyjnym wybielaczu i 250 μl 20% roztworu Tween 20 przez 1 min. Dokładnie spłucz materiał liścia 5x wodą DI.
  8. Osusz (delikatnie) tkankę liścia kukurydzy niestrzępiącymi się chusteczkami i za pomocą ostrego ostrza usuń ~1,5 cm zarówno z czubka, jak i podstawy każdej blaszki liściowej.
  9. Pozostałą tkankę liścia pokrój w wąskie (0,5 mm - 1 mm) poprzeczne paski i umieść na szalce Petriego o wymiarach 100 x 25 mm.
  10. Przefiltrować i wysterylizować 25 ml roztworu wytrawiającego przez filtr strzykawkowy 0,22 μm bezpośrednio na szalkę Petriego zawierającą pokrojoną tkankę.
  11. Infiltrować próżniowo tkankę liścia roztworem trawiącym, stosując próżnię przez 30 minut w temperaturze pokojowej w eksykatorze próżniowym pod ciśnieniem około -75 mbar.
    UWAGA: Podciśnienie w domu dla wielu laboratoriów akademickich i prywatnych powinno być wystarczające do tego etapu.
  12. Umieścić na wytrząsarce z platformą obrotową i wstrząsać w temperaturze 25 °C w ciemności przy 60 obr./min przez 2,5 do 3 godzin. Gdy do końca okresu mineralizacji pozostało 10 minut, zwiększ prędkość do 90 obr./min.
  13. Wlać roztwór wytrawiający i wszelki niestrawiony materiał roślinny przez lejek na górze filtra sitowego 40 μm do probówki o pojemności 50 ml.
  14. Odwirować roztwór wewnątrz probówki o pojemności 50 ml o sile 150 x g przez 4 minuty w celu osadzenia protoplastu. Usunąć supernatant i ponownie zawiesić osad w 10 - 15 ml roztworu buforowego MMg.
  15. Powtórzyć wirowanie i usunąć supernatant. Zawiesić w 5 - 10 ml świeżego buforu MMg.
  16. Za pomocą hemocytometru dokładnie zmierz gęstość izolowanego protoplastu. Zawiesić do przybliżonej gęstości 5 x 105 protoplastów na ml.
  17. Pozostaw izolat do odpoczynku na lodzie przez ~30 minut przed transfekcją. W tym czasie przygotuj roztwór PEG. Całkowicie rozpuścić PEG w roztworze w łaźni wodnej o temperaturze 37 °C i pozostawić tam do transfekcji.

3. Zautomatyzowana transfekcja protoplastów

UWAGA: Kroki od 3.6 do 3.15 są całkowicie zarządzane przez automatyczną obsługę cieczy, z wyjątkiem dwóch przerw użytkownika w krokach 3.10 i 3.13, które wymagają ręcznego wirowania. Odpowiednie zrzuty ekranu, które następują wraz z tym automatycznym protokołem, można znaleźć w suplemencie, rysunku uzupełniającym 1, rysunku uzupełniającym 3, rysunku uzupełniającym 4 i rysunku uzupełniającym 5.

  1. Przygotować układ pokładu urządzenia do obsługi cieczy do transfekcji zgodnie z metodą transfekcji protoplastów opisaną w poniższych krokach. Zmontuj następujące materiały: płytkę docelową (w tym przypadku byłaby to 96-dołkowa płytka z przezroczystą dolną mikropłytką do pomiaru fluorescencji), jedno pudełko z końcówkami automatycznymi o szerokim otworze 25 - 250 μl do etapu aspiracji PEG, pięć pudełek z końcówkami do automatyzacji pipet o pojemności 25 - 250 μl dla pozostałych etapów obsługi cieczy, trzy plastikowe koryta jako zbiorniki na odczynniki, jedna pusta płytka 96-dołkowa do zbierania odpadów, pozostałe roztwory buforowe do przetaczania, W5 i WI.
  2. Bezpośrednio przed rozpoczęciem procedury transfekcji przesterylizuj roztwór PEG przez sterylny jednorazowy filtr próżniowy o wielkości 0,22 μm do świeżej probówki o pojemności 50 ml.
  3. Z protoplastu zawieszonego w buforze MMg dodać 100 μl (około 50 000 protoplastów) do każdego dołka wstępnie przygotowanej, rozmrożonej płytki transfekcyjnej. W tym celu należy wlać roztwór buforowy zawierający protoplasty do sterylnego koryta o pojemności 10 ml i użyć pipety wielokanałowej. Kontynuuj delikatne mieszanie koryta, aby zapobiec osadzaniu się protoplastu w roztworze podczas tego ręcznego etapu przenoszenia.
  4. Wlej roztwór PEG do odpowiedniego koryta i odłóż płytkę transfekcyjną, teraz zawierającą protoplast i plazmidowe DNA zawierającą płytkę transfekcyjną, przygotowaną przy użyciu kroku 1, w określonym miejscu zgodnie z układem pokładu.
  5. Aby utworzyć metodę transfekcji protoplastów, otwórz oprogramowanie do obsługi cieczy i wykonaj czynności opisane poniżej.
    1. Przenoszenie przyborów laboratoryjnych między pokładami: Zastąp puste pudełko na napiwki na pokładzie załadowczym napiwków za pomocą polecenia Przenieś sprzęt laboratoryjny. Wybierz pokłady Od i Do w widoku Konfiguracja.
    2. W przypadku objętości większych niż 200 μl: Nie wymieniaj końcówek między transferami. Załaduj wskazówki dla pierwszego kroku transferu i rozładuj po ostatnim kroku przeładunku, co wymaga prawidłowego określenia opcji załadunku/rozładunku dla każdego kroku przeładunku, jak pokazano na rysunku uzupełniającym 3.
  6. Tworzenie układu pokładu: Podobnie jak w przypadku metody tworzenia płytki transfekcyjnej, aby utworzyć metodę automatycznej transfekcji DNA, otwórz oprogramowanie do obsługi cieczy. Kliknij przycisk Nowa metoda na pasku menu, aby utworzyć nową metodę. Dodaj linię ustawień instrumentu między liniami startu i mety, naciskając przycisk ustawień instrumentu na lewym panelu. Utwórz układ pokładu zgodnie z układem pokładu pokazanym na rysunku uzupełniającym 1.
  7. Mieszanie komórki/DNA: Dodaj krok, aby wymieszać protoplast i DNA przed dodaniem PEG za pomocą przycisku działania urządzenia i skonfigurowania urządzenia (potrząsanie automatycznym pozycjonerem laboratoryjnym lub ALP), prędkości wytrząsania (1500 obr./min) i czasu do wstrząsania (10 s).
  8. Dodawanie i mieszanie PEG: Aby zainicjować transfekcję, dodaj krok przenoszenia, aby dodać 110 μl PEG ze zbiornika PEG za pomocą pipety z 96 saszetkami. Upewnij się, że prawidłowe pozycje źródłowe i docelowe są zaprogramowane zgodnie z określonym układem pokładu. Zaprogramować etap transferu tak, aby zassać PEG 1 mm od dna zbiornika i umieścić PEG 3 mm od podstawy 96-dołkowej płytki zawierającej mieszaninę protoplast/DNA. Dodaj kolejny krok potrząsania po dodaniu PEG, kopiując i wklejając wcześniej zaprogramowane kroki.
  9. Inkubacja PEG: Dodaj krok pauzy, wybierając przycisk Pauza, wybierz shaker i wprowadź wcześniej określony czas inkubacji, który rozpoczyna się od dodania PEG.
    UWAGA: Licznik czasu pauzy będzie kontynuowany, chyba że wystąpią jakiekolwiek przerwy w działaniu kurtyny świetlnej lub zakłócenia, które skutkowałyby wyświetleniem komunikatu o błędzie. Upewnij się, że jeśli konieczna jest manipulacja talią, te wiadomości zostaną usunięte przed odejściem.
  10. Dodawanie/mieszanie buforu W5: Dodać trzy linie transferu 200 μl, aby przenieść łącznie 600 μl buforu W5 na płytkę transfekcyjną w celu wygaszenia reakcji inkubacji PEG. Postępuj zgodnie z dodaniem buforu W5, potrząsając i robiąc przerwę przez użytkownika, aby umożliwić odwirowanie płytki transfekcyjnej.
  11. Przerwa użytkownika 1: Odwirować płytkę transfekcyjną protoplastu przy 100 x g przez 4 min. Przywrócić płytkę transfekcyjną, teraz z granulowanym protoplastem, z powrotem do odpowiedniej pozycji pokładu. Dodaj pauzę użytkownika, klikając przycisk Wstrzymaj, z wyjątkiem teraz z wybraną opcją Wstrzymaj cały system i wyświetl wiadomość.
    UWAGA: Wyskakujące okienko komunikatu o wstrzymaniu musi zostać usunięte, zanim osoba zajmująca się obsługą płynów będzie kontynuować resztę protokołu.
  12. Usuwanie supernatantu: Dodać dwie linie transferu, aby usunąć 400 μl supernatantu i przenieść na płytkę odpadową. Aby uniknąć zasysania komórek podczas usuwania supernatantu, należy ustawić odległość od dna na 6 mm.
  13. Dodawanie/mieszanie WI Dodaj 3 linie transferu, aby przenieść 580 μl buforu WI na płytkę transfekcyjną. Dodaj kolejny krok potrząsania po dodaniu WI, kopiując i wklejając wcześniej zaprogramowane kroki. Przejdź do następnej pauzy użytkownika.
  14. Przerwa użytkownika 2: Odwirować płytkę transfekcyjną protoplastu przy 100 x g przez 4 minuty. Przywrócić płytkę transfekcyjną, teraz z granulowanym protoplastem, z powrotem do odpowiedniej pozycji pokładu.
  15. Usuwanie supernatantu: Dodać cztery linie transferu, aby usunąć 680 μl supernatantu i przenieść na płytkę odpadową. Aby uniknąć zasysania komórek podczas usuwania supernatantu, należy ustawić odległość od dna na 6 mm.
  16. Przenoszenie protoplastów na mikropłytkę: Końcowy transfer tego protokołu składa się z dwóch etapów transferu o pojemności 150 μl. Przed każdym pojedynczym etapem należy kilkakrotnie zassać protoplasty w ilości 50 μl/s w odległości 2 mm od dna płytki transfekcyjnej i dozować w odległości 3 mm. Następnie, używając tych samych końcówek pipet, przenieś do docelowej mikropłytki.
    UWAGA: Zasysanie i dozowanie objętości buforu powyżej osadu przed przeniesieniem do mikropłytki zakłóci wszelkie pozostałe protoplasty osadzone na dnie płytki transfekcyjnej, aby upewnić się, że nie dojdzie do utraty próbki. Ponieważ randomizacja została przeprowadzona podczas tworzenia płytki transfekcyjnej, kończy to automatyczny protokół.
  17. Inkubować mikropłytkę w temperaturze pokojowej w ciemności przez 24 do 48 godzin przed pierwszym pomiarem fluorescencji.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Aby uzyskać dane obserwacyjne potwierdzające, że efekty krawędziowe mogą wpływać na pomiary odpowiedzi; przeprowadzono badanie pilotażowe, aby potwierdzić te podejrzenia. W tym badaniu powyższe metody zastosowano do trzech powtórzonych 96-dołkowych płytek z tylko jednym poziomem traktowania; wszystkie protoplasty transfekowano przy użyciu pSYN1125019, plazmidu, który konstytutywnie wyraża ZsGreen, w celu wykazania, że istnieją systematyczne różnice w poziomie odpowiedzi dla jednostek na krawędzi p...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

W manuskrypcie opisano protokół automatyzacji tworzenia płytek transfekcyjnych i etiolowanej izolacji protoplastów liści kukurydzy za pomocą automatycznej transfekcji. Do pomyślnego zakończenia części protokołu dotyczącej tworzenia płytek transfekcyjnych potrzebny jest zautomatyzowany robot do obsługi cieczy, który jest wyposażony w 8-kanałową kapsułę. W protokole transfekcji zalecana jest 96-dołkowa kapsuła do pełnej i jednolitej transfekcji na 96-dołkowej płytce. Metodę transfekcji można wykonać za pomocą 8-kanałowej k...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Wszyscy autorzy są zatrudnieni przez Syngenta, międzynarodową firmę zajmującą się biotechnologią rolniczą, rutynowo stosującą technologię transformacji do wytwarzania produktów o cechach transgenicznych (GMO).

Podziękowania

Autorzy chcieliby podziękować wielu naukowcom z firmy Syngenta, którzy codziennie wspierają tę pracę i naszemu zespołowi. Szczególne uznanie należy się rodzinie i przyjaciołom, których często niewidoczne wsparcie ma kluczowe znaczenie dla dalszego sukcesu zespołu ds. testów przejściowych.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
(2)β-merkaptoetanol SigmaM6250
Monohydrat kwasu 2-(N-morfolino)etanosulfonowego (MES)Sigma69892
50 ml probówki wirówkowe z płaską nasadką sterylneFisher22-010-064
96 Well Optical Btm Plt PolymerBase z pokrywką Hodowla komórkowa Sterylna PS .4mL WellFisher12-566-70
Końcówki do robotów Axygen Biomek FX/NX, niesterylne, szerokootworoweFisher14-222-096
Axygen Robotic Tips Filtr 30uL, sterylny, stojakowyFisher14-222-103
Bel-Art SP Scienceware Lab Companion Okrągłe filtratory próżnioweFisher08-648-10
Bemis 2 IN. X 250 Ft. Roll Laboratoryjny Parafilm Fisher13-374-16
Biomek FXPBeckman Coulter902508
Dwuwodny chlorek wapniaSigmaC5080
Chemglass Jednorazowy hemocytometr nauk przyrodniczych Fisher50-131-1352
Wybielacz bakteriobójczy Clorox, skoncentrowana
Corning Microplate Fisher07-200-684
Corning 96-dołkowe bloki testowe, 2 mL, standard 96 dołkówFisher07-200-701
DL-Ditiothreitol (DTT)Sigma10197777001
D-Mannitol SigmaM9546
Fisherbrand 60 ml plastikowa strzykawkaFisher14-955-461
Fisherbrand Sterylne sitko komórkowe 40umFisher22-363-547
Fisherbrand Szalki Petriego z przezroczystą pokrywką, Możliwość układania w stosy, 100 mm x 25 mm, Etui 325FisherFB0875711
Sześciowodny chlorek magnezuFisherM2670
Jednostka filtrująca napędzana strzykawką Millex Sterylna 33mm PES .22umFisherSLGPR33RS
filtrująca napędzana strzykawką Millex Sterylna 33mm PVDF.45umFisherSLHAR33SS
MillliporeSigma Steriflip Sterylne jednorazowe filtry próżniowe 50 ml PESFisherSCGP00525
Poli(glikol etylenowy) 4000 Sigma81240
Wtyczka uziemienia Redi-Earth i Mieszanka sadzonek Wyatt QuarlesGP92747
Regularna maszynka do golenia z pojedynczą krawędzią stalowy tył .009RDFisher12-640
Research Products International Corp Cellulase RSFisher50-213-232
Research Products International Corp Macerozyme R-10Fisher50-213-444
Chlorek soduSigmaS7653
Wkładka do tacy - 36 ogniw - zagnieżdżona 6x6 Hummert11635000
Tween-20 Pompa próżniowa SigmaP1379
VACUUBRAND ME1, 100-120V, 50/60 Hz, wtyczka amerykańskaVWR97058-164
aluminiowa taśma uszczelniająca Fisher NC1871274 Jednostka

Bibliografia

  1. Baltes, N. J., Gil-Humanes, J., Voytas, D. F. Genome engineering and agriculture: Opportunities and challenges. Prog Mol Biol Transl Sci. 149, 1-26 (2017).
  2. Torres-Acosta, M. A., Lye, G. J., Dikicioglu, D. Automated liquid-handling operations for robust, resilient, and efficient bio-based laboratory practices. Biochem Eng J. 188, 108713(2022).
  3. Cocking, E. C. A method for the isolation of plant protoplasts and vacuoles. Nature. 187, 962-963 (1960).
  4. Genzen, J. R., et al. Challenges and opportunities in implementing total laboratory automation. Clin. Chem. 64 (2), 259-264 (2018).
  5. Reed, K. M., Bargmann, B. O. R. Protoplast regeneration and its use in new plant breeding technologies. Front Genome Ed. 3, 734951(2021).
  6. Yoo, S. D., Cho, Y. H., Sheen, J. Arabidopsis mesophyll protoplasts: A versatile cell system for transient gene expression analysis. Nat Protoc. 2 (7), 1565-1572 (2007).
  7. Yang, Y., et al. Synthetic promoter screening using Poplar mesophyll protoplast transformation. Bio Protoc. 13 (8), e4660(2023).
  8. Estes, S., Melville, M. Mammalian cell line developments in speed and efficiency. AdvBiochem Eng Biotechnol. 139, 11-33 (2014).
  9. Possee, R. D., et al. Generation of baculovirus vectors for the high-throughput production of proteins in insect cells. Biotechnol Bioeng. 101 (6), 1115-1122 (2008).
  10. Xu, Y., et al. Protoplasts: small cells with big roles in plant biology. Trends Plant Sci. 27 (8), 828-829 (2022).
  11. Rigoulot, S. B., et al. Automated, high-throughput protoplast transfection for gene editing and transgene expression studies. Methods Mol Biol. 2653, 129-149 (2023).
  12. Occhialini, A., et al. High-throughput transfection and analysis of Soybean (Glycine max) protoplasts. Methods Mol Biol. 2464, 245-259 (2022).
  13. Lenaghan, S. C., Stewart, C. N. Jr An automated protoplast transformation system. Methods Mol Biol. 1917, 355-363 (2018).
  14. Gilliard, G., et al. Protoplast: A valuable toolbox to investigate plant stress perception and response. Front Plant Sci. 12, 749581(2021).
  15. Marx, V. Plants: A toolbox of cell-asbed assays. Nat. Methods. 13, 551-554 (2016).
  16. Mansoury, M., et al. The edge effect: A global problem. The trouble with culturing cells in 96-well plates. Biochem Biophys Rep. 26, 100987(2021).
  17. Maxwell, C. B., et al. The edge effect in high-throughput proteomics: A cautionary tale. J Am Soc Mass Spectrom. 34 (6), 1065-1072 (2023).
  18. Zhong, H., et al. Advances in Agrobacterium-mediated maize transformation. Methods Mol Biol. 1676, 41-59 (2018).
  19. Wenck, A., et al. Reef-coral proteins as visual, non-destructive reporters for plant transformation. Plant Cell Rep. 22 (4), 244-251 (2003).
  20. Cao, J., Yao, D., Lin, F., Jian, M. PEG-mediated transient gene expression and silencing system in maize mesophyll protoplasts: a valuable tool for signal transduction study in maize. Acta Physiol Plant. 36, 1271-1281 (2014).
  21. Bargmann, B. O., Birnbaum, K. D. Positive fluorescent selection permits precise, rapid, and in-depth overexpression analysis in plant protoplasts. Plant Physiol. 149 (3), 1231-1239 (2009).
  22. Coy, M. R., Abbitt, S. E., Frank, M. J. Protoplast isolation and transfection in Maize. Methods Mol Biol. 2464, 91-104 (2022).
  23. Jessop-Fabre, M. M., Sonnenschein, N. Improving Reproducibility in Synthetic Biology. Front Bioeng Biotechnol. 7 (18), (2019).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Przeglądaj więcej artykułów

Przesiewanie wysokoprzepustoweizolacja protoplastówtransfekcja protoplastówbiotechnologia roślinpłytka 96-dołkowaekspresja przejściowaprzygotowanie plazmidu

Ten artykuł został opublikowany

Film wkrótce dostępny