Здесь мы представляем модифицированный метод скрининга, который может быть широко использован для быстрого скрининга РНК глушителей в растительных патогенных микроорганизмов.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Здесь мы представляем модифицированный метод скрининга, который может быть широко использован для быстрого скрининга РНК глушителей в растительных патогенных микроорганизмов.
РНК-глушитель является эволюционно сохраненным, последовательность конкретных механизмой регулировки генов в эукариотах. Несколько возбудителей растений развивались белки с возможностью ингибировать хозяина завода РНК глушитель пути. В отличие от белков вирус-эффектора, только несколько выделяемых белков-эффекторов показали способность подавлять заглушения РНК в бактериальных, омицете и грибковых патогенах, а молекулярные функции большинства эффекторов остаются в значительной степени неизвестными. Здесь мы подробно описываем слегка измененную версию соинфинигционного анализа, который может служить общим методом наблюдения заглушинием РНК и для характеристики белков-эффекторов, выделяемых растительными патогенами. Ключевыми шагами подхода являются выбор здоровых и полностью разработанных листьев, адаптация культуры бактерий к соответствующей оптической плотности (OD) на уровне 600 нм, а также наблюдение за флуоресценцией зеленого флуоресцентного белка (GFP) в оптимальное время на проникнув листья, чтобы избежать опущения эффекторов со слабой активностью подавления. Этот улучшенный протокол будет способствовать быстрому, точному и обширному скринингу супрессоров ЗАглушения РНК и служить отличной отправной точкой для исследования молекулярных функций этих белков.
За последние два десятилетия ускорение секвенирования генома микроорганизмов, вызывающих заболевания растений, привело к постоянному увеличению разрыва в знаниях между информацией о последовательности и биологическими функциями закодированных белков1. Среди молекул, выявленных секвенированием проектов являются молекулы-эффекторы, которые подавляют врожденный иммунитет и способствуют колонизации хозяина; эти факторы выделяются разрушительными возбудителями растений, включая бактерии, нематоды и нитевидные микробы. Чтобы ответить на эти угрозы, принимающие растения развили новые рецепторы, которые распознают эти эффекторы, что позволяет восстановить иммунный ответ. Таким образом, эффекторы подвергаются различным селективным давлениям, что приводит к диверсификации репертуаров эффекторов среди патогенных линий2. В последние годы, предполагается, эффекторы из растительных патогенов было показано, нарушить растительный врожденный иммунитет, препятствуя принимающей клеточных процессов в интересах микробов в различных отношениях, в том числе дисрегуляции сигнальных путей, транскрипции, внутриклеточного транспорта, цитоскелет стабильности, везикулы торговли, и РНК улащивания3,4. Однако подавляющее большинство патогенных эффекторов, особенно от нитевидных патогенных микроорганизмов, остаются загадочными.
РНК глушитель является гомология-опосредованного гена инактивации механизма, который сохраняется среди эукариот. Этот процесс срабатывает длинной двухцепочечной РНК (dsRNA) и нацелен на гомологичную одноцепочечную РНК (ssRNA) в последовательности-специфической манере, и он манипулирует широким спектром биологических процессов, включая противовирусную защиту6. Чтобы преодолеть врожденные иммунные реакции хозяина, некоторые вирусы эволюционировали, чтобы компенсировать замалчивание РНК, в том числе способность размножаться внутри внутриклеточных отсеков или вырваться из глушителя реорганизованного сигнала. Тем не менее, наиболее общая стратегия, с помощью которой вирусы защищают свои геномы от РНК глушитель-зависимой потери генной функции является кодирование конкретных белков, которые подавляют РНК глушитель7,8. Несколько механически различных подходов были созданы для скрининга и характеристики вирусных супрессоров РНК глушитель (VSRs), в том числе совместное проникновение агробактерии tumefaciens культур, трансгенных растений, выражающих побудители, прививки и клеточной культуры9,10,11,12,13.
Каждый из этих анализов имеет преимущества и недостатки, и определяет VSRs по-своему. Один из наиболее распространенных подходов основан на совместной инфильтрации отдельных культур A. tmuefaciens укрывательство потенциального вирусного белка и репортер гена (обычно зеленый флуоресцентный белок (GFP) на Nicotiana benthamiana 16c растений, составляющих GFP под контролем мозаичного вируса цветной капусты 35S промоутер. При отсутствии активного вирусного глушителя суитоля, GFP определяется как экзогенный клетками хозяина и заглушается в течение 3 дней после инфильтрации (dpi). В отличие от этого, если вирусный белок обладает активностью подавления, уровень экспрессии GFP остается стабильным за 3'9 dpi9. Это совместное проникновение анализ прост и быстр; однако она не является ни высокой стабильной, ни чувствительной. Тем не менее, анализ выявил многочисленные VSRs с различными последовательностями и структурами белка во многих РНК-вирусах7,8.
В последнее время несколько эффектор белков, которые могут ингибировать клеточной РНК глушитель деятельности были охарактеризованы от бактериальных, oomycete, и грибковых патогенов растений14,15,16. Эти выводы подразумевают, что подавление РНК-заглушения является общей стратегией для облегчения инфекции, которая используется патогенами в большинстве королевств. Теоретически, многие, если не все, из эффекторов могут кодировать РНК глушитель супрессоров (RSSs); однако на сегодняшний день было выявлено лишь несколько из них, главным образом из-за отсутствия надежной и общей стратегии скрининга. Кроме того, супрессоры заглушения РНК не были исследованы в подавляющем большинстве возбудителей растений17.
В этом отчете мы представляем оптимизированный и общий протокол для выявления эффекторов патогенных патогенов растений, которые могут подавлять локальную и системную РНК-глушитель с помощью агроинфильтрационного асссса. Главной целью этого исследования было подчеркнуть ключевые аспекты протокола и подробно описать шаги, тем самым предоставив скрининговый анализ, который подходит почти для всех эффекторов растительных патогенов.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
ПРИМЕЧАНИЕ: Все этапы процедуры должны проводиться при комнатной температуре (RT).
ВНИМАНИЕ: Депозит всех средств, содержащих патогенные микробы, а также растений и растительных тканей, используемых в анализе, в соответствующие контейнеры отходов и автоклав перед отказом.
1. Подготовка плазмидных конструкций, содержащих ориентировочные эффекты
2. Подготовка растений Н. Бентамиана 16c
3. Подготовка агробактерии культуры для инфильтрации
4. Со-инфильтрация Н. Бентамиана листья
5. Анализ изображений GFP
6. Северный анализ помот gFP мРНК в проникнутых листьях
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Выше мы описываем пошаговую процедуру для улучшения скринингового обследования для оценки активности RSS P. sojae RxLR. В общей сложности эксперимент занимает от 5 до 6 недель. Впоследствии, RSSs определены анализ может быть дополнительно характеризуется с точки зрения функции и молекулярного механизма. В качестве примера нашего подхода, мы использовали P. sojae RxLR effecto Phytophthora супрессор РНК глушитель 1 (PSR1), который выделяется и поставляется в клетки-хозяина...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
РНК глушитель является ключевым защитным механизмом, используемым растениями для борьбы с вирусными, бактериальными, омицетами и грибковыми патогенами. В свою очередь, эти микробы эволюционировали глушитель белков супрессора для противодействия противовирусным глушителям, и эти RSS вмешиваться в различные шаги РНК глушитель путь22,23. Несколько скрининговых анализов были разработаны для выявления RSSs10.
Здесь м...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Эта работа была поддержана грантами от "Шугуан программы" Шанхайского фонда развития образования и Шанхайской комиссии муниципального образования, Национальной ключевой программы исследований и разработок Китайской национальной ключевой программы НИОКР Китая ( 2018YFD0201500), Национальный фонд естественных наук Китая (No 31571696 и 31660510), Программа «Тысячи талантов» для молодых специалистов Китая и Комиссия по науке и технике муниципалитета Шанхая (18D-2260500).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 2-Морфолиноэтансульфоновая кислота (MES) | Biofroxx | 1086GR500 | Буфер |
| 2xTaq Master Mix | Vazyme Biotech | P112-AA | PCR |
| 3-(N-морфолино) пропансульфоновая кислота (MOPS) | Amresco | 0264C507-1KG | MOPS Буфер |
| ацетосирингон (AS) | Sigma-Aldrich | D134406-5G | Индукция агробактерий |
| агар | Sigma-Aldrich | A1296-1KG | LB средний |
| Agarose | Biofroxx | 1110GR100 | Электрофорез |
| Amersham Hybond -N+ | GE Healthcare | RPN303 B | Nothern blot |
| Amersham Imager | GE Healthcare | Amersham Imager 600 | Image |
| Bacto Tryptone | BD Biosciences | 211705 | LB средний |
| Bacto Дрожжевая экстракция | BD Biosciences | 212750 | LB средняя |
| фотокамера | Nikon | D5100 | Фотосистема |
| ChemiDoc MP Imaging System | Bio-Rad | ||
| Модуль хемилюминесцентного детектирования компонент наборов dafa | Thermo Fisher Scientific | 89880 | Обнаружение люминесценции |
| Хлорамфеникол | Amresco | 0230-100G | Антибиотики |
| ClonExpress II One Step Cloning Kit | Vazyme Biotech | C112-01 | Ligation |
| DIG Easy Hyb | Sigma-Aldrich | 11603558001 | Гибридизационный буфер |
| Easypure Plasmid Miniprep kit | TransGen Biotech | EM101-02 | Плазмидная экстракция |
| EasyPure Quick Gel Extraction Kit | TransGen Biotech | EG101-02 | Гелевая экстракция |
| ЭДТА дигидрат динатриевой соли | Amresco/VWR | 0105-1KG | MOPS Буферный |
| электрофорез Источник питания | LiuYi | DYY6D | Электрофорез нуклеиновых кислот. |
| FastDigest EcoRV | Thermo Fisher Scientific | FD0304 | Векторное разложение |
| Гель Система визуализации | Танон | Танон3500 | Изображение |
| Гентамицин | Амреско | 0304-5G | Антибиотики |
| Канамицина сульфат | Сигма-Олдрич | K1914 | Антибиотики |
| LR Фермент клоназа II | Инвитроген | 11791020 | LR реакция |
| Нитроцеллюлоза Блоттинг мембрана 0,45 мкм | GE Здравоохранение | 10600002 | Northern |
| NORTH2south набор для мечения биотина случайного прайма ДНК Thermo | Fisher Scientific | 17075 | Маркировка биотина |
| ПЦР Термические амплификаторы | Bio-Rad | T100 | ПЦР |
| Торфяной мох | PINDSTRUP | Темное золото + глина | растения |
| Peters Водорастворимое удобрение | ICE | Peter Professional 20-20-20 | Удобрение |
| Phanta Max Super-Fidelity DNA Polymerase | Vazyme Biotech | P505-d1 | Фермент |
| рифампицин | MP Биомедицинские 219549005 | антибиотики | |
| РНК Гель Загружающий краситель (2X) | Thermo Fisher Scientific | R0641 | РНК Гель Загружающий краситель |
| Ацетата натрия | Гидрат Amresco/VWR | 0530-1KG | MOPS Буфер |
| Хлорид натрия | Amresco | 0241-10KG | LB среда |
| Три-цитрат натрия | Amresco | 0101-1KG | SSC Буфер |
| Реагент Тризол | Инвитроген | 15596018 | РНК изолирующий реагент |
| УФ-лампа | Аналитик Jena | UVP B-100AP | Observation |
| UVP Hybrilinker Печь | Analytik | Jena OV2000 | Northern |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.