Summary
Programlanmış hücre ölümü testleri gibi DNA laddering veya TUNEL deneyleri, memeli sistemlerinde yaygın olarak kullanılan bitkiler üretmek için zor. GUS muhabiri sistemi ile birlikte, biz, belirli genlerin potansiyel ölüm özelliklerini analiz etmek için hızlı bir şekilde, bitki bazlı geçici tahlil öneriyoruz.
Abstract
Biz, aynı anda, hücre ölümünün olası pozitif ya da negatif düzenleyiciler ile muhabir gen, β-glucuronidase (GUS) ifade bir roman geçici bitki ekspresyon sistemi geliştirdik. Bu sistemde, N. benthamiana yaprakları içeren bir analiz edilecek gen 35S tahrik ifade kaset ile birlikte sızmış olan ve GUS vektör pCAMBIA 2301 Agrobacterium gerginlik LBA4404 bir araç olarak kullanarak. GUS ifade canlı hücrelerin oluşması için gerekli olduğundan bu işaretleyici gen, hücre ölümü pozitif düzenleyiciler ile birlikte ifade edilir, GUS aktivite kaybı bekleniyor. Aynı şekilde, anti-apoptotik genlerin vektör kontrol ile karşılaştırıldığında kullanıldığı zaman görülmektedir GUS faaliyet arttı. Aşağıda gösterildiği gibi, başarılı hem de pro-ve anti-ölüm oyuncuları analiz laboratuarımızda bu sistem var. Bunlar gibi BAX hücre ölümü memeli indükleyicileri bilinen anti-apoptotik bitki Bcl-2 Associated athanoGene (BAG) ailesinin yanı sıra, içerir. Ayrıca, bu proteinlerin muhtemel post-translasyonel değişiklik / etkinleştirme konusunda ipuçları sağlayabilir proteinler içinde belirli kestiği ölüm işlevi, analiz etmek için bu sistemi kullandık. Burada, belirli genlerin ölüm işlevini araştıran bir ilk adım olarak, hızlı ve hassas bir bitki temelli yöntem mevcut.
Protocol
Nicotiana benthamiana tesisleri 25 ° C sıcaklık kontrollü bir büyüme odasında yetiştirilmektedir. 3-6 hafta eski bitkilerin tam genişletilmiş sağlıklı yaprakları kullanılır.
İpucu: yeni gelişmekte olan yaprakları kullanarak daha iyi sonuçlar elde edilir
1. Agrobacterium geçici infiltrasyon protokolü:
1. Gün
- Agrobacterium tumefaciens (zorlanma LBA4404), hücre ölümü için çalışılmalıdır gen (ler) ve vektör içeren uygun vektörler içeren gliserol stokları ile Streak LB / Rifampisin (25 mg / ml) / Kanamisin (100 mg / ml) agar plaklarına kurucu organizatörü altında GUS kaseti. Daima negatif kontrol olarak boş bir vektör kontrolü içerir.
- 28 ° C'de 2 gün süreyle inkübe edin.
3. Gün
- Rifampisin (25 mg / ml) ve Kanamisin (100 mg / ml) içeren LB / Rifampisin / Kanamisin plakası önceden çizgili her LB tek bir koloni ile 2 ml inoküle edin.
- 28 sallayarak ° C 24 saat boyunca 200 rpm'de maksimum büyüme yoğunluğu ulaşana kadar her kültür inkübe edin.
İpucu: Topaklanma bazen durumda kültürleri iyice ilerlemeden önce (yani, yukarı ve aşağı pipetleme) yeniden süspanse olması gereken görülmektedir.
4. Gün
- Inkübasyon sonrasında, toplam hacmi 10 ml taze LB (uygun antibiyotik içeren) ve acetosyringone (son konsantrasyon 25 mcM) artırır.
- 28 ° C'de 16 saat sallayarak her kültür inkübe edin.
5. Gün
- Ertesi gün oda sıcaklığında 10 dakika için 4000 xg'de 10 ml (acetosyringone katmayan) infiltrasyonu, orta (10 mM MgSO 4 .7 H 2 O, 9 mM (MES), pH 5.6) ve santrifüj ekleyerek her kültürün iki kez yıkayın.
- Son santrifüj adım sonra, 5 ml infiltrasyon orta acetosyringone (100 mcM) içeren her kültürün tekrar süspansiyon haline getirin.
- OD 600Nm ölçün, 0.1 ve 0.9 arasında ölçüm kabul edilebilir.
İpucu: OD 600Nm 0,1 gibi düşük bir sorun olmadan kullanılan, ancak daha yüksek ODS daha tutarlı sonuçlar doğurabilir. - Enfeksiyon için Agrobacterium kültürleri hazırlamak için 3 saat daha kültürleri inkübe edin.
- Analiz edilmesi için gen (ler) ve negatif kontrol (Agrobacterium boş vektör içeren) GUS kaset içeren kültürü ile 1:1 oranında karıştırın kültürleri içeren.
- 1 ml iğne şırınga (Şekil 1) kullanarak yeni ortaya çıkan yapraklar eksen dışı (altında) yan sızmak.
İpucu: negatif kontrol karışımı (boş vektör + GUS kaset) ve tersi aynı bitki yaprakları üzerinde test edilecek gen (gen x + GUS kaset) içeren karışım Infiltrate. Her tedavi için üç nüsha bitkiler kullanın. - Post-infiltrasyon tüketim 3 gün GUS protein ekspresyonu için yaprak test sızmış.
2. Histokimyasal GUS tahlil
8. Gün
- X-gluc substrat orta eksize yaprakları içine sızmak Vakum.
- Gece boyunca oda sıcaklığında veya belirgin mavi boyama görünene kadar karanlıkta inkübe edin.
Gün 9
- Distile su ile durulayın.
- Klorofil çıkarılana kadar sonra tekrar distile su aktarmak,% 70 etanol içinde inkübe edin. Görme GUS ifade düzeylerini değerlendirmek.
3. Florimetrik MUG tahlil:
8. Gün
- Sıvı azot kullanarak bir harç sızmış yaprak diskler taşlama ile total protein kesin. GUS ekstraksiyon tamponu 100 uL (50 mM NAPI pH 7.0, 10 mM EDTA,% 0.1 Triton X-100,% 0.1 N-lauroylsarcosine sodyum tuzu, β-mercaptoethanol (0.7 ul / ml) örnek buz tutarken.
- 4 ° C'de 5 dakika 14.000 gr süspansiyon Santrifüj ve toplam çözünebilir protein olarak supernatant almak.
- Üreticinin talimatlarına göre bir nanodrop kullanarak konsantrasyon ölçün.
- GUS ekstraksiyon tamponu kullanılarak her örnek için toplam çözünebilir protein 100 mg protein konsantrasyonu ayarlayın.
- 2 mM nihai konsantrasyonu GUS ekstraksiyon tamponu hazırlanan MUG substrat (4 methylumbelliferyl-β-D-glukuronid trihidrat) ekleyin. Numune başına 100 mcL (protein + MUG substrat) toplam hacmi yeterli olmalıdır.
- 37 1 saat için reaksiyonlar inkübe ° C
- GUS durdurma tamponu (0.2 M Na 2 CO 3) 800 ul ekleyerek reaksiyonlar durdurun.
- Dalgaboyu 365 nm ve 455 nm dalga boyu ve emisyon değerleri karşılaştırmak MU bir standart eğri bir floresan bir plaka okuyucu kullanarak ölçün. Nmol MU / mg protein / dak toplam çözünen GUS faaliyet raporu seviyeleri.
4. Hisse senedi ve Çözümleri:
- Acetosyringone (1 M) stok (FW = 196.2 g)
- Kanamisin (100 mg / ml) stok dH 2 0 hazırlamak - sterilize
- Rifampisin (25 mg / ml) stok hazırlama DMSO
- Luria-Bertani (LB) sıvı büyüme ortamı: (1L)
% 1 (w / v) bacto-Tripton, 10 g
% 0.5 'lik (w / v) bacto-maya özü, 5 g
170 mM sodyum klorür 10 g
pH 7 - Acetosyringone (25 mcM) = 25 ul son hacmi 1 ml 1 M stokunun
- Sızma Orta: (1L)
10 mM MgSO 4 0,7 dH 2 0 (FW = 246,48 g), 2,4648 g
9 mM MES (FW = 213,25 g), 1,91925 g
pH - 5.6 - Acetosyringone (100 mcM) = 100 ul son hacmi 1 ml 1M stokunun
- Gus Ekstraksiyon Tampon
50 mM NAPI pH 7.0, 10 mM EDTA,% 0.1 Triton X-100,% 0.1 N-lauroylsarcosine sodyum tuzu, β-mercaptoethanol (0.7 ul / ml) - 2x Fosfat tampon
0,2 M NaH 2 PO 4 ve 0.2 M Na 2 HPO 4 pH 7 - X-Gluc substrat çözeltisi
1 mg çözülür 5-bromo-4-kloro-3-indolyl 0.1 ml metanol BD-glukuronid (X-Gluc). 1 ml 2x fosfat tamponu, ferrisiyanür 20 ul 0.1M potasyum, 10μl Triton X-100% 10 ve 850 ul distile su ekleyin.
5. Temsilcisi sonuçları:
Hücre ölümü oluştuğunda, bu protokol sonrasında GUS ifade kaybı bekleniyor. Biz aynı anda sito koruyucu Arabidopsis Bcl-2 Associated athanoGene (BAG) ailesinin bir üyesi ile β-glucuronidase muhabiri gen (GUS) ifade etmişlerdir . Biz co-sızmış N. benthamiana Agrobacterium suşu LBA4404 kullanarak 35S tahrik BAG ifade kaset ve GUS vektör pCAMBIA 2301 ile bırakır. Şekil 2'de görüldüğü gibi bu infiltrasyon, GUS boyama gözle görülür bir artış gözlenmiştir. Tersine, Bcl-2 ailesinin bilinen pro-apoptotik üyesi BAX iken, (Şekil 2) GUS boyama belirgin bir azalma gözlendi. Hem de bu gibi durumlarda, GUS ifade kontrol ile karşılaştırıldığında gözle görülür şekilde farklı oldu. Ancak, ifade arasındaki fark daha az belirgindir, florometrik MUG deneyleri GUS ifade quanitate gerçekleştirilen olabilir.
Şekil 1. Örnek N. eksen dışı tarafında Agrobacterium karışımı infiltrasyon benthamiana 1 ml iğne şırınga kullanarak bırakır.
Şekil 2. GUS vektör N. birlikte ifade edilmiştir. benthamiana anti-ölüm gen ve hücre ölümüne bilinen bir indükleyicisi ile bırakır. GUS düzeyleri, boş bir vektör kontrolü (GUS kontrol) karşılaştırıldı.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Çıkar çatışması ilan etti.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Rifampicin | VWR international | IC19549001 | 25mg/mL stock in DMSO |
| 4’-hydroxy-3’,5’-dimethoxyacetophenone (Acetosyringone) | VWR international | TCD2666 | 0.981 g/mL in DMSO (1M stock) |
| 2-(4-morpholino)ethanesulfonic acid monohydrate (MES) | VWR international | EM-6110 | 1.92 g/L in water for making 1 L of infiltration media |
| Bacto-tryptone | Fisher Scientific | BP1421-2 | 10g/L in water for making 1 L of LB medium |
| Bacto-yeast extract | VWR international | EM1.03753.0500 | 5g/L in water for making 1 L of LB medium |
| Sodium chloride | VWR international | EM-7710 | 10g/L in water for making 1 L of LB medium |
| Sodium phosphate monobasic monohydrate | VWR international | MK-7868-12 | 2.5g/L in water for making 50mM of buffer NaPi |
| Sodium phosphate dibasic heptahydrate | VWR international | EMD-SX0715-1 | 5g/L in water for making 50mM of buffer NaPi |
| Magnesium sulfate heptahydrate | VWR international | EM-MX0070-1 | 2.5 g/L in water for making 1 L of infiltration media |
| N-Lauroylsarcosine | VWR international | TCL0151-500G | 0.1% v/v in GUS buffer |
| 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl-beta-D-glucuronide cyclohexylammonium salt (X-gluc) | Gold Biotechnology | G1281C | 1mg/100uL in methanol 100% |
| 4-Methylumbelliferyl-μ-D-glucuronide hydrate (MUG) | Sigma-Aldrich | M5664 | 2 mM in 100 uL of GUS extraction buffer |
| Potassium ferrocyanide trihydrate | VWR international | EM-PX1460-1 | 100mM stock for X-gluc substrate solution |
| β-Methylumbelliferone(MU) | Sigma-Aldrich | M1381 | For MU standard curve use GUS extraction buffer |
| Sodium carbonate | VWR international | EM-SX0395-11 | 0.2 M in water for making GUS stop buffer |
References
- Jefferson, R. A. GUS fusions: , β-glucuronidase as a sensitive and versatile gene fusion marker in higher plants. EMBO J. 6, 3901-3901 (1987).
- Nishihara, M. Expression of the β-Glucuronidase Gene in Pollen of Lily (Lilium longiflorum), Tobacco (Nicotiana tabacum), Nicotiana rustica, and Peony (Paeonia lactiflora) by Particle Bombardment. Plant Physiol. 102, 357-357 (1993).
- Hodal, L. Plant Science. 87, 115-115 (1992).
- Kabbage, M. The BAG proteins: a ubiquitous family of chaperone regulators. Cell Mol. Life Sci. . 65, 1390-1390 (2008).
- Kang, C. H. AtBAG6, a novel calmodulin-binding protein, induces programmed cell death in yeast and plants. Cell Death Differ. 13 (1), 84-84 (2006).
- Yan, J. Plant Science. 165 (1), 1-1 (2006).
- Takayama, S., Reed, J. C. Molecular chaperone targeting and regulation by BAG family proteins. Nat Cell Biol. 3 (10), 237-237 (2001).
- Takayama, S. Cloning and functional analysis of BAG-1: a novel Bcl-2-binding protein with anti-cell death activity. Cell. 80 (2), 279-279 (1995).
- Vitha, S. Quantitative β-glucuronidase assay in transgenic plants. Biol. Plant. 35, 151-151 (1993).
- Otha, S. Construction and Expression in Tobacco of a β-Glucuronidase (GUS) Reporter Gene Containing an Intron Within the Coding Sequence. Plant Cell Physiol. 31, 805-805 (1990).
