RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
tr_TR
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Birden çok chimeric floresan füzyon protein geleneksel yöntemlerle zorlukları aşmak tesislerinde ortak ifade etmek için yeni bir yöntem geliştirdik. Kaset protein ortak ifade ulaşmak için ifade birden çok fonksiyonel olarak bağımsız protein içeren bir tek ifade plazmid kullanarak yararlanır.
Zamanmekansal hücre altı localization(s) bir protein hakkında bilgi fizyolojik fonksiyonları hücrelerdeki anlamak için önemlidir. Çılgınca floresan proteinler ve floresan füzyon proteinlerin üretimi doğrudan protein yerelleştirme ve dinamikleri hücrelerdeki görselleştirmek için etkili bir araç kullanılmıştır. Bunları ortak ilgi sözcüğünden sonra ifade protein ile tanınmış organel işaretleri ile karşılaştırmak özellikle yararlıdır. Yine de, bitkilerde protein ortak ifade için Klasik yaklaşımlar genellikle birden çok bağımsız ifade plazmid içerir ve bu nedenle düşük ortak ifade verimliliği, ifade düzey varyasyon ve yüksek saat içerir dezavantajları var genetik geçiş ve eleme harcama. Bu çalışmada, bitkiler birden çok chimeric floresan proteinlerin ortak ifade için sağlam ve Roman yöntemi açıklanmaktadır. Bu birden fazla yarı bağımsız ifade kaset oluşan bir tek ifade vektör kullanarak geleneksel yöntemlerle sınırlamalar üstesinden gelir. Her protein ifade kaset kendi fonksiyonel proteini ifade öğeleri içerir ve bu nedenle bu esnek farklı ifade talebi karşılamak için ayarlanabilir. Ayrıca, kolay ve derleme gerçekleştirmek uygun ve en iyi duruma getirilmiş tek adımlı reaksiyon ek sindirim ve ligasyonu adımları olmadan kullanarak ifade plazmid DNA manipülasyonu parçaları. Ayrıca, dolu birarada olabilir ile mevcut floresan protein elde edilen biyo-görüntüleme teknolojileri ve uygulamaları, perde ve BiFC gibi. Bir doğrulama yöntemi, bu yeni sistemin fluorescently erimiş Co express katmaninin sıralama reseptör ve salgı taşıyıcı membran proteinlerinin çalıştırmaya başladık. Sonuçlar, onların bakış açısı hücre altı yerelleştirmeler geçici ifade ve bitkilerde genetik dönüşüm tarafından önceki çalışmalarda olduğu gibi aynı olduğunu göstermektedir.
Chimeric floresan füzyon proteinler hücre içi dinamikleri ve hücre altı yerelleştirme çalışma ve daha fizyolojik fonksiyonları ve çalışma mekanizmaları1,2, anlamak için yararlı araçlar kabul edilmiştir 3 , 4. eş express tanınmış organel muhabir proteinlere, kronolojik zamanmekansal mantığı, dağıtım ve function(s) hücreleri4 endomembrane sistemi içinde daha iyi göstermek için söz konusu protein ile özellikle faydalıdır , 5 , 6 , 7 , 8.
Chimeric floresan füzyon protein onların anılan sıraya göre avantajları ve sınırlamalar9,10,11olan bitkiler ile geçici ifade ve istikrarlı genetik dönüştürme, ifade edilebilir. Geçici bir protein ifadesidir biolistic bombardıman-, Polietilen glikol (PEG) içeren uygun bir yaklaşım-, veya DNA geçici ifade Elektroporasyon aracılı önceki ve Agrobacterium-yaprak infiltrasyon aracılı olduğu gibi bitki hücreleri, Şekil 1A, B12,13,14,15,16' da gösterildiği gibi. Ancak, ortak ifade tek bitki hücrede birden çok chimeric floresan füzyon proteinlerin çeşitli bağımsız ifade plazmid karışımı gerektirir. Böylece, birkaç plazmid aynı anda tek bir plazmid için karşılaştırıldığında aynı hücrelere girerek önemli ölçüde azaltılmış olasılığı nedeniyle ortak ifade düzeyi düşük tesislerinde protein ortak ifade birden çok plazmid istihdam sakıncaları vardır ve Plazmid hücre17,18aktarılan her türde kontrolsüzce rasgele miktarı nedeniyle protein ifade düzeyleri varyasyonları. Buna ek olarak, protein ortak ifade9,10,11tek Agrobacterium içine birkaç bağımsız ifade plazmid tanıtmak için teknik olarak zordur. Bu nedenle, Agrobacterium- Şekil 1Badımında gösterildiği gibi aracılı protein geçici ifade tütün infiltrasyonu tarafından bırakır sadece bir kerede bir plazmid ifade yeteneğine sahip. Buna ek olarak, floresan füzyon protein ifade Transgenik bitkilerin üretimi genellikle ikili dönüşüm vektör taşıyan Agrobacterium tarafından sağlanır. Ancak, gen transferi ve bitki genleri içine ekleme aracılık eder ikili vektör yalnızca bir tek floresan füzyon proteini (Şekil 1B)9,10,12ifade yeteneğine sahiptir. Aynı anda birkaç chimeric floresan proteinler ifade eder bir transgenik bitki üreten birden fazla mermi genetik geçiş ve ay sonra yıl genlerin sayıda bağlı olarak ortak ifade için gerçekleştirebileceğiniz tarama gerektirir.
Bir tek ifade vektör bitki birden çok proteinlerin ortak ifade için önceki birkaç tarafından bildirilmiştir istihdam19,20,21çalışmaları. Ancak, birden fazla mermi enzimatik sindirim ve DNA molekülleri ve omurga vektörel çizimler ligasyonu DNA protein Co ifadesi veya aşırı ifadesi için son plazmid nesil için genellikle gereklidir. Burada, birden çok chimeric floresan proteinler tesislerinde ortak ifade etmek için yeni ve sağlam bir yöntem geliştirdik. Bitkiler hem geçici ifade için birden fazla protein ortak ifade ve bir onur moda istikrarlı dönüştürme sağlar son derece verimli ve kullanışlı bir yöntemdir. Birden çok fonksiyonel olarak bağımsız protein ifade kaset protein ortak ifade içeren ve böylece geleneksel yöntemlerle sakıncaları üstesinden gelir bir tek vektör kullanır. Ayrıca, hangi DNA'manipülasyonlar ve derleme bir en iyi duruma getirilmiş basit tek adımlı DNA sindirim ve ligasyonu ile tepki ek adımlar olmadan elde edilir son derece çok yönlü sistemidir. Çalışma prensibi Şekil 2' de gösterilmiştir. Ayrıca, tamamen chimeric floresan füzyon protein üzerinde temel alan geçerli, moleküler, hücresel ve biyokimyasal yaklaşımlar ile uyumlu olduğunu.
1. primer tasarım stratejisi ve DNA amplifikasyon
2. DNA parçası montaj ve inşaat Protein ifade kaset
3. bitkilerde birden çok Chimeric floresan Fusion proteinlerin ortak ifade vektör inşaatı
4. Biolistic-bombardıman geçici eş ifade birden çok Chimeric floresan füzyon protein tesislerinde aracılı
5. birden fazla Chimeric floresan proteinler Agrobacteriumtarafından ortak ifade istikrarlı transgenik Arabidopsis nesil-dönüşüm aracılı.
6. ilaç tedavileri
7. confocal mikroskop düşsel ve Protein hücre altı ortak yerelleştirme Analizi
Birden çok chimeric floresan füzyon protein tesislerinde ortak bir ifade için sağlam ve yüksek verimli bir yöntem geliştirdik. Bu geleneksel, engellerin üzerinden tatili yaklaşımlar kullanmak birden çok ayrılmış plazmid protein ortak ifade için Şekil 1A, B, yolu ile gösterildiği gibi geçici ifade veya istikrarlı genetik dönüşümü. Bu yeni yöntem, protein ortak ifade aynı anda (Şekil 1 cD) elde etmek için birden fazla protein ifade kaset oluşan bir tek ifade vektör oluşturmak. Protein ifade kaset işlevlerini yarı protein ifade için gerekli kendi DNA elemanları ile independently. Bu nedenle, her protein ifade kaset bağımsız olarak protein ifade farklı gereksinimlerine göre özelleştirilmiş. Değiştirilebilir, temel "Lego" öğeleri yeniden inşa olarak son protein ortak ifade vektör gelince protein ifade kaset içindeki işlev. ve uygun yeniden yerleştirilmiş. Ayrıca, son durak vektör chimeric floresan füzyon proteinlerin ortak ifade ile DNA molekülü derleme, bağlantısını birkaç protein ifade kaset ve DNA parçalarının entegrasyonu için alternatif bir strateji sadece elde edilir via DNA sindirim ve interlinkage daha fazla ek adımlar olmadan bir en iyi duruma getirilmiş izotermal vitro Rekombinasyon tepkimesi. İzotermal vitro Rekombinasyon tepkimesi çalışma prensibi Şekil 2' de gösterilmiştir. Birden fazla DNA molekülleri (Örneğin, üç temsilcisi DNA parçaları 1-3 gösterildiği Şekil 2) ve entegrasyonu son ifade vektör ile bağlantı sadece ve verimli bir şekilde elde tek adımlı reaksiyon (bkz: Şekil 2 tarafından ). Önceki çalışmalarda bu örtüşen rekombinasyon DNA moleküllerinin DNA parçalarının füzyonu ve inşaat plazmid25,26elde etmek için üst üste gelen kısa sıralarıyla aracılı tarafından uyarlanmıştır.
Bir test yöntemi seçtik katmaninin sıralama reseptör (VSR) ve salgı taşıyıcı membran proteini (haylaz), protein salgı ve endositoz yolları, sırasıyla6,22 katılan iki gazeteci proteinler ,23,29,30. VSRs türü vardır-ben salgı yolu çarpıtma ve özellikle trafikte biyosentetik protein aracılık integral membran proteinlerinin yerelleştirir bitkiler6,22,23prevacuolar bölmeleri (PVC) içinde. Buna ek olarak, salgı taşıyıcı zar proteinleri (SCAMPs) bitki endositik yolu katılmak tip IV zar proteinleri vardır. Plazma zarı (am) ve transyerelleştirir-Golgi ağları (TGNs), erken endosomes22,29,30hizmet vermektedir. Biz Arabidopsis VSR2 chimeric füzyon barındıran iki protein ifade kaset inşa (AtVSR2) RFP ve Arabidopsis SCAMP4 (AtSCAMP4) Şekil 3' te gösterilen GFP ile. RFP AtVSR2 acil servise tercüme edilebilir emin olmak için bir sinyal peptid (SP) RFP önce olarak daha önce bildirilen6,31eklenir. İki bireysel protein ifade kaset daha da bağlantılıdır ve son protein ifade vektör pUC18 veya pCAMBIA1300 protein ortak ifade ile ikisinden biri yolu ile protein geçici ligate ya da gösterildiği gibi istikrarlı dönüştürme, bitki Şekil 3. AtVSR2 ve AtSCAMP4 başarılı bir şekilde ortak tütün BY-2 hücreleri ile partikül bombardımanı ifade vardı ve doğru yerelleştirmeler (Şekil 4A) gösterdi. Teklif toplama-AtVSR2 AtSCAMP4-GFP plazma zarı yerelleştirme sitozolik bazı punctate noktalı ayrı bir punctate desen gösterdi. Ayrıca, Arabidopsis AtSCAMP4-GFP ve RFP-AtVSR2 ortak ifade transgenik bitkiler olduğunu Agrobacteriumoluşturulan-dönüşüm aracılı. RFP-AtVSR2 ve AtSCAMP4-GFP kök ve kök saç hücrelerdeki ortak ifade hücre altı yerelleştirmeler Şekil 4B ve 4Egösterilmiştir. BY-2 hücreleri olanlardan anlaşarak ortak ifade sonuçları RFP-AtVSR2 ve AtSCAMP4-GFP transgenik Arabidopsis elde edildi. Buna ek olarak, transgenik Arabidopsis wortmannin ile tedavi ve BFA 30 dk. RFP-AtVSR2 neden Wortmmanin için küçük bir yüzük benzeri yapıda oluşturan PVC etiketli ve Şekil 4 c gösterildiği gibi AtSCAMP-GFP TGN toplama, etiketli BFA indüklenen , D, F, G. Ayrıca, küçük autofluorescent sinyal tütün BY-2 hücreleri ve Arabidopsis kök ve kök saç hücreleri resim koleksiyonu Şekil 4 (ek Şekil 1) gelince aynı ayarları uygulayarak tespit edilebilir.

Şekil 1: bitkilerde birden çok chimeric floresan füzyon proteinlerin ortak ifade için sağlam bir sistem. (A) tesislerinde birden çok floresan muhabir proteinlerin geçici eş ifade geleneksel yaklaşımlar elde aracılığıyla çoğalmasıyla, partikül bombardımanı ve PEG aracılı dönüşüm birkaç bağımsız ifade karıştırılarak vektörel çizimler. (B) bir tek floresan füzyon protein ifade vektör ile bitki genetik dönüşüm Agrobacterium tarafından geleneksel yöntem. Birden çok chimeric floresan füzyon protein transgenik bir bitki ortak ifade etmek için daha fazla genetik geçiş ve tarama birden fazla mermi homozigoz ettiklerinizden elde etmek için gereklidir. (C) ve (D) alternatif yeni protein ortak ifade yöntemi. Birden fazla protein ifade kaset oluşur ve birkaç chimeric floresan muhabir proteinler arasında bitkiler ile birlikte ifade edebilecek bir tek ifade vektör, her iki geçici yararlanır ifade ve genetik dönüşümü. Bu rakam ayrıntılarını ilk Zhong vd. basıldı 201736 (; izni ile yayımlanmaktadır telif hakkı sınırları bitki bilimi). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 2: tek adımlı DNA derleme yöntemi izotermal Rekombinasyon tepkimesi ile çalışma prensibi gösteri. DNA parçalarının ve dizileri (OSs) çakışan Doğrusallaştırılmış plazmid 5'-bölgeler örtüşen, DNA polimeraz tarafından uzanan ve ligaz tarafından bağlama çıkıntı arasındaki temel soyma tarafından eklenir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 3: birden çok chimeric floresan füzyon protein ortak ifade etmek için tek bir plazmid oluşturma stratejisi. Diyagramda birden çok chimeric floresan füzyon proteinler için geçici ifade veya ahır dönüşüm tesislerinde ortak bir ifade için bir tek ifade plazmid oluşturmak için strateji gösterir. İfade vektör her biri kendi protein ifade ve kendi bireysel chimeric floresan füzyon protein yarı independently ifade işlevleri için gerekli unsurlar içeren iki protein ifade kaset oluşur. Derleme ve DNA moleküllerinin Interlinkage uygun bir en iyi duruma getirilmiş izotermal vitro rekombinasyon yöntemi ile örtüşen DNA parçalarının aracılı tarafından sağlanmaktadır. Bu rakam ayrıntılarını ilk Zhong vd. basıldı 201736 (; izni ile yayımlanmaktadır telif hakkı sınırları bitki bilimi). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 4: Chimeric floresan füzyon VSR ve haylaz bitki hücrelerinde ortak ifade temsilcisi görüntüler.
(A) ortak ifade RFP-AtVSR2 ve AtSCAMP4-GFP partikül bombardımanı tütün BY-2 süspansiyon hücrelerdeki üzerinden. ((B)) RFP-AtVSR2 ve AtSCAMP4-GFP ortak ifade transgenik Arabidopsis kök hücre temsil edici bir görüntü. (C) ve (D) transgenik Arabidopsis kökleri RFP-AtVSR2 ve AtSCAMP4-GFP ortak ifade wortmannin ve BFA ile 30 dk için sırasıyla tedavi edildi. (E) bir transgenik Arabidopsis kök saç RFP-AtVSR2 ve AtSCAMP4-GFP ortak ifade temsilcisi bir görüntü. (F) ve (G) transgenik Arabidopsis kök ortak ifade RFP-AtVSR2 ve AtSCAMP4-GFP wortmannin ve BFA ile 30 dk. oklar (D) ve (G) için tedavi edildi kıllar BFA kaynaklı protein belirtmek toplama. rp = Pearson korelasyon katsayısı; rs Spearman'ın sıralama korelasyon =. Ölçek çubuğu (A)-(D) olduğunu 50 µm, (E)-(G) olduğunu 30 µm. Ayrıntılar bu figürü ilk Zhong vd. yayınlandı 201736 (; izni ile yayımlanmaktadır telif hakkı sınırları bitki bilimi). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
| İfade Kaset 1 | |
| 1-FP35S | GAATTCGAGCTCGGTACCC ACATGGTGGAGCACGACACA |
| 1-RP35S | AGGACGCGGGCGTGGGCCAT TATCACATCAATCCACTTGC |
| 1-FRFP | GCAAGTGGATTGATGTGATA ATGGCCCACGCCCGCGTCCT |
| 1-RRFP | ATTATCCATATCACTCCCCA GGCGCCGGTGGAGTGGCGGC |
| 1-FAtVSR2 | GCCGCCACTCCACCGGCGCC TGGGGAGTGATATGGATAAT |
| 1-RAtVSR2 | AAATGTTTGAACGATCGGGA TTACAACTCTAGTTGAGAAG |
| 1-FNOS | CTTCTCAACTAGAGTTGTAA TCCCGATCGTTCAAACATTT |
| 1-RNOS | GAGAATGGATGCGAGTAATG TCTAGTAACATAGATGACAC |
| İfade Kaset 2 | |
| 2-FP35S | CATTACTCGCATCCATTCTC ACATGGTGGAGCACGACACA |
| 2-RP35S | TTAGGATCGTGTCGTGCCAT TATCACATCAATCCACTTGC |
| 2-FAtSCAMP4 | GCAAGTGGATTGATGTGATA ATGGCACGACACGATCCTAA |
| 2-RAtSCAMP4 | TCCTCGCCCTTGCTCACCAT TAGTGCACGCATCAAGGTCG |
| 2-FGFP | CGACCTTGATGCGTGCACTA ATGGTGAGCAAGGGCGAGGA |
| 2-RGFP | TAAAACCAAAATCCAGTGAC TTACTTGTACAGCTCGTCCA |
| 2-FT35S | TGGACGAGCTGTACAAGTAA GTCACTGGATTTTGGTTTTA |
| 2-RT35S | GTCGACTCTAGAGGATCCCC GTCCGCAAAAATCACCAGTC |
Tablo 1: astar tasarım stratejisi ve bu çalışmada kullanılan dizileri. Sol panelde her astar adı verilir. Astar tamamlayıcı örtüşen dizisi altı çizilir. Bu tablo ayrıntılarını ilk Zhong vd. basıldı 201736 (; izni ile yayımlanmaktadır telif hakkı sınırları bitki bilimi).
Tamamlayıcı Şekil 1: autofluorescence BY-2 hücreleri ve Arabidopsis kökler ve kök tüyleri temsilcisi görüntüler. (A) autofluorescence vahşi tip BY-2 hücreleri dönüştürülmüş hücreleri ile aynı görüntüleme koşulları altında tespit edildi. (B) ve (C) Arabidopsis kök saç ve kök hücreleri dönüştürülmüş Arabidopsis hücreleri ile aynı görüntüleme koşulları altında tespit edildi. Ölçek çubuğu (A)-(C) 20 µm. DIC, fark girişim kontrast olduğunu. Bu dosyayı indirmek için buraya tıklayınız.
Yazarlar ifşa gerek yok.
Birden çok chimeric floresan füzyon protein geleneksel yöntemlerle zorlukları aşmak tesislerinde ortak ifade etmek için yeni bir yöntem geliştirdik. Kaset protein ortak ifade ulaşmak için ifade birden çok fonksiyonel olarak bağımsız protein içeren bir tek ifade plazmid kullanarak yararlanır.
Biz yararlı tartışmalar ve yorumlar için Wang laboratuvar üyeleri teşekkür ederim. Bu eser Ulusal Doğa Bilimleri Foundation of China (NSFC, grant no. 31570001) ve doğal Bilim Vakfı Guangdong Eyaleti ve Guangzhou City (no. 2016A030313401 ve 201707010024 vermek) H.W. için desteklenir
| KOD-FX Polimeraz | TOYOBO | KFX-101 | |
| Sma I NEB | R0141L/S/V | ||
| Tris-HCl | BBI | A600194-0500 | |
| MgCl2 | BBI | A601336-0500 | |
| dNTP | NEB | #N0447V | |
| DTT | BBI | C4H10O2S2 | |
| PEG 8000 | BBI | A100159-0500 | |
| NAD | BBI | A600641-0001 | |
| T5 eksonükleaz | Merkez üssü | T5E4111K | |
| Phusion Yüksek Kaliteli DNA polimeraz | NEB | M0530S | |
| Taq DNA polimeraz | NEB | B9022S | |
| Murashige ve Skoog Bazal Tuz Karışımı (MS) | Sigma | M5524 | |
| Etanol | BBI | A500737-0500 | |
| Tween 20 | BBI | A600560-0500 | |
| Agar | BBI | A505255-0250 | |
| Spermidin | BBI | A614270-0001 | |
| Altın mikro taşıyıcı parçacıkları | Bio-Rad | 165-2263 | 1.0 & mikro; m |
| CaCl2 | BBI | CD0050-500 | |
| Makrotaşıyıcılar | Bio-Rad | 165-2335 | |
| Yırtılma diski | Bio-Rad | 165-2329 | |
| Durdurma ekranı | Bio-Rad | 165-2336 | |
| Tripton | OXOID | LP0042 | |
| Maya Özü | OXOID | LP0021 | |
| NaCl | BBI | A610476-0001 | |
| KCl | BBI | A610440-0500 | |
| Glikoz | BBI | A600219-0001 | |
| Higromisin B | Genview | AH169-1G | |
| Wortmannin | Sigma | F9128 | |
| Brefeldin A | Sigma | SML0975-5MG | |
| Dimetilsülfoksit (DMSO) | BBI | A600163-0500 | |
| T100 Termal Döngüleyici | Bio-Rad | 1861096 | |
| Büyüme odası | Panasonic | MLR-352H-PC | |
| PSD-1000/He parçacık dağıtım sistemi | Bio-Rad | 165-2257 | |
| Gen Pulser | Bio-Rad | 1652660 | |
| Cuvette | Bio-Rad | 1652083 | |
| Tezgah Üstü Santrifüj | Eppendorf | 5427000097 | |
| Konfokal mikroskop | Zeiss | LSM 7 DUO (780& 7Live) | |
| NanoDrop 2000/2000c Spektrofotometreler | Thermo Fisher Scientific | ND-2000 | |
| EPS-300 Güç | Kaynağı Tanon | EPS 300 | |
| Floresan mikroskop | Mshot | MF30 | |
| Agrose | BBI | A600234 | |
| Ampisilin | BBI | A100339 | |
| Etilen Diamin Tetraasetit Asit | BBI | B300599 |