我们报告的引进,跟踪和绿色荧光蛋白基因在植物细胞中表达的定量分析方法。这种方法是利用一个半连续图像采集大量样品的定制设计的机器人系统,随着时间的推移。我们也证明了ImageJ和ImageReady中使用图像序列的分析。
通常在植物组织中的基因表达研究化合物从植物组织的破坏性开采<em>在体外</em>分析。这里介绍的方法,利用绿色荧光蛋白(<em> GFP</em>)基因对基因表达的连续监测,在相同的组织,随着时间的推移。 “<em> GFP</em>基因划归不同的促销员的监管控制,并通过粒子轰击到利马豆子叶组织实施。然后放置在一个机器人的图像采集系统,该系统包括一个荧光解剖显微镜用数码相机和一个2维的机器人平台,定制设计,让安全依恋培养皿子叶。从子叶组织每隔一小时为100小时,图像采集,生成每个发起人的表达谱。每个收集的100幅图像系列是第一个遭受手动图像对齐,使用ImageReady中做出一定的绿色荧光蛋白表达灶一直保留内选定的分析领域。测量系列300 × 400像素的特定区域,然后选择提供GFP强度测量使用ImageJ软件作进一步分析。批量图像被分成红色,绿色和蓝色通道和绿色荧光蛋白表达领域被确定使用ImageJ的阈值功能。减去背景荧光(灰度值加减后的非表达每一个像素像素),在各自的红色和绿色通道,绿色荧光强度计算,乘以平均灰度在每个总数的表达GFP的像素,每个像素值通道,然后添加的红色和绿色通道的值。绿色荧光强度值分别收集所有100个时间点,收益率的表达谱。 GFP的表达谱的变化导致启动子的实力,一个沉默抑制的存在,或发起人的性质等因素的差异。除了绿色荧光强度的定量,图像系列也被用来使用ImageReady中生成的时间推移动画。定时动画显示,明显多数的细胞显示在GFP的表达,随后缓慢下降的较快增长。偶尔有些细胞的荧光显示突然丧失,这可能与细胞快速死亡。也观察到绿色荧光蛋白的表观运输穿过细胞膜和细胞壁,相邻的细胞。时间的推移动画提供了更多的信息,否则不能获得使用绿色荧光强度分布或单一时间点的图像集合。
使用的机器人在人类生活的不同方面的巨大应用,具体而言,机器人已经被有效地使用在危险的环境中执行的活动,自动化冗长而复杂的活动,并在一个更精确的的方式来进行任务。在分子生物学,特别是基因表达分析,机器人可以帮助跟踪不仅功能的基因,但也是组织的生长和发展随着时间的推移。许多生物的现象时有发生动态,这可能是难以遵循,使用单一的时间点观测。
使用绿色荧光蛋白基因表达的研究观测组织的响应和增长带来额外的好处。对于我们的实验程序,GFP让我们按照组织随着时间的推移同一块绿色荧光蛋白检测是一种非破坏性的基因表达。此外,我们的GFP蛋白的版本不够稳定,让检测,但也显示了一些营业额,以尽量减少在植物组织中的积累,使我们能够遵循的兴起和基因表达下降。
我们已经利用我们的机器人的图像采集和分析系统的广泛应用。我们预计所需的其中一个动态的理解的一种现象是,许多生物学应用潜力高。例如,植物组织的生长和发展,可以使用我们的系统提供了宝贵的见解/对这些过程的信息的跟踪。此外,使用GFP报告基因的蛋白质运输的动力,可以轻松地可视化,使用时间推移动画。在这份报告中所描述的方法在技术上是复杂的,但概念是很简单的。我们的结果是强大的和新的应用正在不断被发现。
薪金和研究的支持,提供由美国大豆委员会,由州和联邦基金拨美国俄亥俄州立大学/俄亥俄州农业研究和发展中心。这项研究部分由国家科学技术委员会,墨西哥,奖学金CMHG的支持。文中提到的商标或专利产品,并不构成了产品的担保或由俄勒冈州立大学/ OARDC保修,也并不意味着批准排斥其他产品,也可能是合适的。期刊论文的HCS 09-17。
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
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ImageJ | Software | U. S. National Institutes of Health | http://rsbweb.nih.gov/ij/ |