拡張期間にわたってシロイヌナズナ葉の蛍光ライブ イメージングを実行するためのシンプルで汎用性の高い方法を報告する.シロイヌナズナの遺伝子組換え植物免疫関連プロモーターの制御下で蛍光レポーターの遺伝子を表現する植物免疫応答の時空間の理解を得るための例として使用します。
ゲノムワイドな転写リプログラミングに関連付けられている植物免疫応答、感染部位で開始されます。したがって、免疫応答は、空間的そして一時的に規制されています。自動蛍光顕微鏡との組み合わせで免疫関連プロモーターの制御下で蛍光遺伝子の使用は植物免疫の時空間的制御を理解する簡単な方法です。様々 な生体内蛍光イメージング実験の数のために使用されているルート組織と対照をなして浮遊微生物感染症の配列に遭遇葉組織のいくつかの蛍光ライブ イメージング例が存在します。したがって、拡張期間にわたって住セルイメージ投射のためのシロイヌナズナ植物の葉をマウントする簡単な方法を開発しました。Pathogenesis-Related 1 (防衛関連マーカー遺伝子のプロモーターの制御下で核局在化信号 (NLS) に黄色い蛍光蛋白質(YFP) genefused 形質転換シロイヌナズナ植物を使いました。PR1)。腐pv と遺伝子組換え葉を浸透させた。トマトDC3000 (avrRpt2) (Pst_a2) をひずみし、YFP シグナル自動蛍光顕微鏡を用いた 40 h の合計のための生体内タイムラプス イメージングを実行します。このメソッドは、植物免疫応答に関する研究のみならず、様々 な発達のイベントと葉組織で発生している環境の応答の分析にも利用できます。
植物免疫応答を含む複数のトランスクリプションによって調整される動的転写リプログラム ホルモン1および要因。トランスクリプトーム データの蓄積は、植物の免疫システムの情報収集の機会を提供します: たとえば、シグナル伝達のネットワーク構造カスケード2。ただし、植物の免疫系時空のダイナミズムの知識限られた3,4、5が残っています。
以前の研究で防衛関連遺伝子発現の時空間的制御分析されているほとんどのままの交配および β-グルクロニダーゼ (GUS) レポーターの試金6,7、8を使用しています。これらのメソッドは、その場で興味のある様々 な遺伝子の転写活性化を可視化する私たちを有効にします。ただし、これらの手順は、標本の固定化を必要とし、したがって、すべての時空間情報の損失で。免疫力、時間をかけて進行状況などの生物学的イベント。ルシフェラーゼ レポーターとして使用が利益3のプロモーターのダイナミクスのキャプチャを有効にします。ただし、高価な基板と高感度検出器、ルシフェラーゼ アッセイが必要です。遺伝子組換えシロイヌナズナを生成した単純なプロシージャを使用して植物免疫応答の時空間の側面の私達の理解を高めるために黄色い蛍光蛋白質(YFP) を表現する植物遺伝子の融合、Pathogenesis-Related 1 (PR1)9防衛関連マーカー遺伝子のプロモーターの制御下で核局在化信号 (YFP NLS)。エフェクター トリガー免疫 (ETI)、特定の病原体感染9による植物免疫のフォームの中にしばしば発生するプログラム細胞死 (PCD) のプロセスをキャプチャするクロロフィルの自家蛍光、生きている細胞のマーカーを使いました。,10.シロイヌナズナ葉の生活などのオブジェクトを自由に移動で蛍光シグナルのダイナミクスを監視、複雑なイメージの社内構築や利用可能なソフトウェアの商業的処理が必要です。また、問題を解決する簡単な方法は、標本の移動を防ぐします。ここでは、自動蛍光顕微鏡下で長期的な観察のための形質転換シロイヌナズナ植物の葉を住んでいる取り付け用汎用性とシンプルな方法を考案しました。メソッドでは、土壌で栽培したそのままなプラント内ダイナミクス葉を数日間かけてプロモーターをキャプチャすることが出来ます。
シロイヌナズナ葉自動蛍光顕微鏡を使用して長期的な観察のための興味のプロモーターの制御下で蛍光レポーターの遺伝子を表現する生活をマウントする簡単な方法を報告する.ルートの組織に蛍光レポーターのタイムラプス観察が頻繁に実行されます。ただし、葉組織でのみ、いくつかの同様の研究を行った。葉は根は頻繁に埋葬、固体寒天媒体に固定されたに対し、空間で自由に移動することができるので、これは可能性が最も高い。
このレポートで ETI Pst_a2による中にpPR1活動の時空間ダイナミクスに着目。上記の詳細な葉の穏やかな固定、に加えてプロモーター活性化や PCD など携帯電話のイベントの時空間ダイナミクスを明確に可視化することが重要です。PPR1 活動と PCD を示す細胞間の区別はシャープではない場合、地区に浸透した間隙のすべては完全に病原体の懸濁液に満ちていることを確認 (手順 2.4 参照)。これは、以来、これらの顕微鏡標本の同じ垂直位置に沿ってすべての検出信号をキャプチャ全体フィールド蛍光実体顕微鏡を使用するときに重要です。クロロフィルの自家蛍光の上または PCD ドメイン内のセルの下に生き残った細胞からは簡単に蛍光を示すない死んだ細胞をマスクします。YFP シグナルのもです。
タイムラプス イメージングのための条件は、異なる実験条件の下でいくつかの予備的な実験を通して慎重に確立する必要があります。顕微鏡システム、遺伝子組換え植物病原体.などいくつかの要因に依存するタイムラプス イメージングのためのパラメーターこれらのパラメーターを得るためには、最初にpPR1の最初のライセンス認証とほぼ一致する 7 広島で浸透した葉で YFP シグナル強度のさまざまな露出時間を分析しました。5 s の露出は、この研究で使用される顕微鏡と YFP の信号をキャプチャするために適切なとして決定されました。クロロフィル蛍光イメージングの同様のテストを行った。試験片の 3 分間隔の間の光への露出は、最大露光時間を持つ通常の明視野イメージングとしてタイムラプス イメージング プログラムにプログラムされました。私たちのシステム (材料表) では、明視野イメージング、TXR、YFP に加えて 2.5 分を持っていることができました。この制約は、3 分間隔の選択の主な理由だった。次に、この時間経過状態植物のサンプルに明らかな破損は生じなかったし、異所性光ストレス関連の活性化pPR1 (図 3B、C) を誘発しなかったことを確認しました。これは本研究で使用したプログラムの開発につながった。したがって、蛍光イメージングの 3 分間隔とPst_a2の間にpPR1のダイナミクスをキャプチャするために十分な認め-ETI9を介する。
プロモーター記者構造蛍光レポーター、NLS に融合を特に利用されている多くのグループや研究コミュニティから容易に利用可能です。久保ら刊コンストラクトを用いてください。13。 ここで説明したプロトコルが葉組織を調べること、植物の生物学の研究で使用ことができます適切な遺伝子組換え植物が利用可能な場合したがって。私たちのシンプルで簡単なプロトコルで発生する生物学的イベントの時空間ダイナミクスを分析するために鋭敏である人のための絶好の機会を離れると、免疫応答などを提供します。説得力のあるテープの部分を用いて試料にわずかな物理的なストレスを誘導することです。ただし、この問題は、(図 3C) 実験にモックの治療など適切な正と負のコントロールを含めることによって制御できます。実験の条件は、さらに変更し、異なる条件の下でこれらのコントロールを分析することによって最適化できます。
近年、イメージング機器と技術の急速な発展は、生命現象の複雑な時空間的側面の研究者の興味を刺激しました。任意のイメージング解析適切な取り付け、試料の固定は、最も重要な課題の一つです。本研究で開発したシロイヌナズナ葉取付リビングのシンプルで汎用性の高いメソッドを適用し、様々 なイメージング実験用に最適化できます。
The authors have nothing to disclose.
この作品は、日本科学技術振興機構によって支えられた [s ちゃん、N.N. に ERATOJPMJER1502 に PRESTO117665」と (補助金 [若手研究 (B)、研究活動スタート支援 [住ベに 22880008] 学術振興会23780040 住ベに])。優れたテクニカル サポート、pBGYN ベクトルを提供するためPst_a2株と t. 出村を提供する j. パーカー、A. 仙崎、鈴木裕、Y. 杉澤と E. 別役に感謝します。
Bacto Agar | BD biosciences | 214010 | |
Bacto Protease Peptone No. 3 | BD biosciences | 211693 | |
Bacto Yeast Extract | BD biosciences | 212750 | |
BM2 soil | Berger | ||
Glycerol | nacalai tesque | 17017-35 | |
Kanamycin sulfate | Wako | 113-00343 | |
Leica M205FA with DFC365FX, LED_MCI and Leica EL6000 (Las X software-regulated) | Leica Microsystems | Yellow fluorescent protein (YFP) and Texas Red (TXR) filters installed | |
Magnesium Chloride Hexahydrate | Wako | 135-00165 | |
Micro Slide Glass (Size: 76 mm × 26 mm, Thickness: 1.0–1.2 mm) | MATSUNAMI | S1112 | |
Micropore Surgical Tape (1.25 cm × 9 m) | 3M | 1530-0 | |
Needleless 1 ml plastic syringe | Terumo | SS-01T | |
Plastic cell plug tray (cell size: 44 mm × 44mm × 44 mm) | Tanaka sangyo, Japan | htray-bk72 | Any tray with similar sized cells can be used |
Rifampicin | nacalai tesque | 30259-81 | |
Plastic Tape (0.2 mm thick × 19 mm wide × 10 m long) | Yamato | No0200-19-1 | Any plastic/vinyl tape with similar thickness can be used |