A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
يصف هذا البروتوكول بالتفصيل كيفية إصلاح المواد النباتية لإضفاء الطابع المناعي على البروتينات والبكتين العربي ، وجزءًا من راتنج الأكريليك المائي ، المقطع والمثبت على الشرائح الزجاجية. نظهر سيتم الكشف عن epitopes جدار الخلية ذات الصلة مع الأجسام المضادة محددة.
ويشمل تطوير النبات تعديلات ثابتة على تكوين جدار الخلية وهيكلها استجابة للمحفزات الداخلية والخارجية على حد سواء. وتتألف جدران الخلايا من السليلوز وغير السليلوزية السكريات جنبا إلى جنب مع البروتينات والمركبات الفينولية والماء. يتكون 90٪ من جدار الخلية من السكريات (مثل البكتين) وبروتينات أرابينوغالكاتا (AGPs). يبقى تحديد مكان المناعة الفلورية من أسطح جليكان محددة في أقسام النسيج النباتية أداة رئيسية للكشف عن إعادة عرض الشبكات السكاريد الجدار، والهيكل والمكونات.
هنا، نحن الإبلاغ عن إجراء تحسين المناعة الفلورية للكشف عن epitopes الجليكان من AGPs والبكتين في الأنسجة النباتية. وقد استخدم تثبيت Paraformaldehyde/glutaraldehyde جنبا إلى جنب مع LR-White تضمين عينات النبات، مما يسمح للحفاظ على نحو أفضل من بنية الأنسجة وتكوينها. واستخدمت أجزاء رقيقة من العينات المضمنة التي تم الحصول عليها مع microtome فائقة لlocalization المناعة مع الأجسام المضادة محددة. هذه التقنية تقدم دقة كبيرة، وخصوصية عالية، وفرصة للكشف عن عدة ظهارات الجليكان في نفس العينة. هذه التقنية تسمح توطين دون الخلية من الجليكان ويكتشف مستوى تراكمها في جدار الخلية. كما يسمح بتحديد الأنماط الزقتية -الزمنية لتوزيع البكتين و البكتين أثناء العمليات التطويرية. استخدام هذه الأداة قد توجه في نهاية المطاف اتجاهات البحوث وربط الجليكانات لوظائف محددة في النباتات. وعلاوة على ذلك، يمكن للمعلومات التي تم الحصول عليها أن تكمل الدراسات الكيميائية الحيوية ودراسات التعبير الجيني.
جدران الخلايا النباتية هي هياكل معقدة تتألف من السكريات وبروكرينات الجليكو. جدران الخلية هي هياكل ديناميكية للغاية التي تختلف هندستها التنظيمية ، والتنظيم والتركيب وفقا لنوع الخلية ، والتوطين ، ومرحلة التنمية ، ومحفزات خارجية وداخلية1. تعتبر بروتينات أرابينوغالات (AGPs) والبكتين مكونات مهمة من جدار الخلايا النباتية. إن البروتينات والجليكوسيلات عالية البيرة والبكتين هي السكاريدات المثلية التي تختلف تكوينها وكميتها وبنيتها اختلافاً كبيراً خلال مراحل نمو النباتات المختلفة2،3،4. وقد كشفت الدراسات AGPs والبكتين مشاركتهم في العديد من العمليات النباتية مثل موت الخلايا المبرمجة، والاستجابة للضغوط اللاأحيائية، والتكاثر النباتي الجنسي، من بين أمور أخرى كثيرة5. وقد بدأت معظم هذه الدراسات بمعلومات تم الحصول عليها من دراسات نقل المناعة.
ونظرا لتعقيدها، فإن دراسة جدران الخلايا تتطلب العديد من الأدوات المختلفة. الكشف عن الظهارات الجليكان باستخدام الأجسام المضادة أحادية النسيلة (mAbs) هو نهج قيم لحل توزيع السكرياتيدات وجليكوبروتين على طول هذا الهيكل. هناك مجموعة كبيرة من mAbs المتاحة للكشف عن epitopes الجليكان ويتم تحسين خصوصية كل ماب بشكل مستمر وكذلك6. التقنية الموصوفة هنا قابلة للتطبيق على جميع أنواع النباتات، وهي أداة مثالية لتوجيه اتجاهات البحث المستقبلية التي قد تنطوي على تقنيات أكثر تكلفة وتعقيدا.
في هذه التقنية، يتم الاقتران مع أجسام مضادة محددة كيميائيا لأصباغ الفلورسنت مثل FITC (الفلوريسين ايزوثيوسانات)، TRITC (tetramethylrhodamine-5-(و 6)-isothiocyanate) أو عدة صبغات فلور اليكسا. يوفر الفلورسينت العديد من المزايا، مما يسمح بتعريب الخلايا دون الخلوية الواضحة والسريعة للجليكانات التي يمكن ملاحظتها مباشرة تحت مجهر الفلورانس. وهو محدد وحساس للغاية ، لأن إعداد العينة يمكن أن يحمي بشكل فعال الهيكل الطبيعي للمستضد ، حتى لو كان موجودًا بكميات أقل. فإنه يسمح للكشف عن مستضدات متعددة في نفس العينة والأهم من ذلك، ويقدم جودة عالية ونتائج جميلة بصريا. على الرغم من القوة العظمى التي تقدمها دراسات تحديد المواقع المناعية المفلورة ، فإنها غالبا ما تعتبر صعبة الأداء والتنفيذ على الأرجح بسبب عدم وجود بروتوكولات مفصلة تسمح بالتصور من مختلف خطوات الإجراء. هنا، ونحن نقدم بعض المبادئ التوجيهية البسيطة حول كيفية تنفيذ هذه التقنية وكيفية الحصول على صور ذات جودة عالية.
بالنسبة للبروتوكول المقدم هنا، يجب أولاً إصلاح العينات وإضمانها باستخدام المثبت الأكثر ملاءمة. على الرغم من اعتبارها تقنية مستهلكة للوقت ومملة نسبيًا ، فإن التثبيت السليم وتضمين عينة النبات هو المفتاح لضمان إجراء فحص مناعي ناجح. لهذا الغرض، فإن الأكثر شيوعا هو تثبيت المواد الكيميائية باستخدام المثبتات عبر الربط، مثل الألدهيدات. المثبتات المتبادلة الربط إنشاء الروابط الكيميائية بين جزيئات الأنسجة، وتحقيق الاستقرار وتصلب العينة. الفورمالديهايد والغلوتارالدهيد هي عبر ربط المثبتات، وأحيانا يتم استخدام مزيج من كل من المثبتات7. الفورمالديهايد يقدم الحفاظ الهيكلية كبيرة من الأنسجة لفترات طويلة من الزمن، وإنتاج تراجع الأنسجة الصغيرة ويجري متوافقة مع المناعة. الجلثارالدهيد هو تثبيت أقوى ومستقرة تستخدم عادة في تركيبة مع الفورمالديهايد. استخدام الجلوتارالدلديهايد لديه بعض العيوب التي يجب أن تؤخذ في الاعتبار لأنه يقدم بعض المجموعات الألدهيد الحرة في الأنسجة الثابتة, التي قد تولد بعض العلامات غير محددة. أيضا الربط بين البروتينات والجزيئات الأخرى في بعض الأحيان قد تجعل بعض epitopes الهدف لا يمكن الوصول إليها للأجسام المضادة. لتجنب هذا، يجب تحديد كمية ومدة التثبيت بعناية.
بعد التثبيت، يتم تضمين عينات في الراتنج السليم لتصلب قبل الحصول على أقسام. لندن الراتنج (LR-الأبيض) الراتنج الاكريليك هو الراتنج المفضل لدراسات تخصيص المناعة. على عكس راتنجات أخرى، LR-White هو ماء، مما يسمح للأجسام المضادة للوصول إلى المستضدات الخاصة بهم، مع عدم الحاجة إلى أي علاج لتسهيل ذلك. LR-White لديها أيضا ميزة تقديم انخفاض فلورا لصناعة السيارات، مما يسمح للحد من الضوضاء الخلفية أثناء تصوير المناعة.
هناك العديد من تقنيات التلطيخ المتاحة للكشف عن مكونات مختلفة من جدار الخلية، مثل تلطيخ الأزرق ألسيان، تلطيخ الأزرق التلوويدين أو حمض الدورية شيف (PAS) تلطيخ. لا شيء من هذه تقدم قوة تحليل تخصيص المناعة8. هذا النهج يعطي قدرا أكبر من التحديد في الكشف عن الجليكان، وتقديم معلومات أوسع بشأن تكوين جدار الخلية وهيكل.
1. إعداد العينة: التثبيت، والجفاف، وLR-الأبيض تضمين
2. إعداد الشرائح
ملاحظة: يجب أن تكون الشرائح الزجاجية نظيفة وخالية من أي غبار أو شحوم أو أي ملوثات أخرى. حتى الشرائح الجديدة يجب تنظيفها لأن بعض الموردين يستخدمون الزيوت والمنظفات لمنع الشرائح من التمسك معا. أي الشحوم أو المنظفات سوف تتداخل مع التصاق القسم إلى الشريحة، حتى لو تعامل مع بولي-L-ليسين. الوبر والغبار سيؤثر على ملاحظات العينة وربما يفسد التجربة. شرائح تفلون المغلفة مع رد فعل الآبار هي مثالية لهذه المهمة. فهي بأسعار معقولة، قابلة لإعادة الاستخدام، ويقلل بشكل كبير من كمية حل الأجسام المضادة اللازمة. مع التنظيف السليم، يمكن إجراء ممتازة نوعية الفلورسنت المناعية بتكلفة معقولة جدا.
3. عينة التشذيب والقطع
4- نقل المناعة
ملاحظة: يعتمد إجراء تخصيص الفلورسنت المناعي على الاستخدام المتسلسل لأجسامتين مضادتين. يتم رفع الأجسام المضادة الأولية ضد مستضد مستهدف محدد. يتم رفع الأجسام المضادة الثانوية على وجه التحديد ضد الأجسام المضادة الأولية ويتم الاقتران مع تقنيات الفلورسنت إلى الفلوروفور (FITC في هذا البروتوكول المحدد). سيتم استخدام الأجسام المضادة الأولية للكشف عن المستضد المستهدف في العينة، وسيتم استخدام الأجسام المضادة الثانوية لتحديد الموقع حيث يتم توصيل الجسم المضاد الأساسي بالعينة بعد غسل الفائض من الأجسام المضادة الأولية. الضوابط هي جزء مهم من هذا الفحص ويجب دائما أن يتم تنفيذها لضمان دقة الملاحظات. يجب حجز بئر واحد على الشريحة للاستخدام كتحكم سلبي ، حيث سيتم تخطي علاج الأجسام المضادة الأولية ، وبالتالي لا ينبغي ملاحظة أي إشارة في نهاية التجربة. يجب أن تدرج سيطرة إيجابية في التجربة عن طريق معاملة واحدة بشكل جيد مع الأجسام المضادة التي وسم بالفعل معروفة ومؤكدة. يتم استخدام التحكم الإيجابي لتأكيد فعالية وسم الأجسام المضادة الثانوية وظروف التفاعل بينما يختبر التحكم السلبي خصوصية الأجسام المضادة الثانوية.
في تجربة ناجحة ، فإن الأجسام المضادة الثانوية تحديد موقع محدد من epitope في اللون الأخضر مشرق ، بطريقة متسقة ، مما يسمح لتوصيف تكوين جدار الخلية في مرحلة معينة من تطوير الخلية أو الأنسجة أو الجهاز. على سبيل المثال الأجسام المضادة LM6 له صلة عالية ل1,5-arabinan, مركب مع نوع-I rhamnogalacturonan التي يمكن العثور ...
طريقة تحديد المواقع المناعية الفلورية في النباتات الموصوفة هنا ، في حين أنها واضحة بسلاسة ، تعتمد على نجاح العديد من الخطوات الصغيرة. الأول منها هو إعداد العينة واللصلح. خلال هذه الخطوة الأولى، يتم استخدام مزيج من الفورمالديهايد والغلوتارالدهيد لتقاطع التشابك غالبية مكونات الخلية. يوفر ...
ويعلن أصحاب البلاغ عن عدم وجود تضارب في المصالح.
تلقى المؤلفون الدعم من مشروع الاتحاد الأوروبي 690946 'SexSeed' (الاستنساخ النباتي الجنسي – تكوين البذور) الممول من H2020-MSCA-RISE-2015 وSeedWheels FCT PTDC/BIA-FBT/27839/2017. تلقى مشروع AMP منحة من مشروع MSCA-IF-2016 التابع للاتحاد الأوروبي (رقم 753328). تلقت MC منحة من منحة دكتوراه FCT SFRH/BD/111781/2015.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
25% (w/v) Gluteraldehyde | Agar Scientific | AGR1010 | aq. Solution, methanol free |
8 wells Glass reaction slides | Marinfeld | MARI1216750 | other brands may be used |
Acetic acid | Sigma-Aldrich | A6283 | |
Anti-Rat IgG (wole molecule)-FITC antibody produced in GOAT | Sigma-Aldrich | F6258 | |
cover slips, 24 mm x 50 mm | Marinfeld | MARI0100222 | The cover slip should cover all the wells. Other brands may be used |
ddH2O | na | na | |
Absolute ethanol | na | na | |
Fluorescent brightner 28 | Sigma-Aldrich | F-6259 | |
Gelatin capsules | Agar scientific | AGG29211 | The capsule size should fit the size of the sample. |
Glass vials | na | na | Any simple unexpensive glass vials that can be sealed, may be used. The vials may be cleaned with 96% ethanol after use to remove LR-White residue and reused. |
LR-white medium grade, embdeding resin | Agar Scientific | AGR1281 | LR-White comes in several forms; the medium grade provides an adequate cutting support for most tissues, while for harder tissues a harder grade of LR-white may be recommendable. If possible use a resin already mixed with the polimeration activator (benzoyl peroxide), if not please follow the instructions of the supplier to prepare the resin. |
Non fat dry milk | Nestlé | na | any non fat dry milk is adequate |
Oven | na | na | generic laboratory oven |
Petri dish, 10 cm x 10 cm square | na | na | |
PIPES | Sigma Aldrich | P1851 | |
Rat generated Monoclonal Anti-Body | Plant probes | na | Several antibodies that recognize cell wall components are available at both the Complex Carbohydrate research center (CCRC, Georgia University USA) and Plant Probes (Paul Knox Cell Wall Lab, at Leeds University UK). A short list of some commonly used MABS and where they can be purchased is presented in Supplemental Table 1 |
Razor blades | na | na | regular razor blades |
SDS | Sigma-Aldrich | L6026 | |
Toluidine Blue-O | Agar Scientific | AGR1727 | |
Tween 20 | Sigma-Aldrich | P9416 | |
Ultramicrotome | Leica Microsystems | UC7 | |
Upright epifluorescence microscope with UV and FITC fluorescence filters | Leica Mycrosistems | DMLb | |
Vacuum chamber | na | na | |
Vacuum pump | na | na | |
Vectashield | vecta Labs | T-1000 | Other anti-fade may be used. Please do check for compatibility with FITC and the Fluorescente brightner 28. (Note: for a non-commercial alternative, (see Jonhson et al 198218) An anti-fade medium can be made by mixing 25 mg/mL of 1,4-Diazobicyclo-(2,2,2)octane (DABCO) in 9:1 (v/v) glycerol to 1xPBS. Adjust pH to 8.6 with diluted HCl.) |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved