Name: investigating tissue- and organ-specific phytochrome responses using facs-assisted cell-type specific expression profiling in arabidopsis thaliana
Uploaded: 2010-05-29T14:00:00
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Die Arbeit in der Montgomery-Labor auf Phytochrom Reaktionen in Pflanzen wird durch die National Science Foundation (Grant No. MCB-0919100 bis BLM) und der Chemical Sciences, Geosciences and Biosciences Division, Office of Basic Energy Sciences, Office of Science, US Department of unterstützt Energy (Grant No. DE FG02 91ER20021 zu BLM). Wir danken Melissa Whitaker für die technische Unterstützung während der Dreharbeiten und kritische Durchsicht des Manuskripts, Stephanie Costigan für experimentelle Mitarbeit, Dr. Louis King für die Unterstützung bei der Entwicklung und Optimierung Fluorescence-Activated Cell Sorting Protokolle für Arabidopsis Protoplasten Sortierung und Dr. Melinda Rahmen für die Unterstützung bei der konfokalen Mikroskopie. Wir bedanken uns bei Marlene Cameron für die grafische Gestaltung Unterstützung und Karen Vogel für redaktionelle Unterstützung.

1. Plant Growth <ol><li> Bestätigt UAS-BVR X GAL4-GFP-Enhancer trap line isoliert als 4 beschrieben (Zusammenfassung siehe Abb.. 1) und Wildtyp-oder elterlichen Linien sind auf den Boden gesät, dh ~ 2000 sterilisierten Samen pro Zeile. </li><li> Pflanzen sind für 5 Wochen auf den Boden unter weißer Beleuchtung von 100 μmolm -2 s -1 gewachsen bei 22 ° C und 70% Luftfeuchtigkeit. </li></ol> 2. Blatt Protoplastenisolierung (angepasst von Denecke und Vitale <sup...

<ol>
	<li>Franklin, K. A., Quail, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phytochrome+functions+in+Arabidopsis+development.">Phytochrome functions in Arabidopsis development.</a> J. Exp. Bot. 61, 11-24 (2010).</li><li>Montgomery, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Right+place,+right+time:+Spatiotemporal+light+regulation+of+plant+growth+and+development.">Right place, right time: Spatiotemporal light regulation of plant growth and development.</a> Plant Signal Behav. 3, 1053-1060 (2008).</li><li>Laplaze, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GAL4-GFP+enhancer+trap+lines+for+genetic+manipulation+of+lateral+root+development+in+Arabidopsis+thaliana.">GAL4-GFP enhancer trap lines for genetic manipulation of lateral root development in Arabidopsis thaliana.</a> J. Exp. Bot. 56, 2433-2442 (2005).</li><li>Costigan, S., Warnasooriya, S. N., Montgomery, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Root-localized+phytochrome+chromophore+synthesis+is+required+for+tissue-specific+photoregulation+of+root+elongation+and+impacts+sensitivity+to+jasmonic+acid+in+Arabidopsis+thaliana.">Root-localized phytochrome chromophore synthesis is required for tissue-specific photoregulation of root elongation and impacts sensitivity to jasmonic acid in Arabidopsis thaliana.</a> , .</li><li>Lagarias, D. M., Crepeau, M. W., Maines, M. D., Lagarias, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+photomorphogenesis+by+expression+of+mammalian+biliverdin+reductase+in+transgenic+Arabidopsis+plants.">Regulation of photomorphogenesis by expression of mammalian biliverdin reductase in transgenic Arabidopsis plants.</a> Plant Cell. , 675-688 (1997).</li><li>Montgomery, B. L., Yeh, K. C., Crepeau, M. W., Lagarias, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modification+of+distinct+aspects+of+photomorphogenesis+via+targeted+expression+of+mammalian+biliverdin+reductase+in+transgenic+Arabidopsis+plants.">Modification of distinct aspects of photomorphogenesis via targeted expression of mammalian biliverdin reductase in transgenic Arabidopsis plants.</a> Plant Physiol. 121, 629-639 (1999).</li><li>Warnasooriya, S. N., Montgomery, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+spatial-specific+phytochrome+responses+using+targeted+expression+of+biliverdin+reductase+in+Arabidopsis.">Detection of spatial-specific phytochrome responses using targeted expression of biliverdin reductase in Arabidopsis.</a> Plant Physiol. 149, 424-433 (2009).</li><li>Warnasooriya, S. N., Porter, K. J., Montgomery, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light-dependent+anthocyanin+accumulation+and+phytochromes+in+Arabidopsis+thaliana.">Light-dependent anthocyanin accumulation and phytochromes in Arabidopsis thaliana.</a> , .</li><li>Denecke, J., Vitale, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+protoplasts+to+study+protein+synthesis+and+transport+by+the+plant+endomembrane+system.">The use of protoplasts to study protein synthesis and transport by the plant endomembrane system.</a> Methods Cell Biol. 50, 335-348 (1995).</li><li>Birnbaum, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+type-specific+expression+profiling+in+plants+via+cell+sorting+of+protoplasts+from+fluorescent+reporter+lines.">Cell type-specific expression profiling in plants via cell sorting of protoplasts from fluorescent reporter lines.</a> Nat. Methods. 2, 615-619 (2005).</li><li>Ma, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+control+of+Arabidopsis+development+entails+coordinated+regulation+of+genome+expression+and+cellular+pathways.">Light control of Arabidopsis development entails coordinated regulation of genome expression and cellular pathways.</a> Plant Cell. 13, 2589-2607 (2001).</li><li>Chen, M., Chory, J., Fankhauser, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+signal+transduction+in+higher+plants.">Light signal transduction in higher plants.</a> Annu. Rev. Genet. 38, 87-117 (2004).</li><li>Ulm, R., &amp;amp, N. a. g. y., F, . <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Signalling+and+gene+regulation+in+response+to+ultraviolet+light.">Signalling and gene regulation in response to ultraviolet light.</a> Curr. Opin. Plant Biol. 8, 477-482 (2005).</li><li>Ma, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organ-specific+expression+of+Arabidopsis+genome+during+development.">Organ-specific expression of Arabidopsis genome during development.</a> Plant Physiol. 138, 80-91 (2005).</li><li>Neff, M. M., Fankhauser, C., &amp;amp, C. h. o. r. y., J, . <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light:+an+indicator+of+time+and+place.">Light: an indicator of time and place.</a> Genes Dev. 14, 257-271 (2000).</li><li>Birnbaum, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+gene+expression+map+of+the+Arabidopsis+root.">A gene expression map of the Arabidopsis root.</a> Science. 302, 1956-1960 (2003).</li></ol>

Gene Expression Profiling durch Mikroarrays (1) hat angedeutet, dass mehr als 30% der Gene in Arabidopsis-Keimlinge Licht reguliert 11 sind und (2) hat eine große Gruppe von Genen, Licht Signaltransduktionsproteine ​​in der Phytochrom Signalkaskade 12, 13 beteiligten identifiziert . Solche Experimente deuten darauf hin, dass Licht eine schnelle und langfristige Veränderungen in der Genexpression induziert. Jeder Pool von Phytochrome kann die Kontrolle nur eine Teilmenge der Entwicklungs-und A...

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		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Anti-BVR antibody</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>QED Bioscience Inc.</td>
<td>56257-100</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Cellulase &#x201C;Onozuka&#x201D; R-10</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>SERVA Electrophoresis GmbH, Crescent Chemical Company</td>
<td>MSPC 0930</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Gamborg&#x2019;s B5 basal salt mixture</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma</td>
<td>G5768</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Macerozyme R-10</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>SERVA Electrophoresis GmbH, Crescent Chemical Company</td>
<td>PTC 001</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>MES, low moisture content</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma</td>
<td>M3671</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Murashige and Skoog salts</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Caisson Laboratories</td>
<td>74904</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Phytablend</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Caisson Laboratories</td>
<td>28302</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>RNeasy Plant Minikit</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Qiagen</td>
<td>16419</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

investigating tissue- and organ-specific phytochrome responses using facs-assisted cell-type specific expression profiling in arabidopsis thaliana

Licht vermittelt eine Reihe von Entwicklungs-und adaptive Prozesse über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage. Pflanzen nutzen Licht absorbierende Moleküle, so genannte Photorezeptoren zu spüren und sich an Licht. Die rot / Dunkelrot-Licht-absorbierenden Photorezeptoren Phytochrom wurden umfassend untersucht. Phytochrome existieren als eine Familie von Proteinen mit unterschiedlichen und sich überschneidenden Funktionen in allen höheren Pflanzen, in denen sie studiert haben,<sup&gt; 1</sup&gt;. Phytochrom-vermittelten Reaktionen Licht, das von Keimung der Samen durch blühende und Seneszenz-Bereich, sind oft auf bestimmte pflanzliche Gewebe oder Organen lokalisiert<sup&gt; 2</sup&gt;. Trotz der Entdeckung und Aufklärung der individuellen und redundant Phytochrom Funktionen durch Mutationsanalysen, aussagekräftige Berichte auf unterschiedlichen Seiten des photoperception und die molekularen Mechanismen der lokalen Pools von Phytochrome, die vermitteln, räumlich-spezifische Phytochrom Reaktionen begrenzt sind. Wir haben Experimente auf der Hypothese, dass bestimmte Websites von Phytochrom photoperception regulieren Gewebe-und Organ-spezifische Aspekte der Photomorphogenese und die lokalisierte Phytochrom Pools engagieren verschiedene Teilmengen von nachgeschalteten Zielgene in Zell-Zell-Signal basiert. Wir entwickelten ein biochemischer Ansatz zur selektiven Reduktion funktioneller Phytochrome in einem Organ-oder Gewebe-spezifische Weise in transgenen Pflanzen. Unsere Untersuchungen basieren auf einem bipartiten Enhancer-trap Ansatz, der in Transaktivierung der Expression eines Gens unter der Kontrolle des Upstream Activation Sequence (UAS) Element Ergebnisse der Transkriptionsaktivator GAL4 Basis<sup&gt; 3</sup&gt;. Das Biliverdin-Reduktase (<em&gt; BVR</em&gt;)-Gen unter die Kontrolle der UAS wird stillschweigend in der Abwesenheit von GAL4 Transaktivierung in der FH-BVR Elternteil aufrechterhalten<sup&gt; 4</sup&gt;. Genetische Kreuzungen zwischen einem UAS-BVR transgene Linie und ein GAL4-GFP-Enhancer trap line führen zu spezifischen Ausdruck der<em&gt; BVR</em&gt; Gen in Zellen gekennzeichnet durch<em&gt; GFP</em&gt; Ausdruck<sup&gt; 4</sup&gt;. BVR Akkumulation in Arabidopsis-Pflanzen führt Phytochrom-Chromophor-Mangel<em&gt; In planta</em<sup&gt; 5-7</sup&gt;. So sind transgene Pflanzen, die wir haben, zeigen GAL4-abhängige Aktivierung der produzierten<em&gt; BVR</em&gt; Gen, was in der biochemischen Inaktivierung von Phytochrom sowie GAL4-abhängigen<em&gt; GFP</em&gt; Ausdruck. Photobiologische und molekulargenetische Analysen<em&gt; BVR</em&gt; Transgenen Linien sind nachgiebig Einblick in Gewebe-und Organ-spezifische Phytochrom-vermittelten Reaktionen, die mit entsprechenden Stellen des photoperception in Verbindung gebracht wurden<sup&gt; 4, 7, 8</sup&gt;. Fluorescence Activated Cell Sorting (FACS) von GFP-positive, Enhancer-trap-induzierte<em&gt; BVR</em&gt;-Exprimierenden Pflanzenprotoplasten mit Zelltyp-spezifische Gene Expression Profiling durch Microarray-Analyse gekoppelt wird verwendet, um vermeintliche nachgeschaltete Zielgene bei der Vermittlung von räumlich-spezifische Phytochrom Reaktionen beteiligt sind. Diese Forschung baut unser Verständnis von Seiten der Lichtwahrnehmung, die Mechanismen, durch die verschiedenen Gewebe oder Organe in Licht-regulierte Pflanzenwachstums und der Entwicklung zusammenarbeiten und die Weiterentwicklung der molekularen Zergliederung komplexer Phytochrom-vermittelten Zell-Zell-Signalkaskaden.

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Investigating Tissue- and Organ-specific Phytochrome Responses using FACS-assisted Cell-type Specific Expression Profiling in Arabidopsis thaliana

Die molekulare Basis der räumlich-spezifische Phytochrom Reaktionen wird untersucht mit Hilfe von transgenen Pflanzen, die Gewebe-und Organ-spezifische Phytochrom Mängel aufweisen. Die Isolierung von spezifischen Zellen mit induzierter Phytochrom-Chromophor Abreicherung durch Fluorescence-Activated Cell Sorting gefolgt von Microarray-Analysen wird genutzt, um Gene in räumlich-spezifische Phytochrom Reaktionen beteiligt sind.

Untersuchung Tissue-und Organ-spezifische Phytochrom Antworten mit FACS-gestützte zelltypspezifisch Expression Profiling in Arabidopsis thaliana</em

Light mediates an array of developmental and adaptive processes throughout the life cycle of a plant. Plants utilize light-absorbing molecules called ...

Research

JoVE Journal

Biology

Investigating Tissue- and Organ-specific Phytochrome Responses using FACS-assisted Cell-type Specific Expression Profiling in Arabidopsis thaliana

Floral-dip Transformation of Arabidopsis thaliana to Examine pTSO2::&beta;-glucuronidase Reporter Gene Expression

Floral-dip Transformation of Arabidopsis thaliana to Examine pTSO2::ÃƒÅ½Ã‚Â²-glucuronidase Reporter Gene Expression

Floral-dip Transformation von Arabidopsis thaliana Zum Untersuchen PTSO2: β-Glucuronidase Reporter Gene Expression

The ability to introduce foreign genes into an organism is the foundation for modern biology and biotechnology. In the model flowering plant Arabidopsis ...

Forschung

Biologie

Heterokaryon Technique for Analysis of Cell Type-specific Localization

Heterokaryon Technik zur Analyse von Zelltyp-spezifischen Localization

A significant number of proteins are regulated by subcellular trafficking or nucleocytolasmic shuttling.  These proteins display a diverse array of ...

Arabidopsis thaliana Polar Glycerolipid Profiling by Thin Layer Chromatography (TLC) Coupled with Gas-Liquid Chromatography (GLC)

Arabidopsis thaliana Polar Glycerolipid Profiling by Thin Layer Chromatography TLC Coupled with Gas-Liquid Chromatography GLC

Arabidopsis thaliana Polar Glycerolipid Profiling durch Dünnschichtchromatographie (TLC) mit Gas-Flüssigkeits-Chromatographie (GLC) Coupled

Biological membranes separate cells from the environment. From a single cell to multicellular plants and animals, glycerolipids, such as ...

High Resolution Quantification of Crystalline Cellulose Accumulation in Arabidopsis Roots to Monitor Tissue-specific Cell Wall Modifications

High Resolution Quantification of Crystalline Cellulose Accumulation in Arabidopsis Roots to Monitor Tissue-specific Cell Wall Modifications

Hohe Auflösung Quantifizierung kristalliner Cellulose Akkumulation in<em&gt; Arabidopsis</em&gt; Roots Gewebespezifische Zellwand Änderungen überwachen

Plant cells are surrounded by a cell wall, the composition of which determines their final size and shape. The cell wall is composed of a complex matrix ...

TChIP-Seq: Cell-Type-Specific Epigenome Profiling

TChIP-Seq: Cell-Type-Specific Epigenom Profilierung

Epigenetic regulation plays central roles in gene expression. Since histone modification was discovered in the 1960s, its physiological and pathological ...

Cell Type-specific Gene Expression Profiling in the Mouse Liver

Zelltypspezifische Gene Expression Profiling in der Mausleber

Liver repopulation after injury is a crucial feature of mammals which prevents immediate organ failure and death after exposure of environmental toxins. A ...

Laser-Capture Microdissection RNA-Sequencing for Spatial and Temporal Tissue-Specific Gene Expression Analysis in Plants

Laser-Capture Microdissection RNA-Sequenzierung für räumliche und zeitliche gewebespezifische Genexpressionsanalyse in Pflanzen

The development of a complex multicellular organism is governed by distinct cell types that have different transcriptional profiles. To identify ...

Isolate Cell-Type-Specific RNAs from Snap-Frozen Heterogeneous Tissue Samples without Cell Sorting

Zelltypspezifische RNAs aus eingefrorenen heterogenen Gewebeproben ohne Zellsortierung isolieren

Cellular heterogeneity poses challenges to understanding the function of complex tissues at a transcriptome level. Using cell-type-specific RNAs avoids ...

Spatiotemporal Investigation of ERL1 Dynamics via Confocal Imaging

Image-Based Methods to Study Membrane Trafficking Events in Stomatal Lineage Cells

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In eukaryotic cells, membrane components, including proteins and lipids, are spatiotemporally transported to their destination within the endomembrane ...

An Improved Method to Measure Pollen Hydration Profiles in Arabidopsis thaliana

A High-Resolution, Single-Grain, In Vivo Pollen Hydration Bioassay for Arabidopsis thaliana

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Ein hochauflösender Einzelkorn-In-vivo-Pollenhydratations-Bioassay für Arabidopsis thaliana

Sexual reproduction in flowering plants requires initial interaction between the pollen grain and the stigmatic surface, where a molecular dialog is ...