Name: screening and identification of rna silencing suppressors from secreted effectors of plant pathogens
Uploaded: 2020-02-03T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Screening and Identification of RNA Silencing Suppressors from Secreted Effectors of Plant Pathogens at JoVE.com

この研究は、上海教育開発財団の「秀光プログラム」と中国国家主要研究開発プログラム(中国国家主要研究開発プログラム)からの助成金によって支えられました(2018YFD0201500)、中国国立自然科学財団(No.31571696および31660510)、中国の若手専門家のための千人の才能プログラム、上海市科学技術委員会(18DZ2260500)。

メモ:手順のすべてのステップは、室温(RT)で行う必要があります。
注意:病原性微生物を含むすべての培地、ならびにアッセイに使用される植物および植物組織を、廃棄する前に適切な廃棄物容器およびオートクレーブに預けてください。
1. 推定エフェクターを含むプラスミド構築物の調製
<ol><li>RNAシーケンシング(RNA-Seq)によって決定される感染時?...

<ol>
	<li>Waterfield, N. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+Virulence+Annotation+(RVA):+identification+of+virulence+factors+using+a+bacterial+genome+library+and+multiple+invertebrate+hosts.">Rapid Virulence Annotation (RVA): identification of virulence factors using a bacterial genome library and multiple invertebrate hosts.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (41), 15967-15972 (2008).</li><li>Rovenich, H., Boshoven, J. C., Thomma, B. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Filamentous+pathogen+effector+functions:+of+pathogens,+hosts+and+microbiomes.">Filamentous pathogen effector functions: of pathogens, hosts and microbiomes.</a> Current Opinion in Plant Biology. 20, 96-103 (2014).</li><li>Varden, F. A., De la Concepcion, J. C., Maidment, J. H., Banfield, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Taking+the+stage:+effectors+in+the+spotlight.">Taking the stage: effectors in the spotlight.</a> Current Opinion in Plant Biology. 38, 25-33 (2017).</li><li>Lee, A. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identifying+Pseudomonas+syringae+Type+III+Secreted+Effector+Function+via+a+Yeast+Genomic+Screen.">Identifying Pseudomonas syringae Type III Secreted Effector Function via a Yeast Genomic Screen.</a> G3: Genes, Genomes, Genetics. 9 (2), 535-547 (2019).</li><li>Toruno, T. Y., Stergiopoulos, I., Coaker, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant-Pathogen+Effectors:+Cellular+Probes+Interfering+with+Plant+Defenses+in+Spatial+and+Temporal+Manners.">Plant-Pathogen Effectors: Cellular Probes Interfering with Plant Defenses in Spatial and Temporal Manners.</a> Annual Review of Phytopathology. 54, 419-441 (2016).</li><li>Baulcombe, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RNA+silencing+in+plants.">RNA silencing in plants.</a> Nature. 431 (7006), 356-363 (2004).</li><li>Pumplin, N., Voinnet, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RNA+silencing+suppression+by+plant+pathogens:+defence,+counter-defence+and+counter-counter-defence.">RNA silencing suppression by plant pathogens: defence, counter-defence and counter-counter-defence.</a> Nature Reviews Microbiology. 11 (11), 745-760 (2013).</li><li>Csorba, T., Kontra, L., Burgyan, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Viral+silencing+suppressors:+Tools+forged+to+fine-tune+host-pathogen+coexistence.">Viral silencing suppressors: Tools forged to fine-tune host-pathogen coexistence.</a> Virology. 479-480, 85-103 (2015).</li><li>Johansen, L. K., Carrington, 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=Silencing+on+the+spot.+Induction+and+suppression+of+RNA+silencing+in+the+Agrobacterium-mediated+transient+expression+system.">Silencing on the spot. Induction and suppression of RNA silencing in the Agrobacterium-mediated transient expression system.</a> Plant Physiology. 126 (3), 930-938 (2001).</li><li>Powers, J. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+versatile+assay+for+the+identification+of+RNA+silencing+suppressors+based+on+complementation+of+viral+movement.">A versatile assay for the identification of RNA silencing suppressors based on complementation of viral movement.</a> Molecular Plant-Microbe Interactions. 21 (7), 879-890 (2008).</li><li>Voinnet, O., Lederer, C., Baulcombe, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+viral+movement+protein+prevents+spread+of+the+gene+silencing+signal+in+Nicotiana+benthamiana.">A viral movement protein prevents spread of the gene silencing signal in Nicotiana benthamiana.</a> Cell. 103 (1), 157-167 (2000).</li><li>Deleris, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hierarchical+action+and+inhibition+of+plant+Dicer-like+proteins+in+antiviral+defense.">Hierarchical action and inhibition of plant Dicer-like proteins in antiviral defense.</a> Science. 313 (5783), 68-71 (2006).</li><li>Li, W. X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interferon+antagonist+proteins+of+influenza+and+vaccinia+viruses+are+suppressors+of+RNA+silencing.">Interferon antagonist proteins of influenza and vaccinia viruses are suppressors of RNA silencing.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101 (5), 1350-1355 (2004).</li><li>Navarro, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+plant+miRNA+contributes+to+antibacterial+resistance+by+repressing+auxin+signaling.">A plant miRNA contributes to antibacterial resistance by repressing auxin signaling.</a> Science. 312 (5772), 436-439 (2006).</li><li>Qiao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oomycete+pathogens+encode+RNA+silencing+suppressors.">Oomycete pathogens encode RNA silencing suppressors.</a> Nature Genetics. 45 (3), 330-333 (2013).</li><li>Yin, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+fungal+effector+from+Puccinia+graminis+suppressing+RNA+silencing+and+plant+defense+responses.">A novel fungal effector from Puccinia graminis suppressing RNA silencing and plant defense responses.</a> New Phytologist. 222 (3), 1561-1572 (2019).</li><li>Zhang, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+WY+domain+in+the+Phytophthora+effector+PSR1+is+required+for+infection+and+RNA+silencing+suppression+activity.">The WY domain in the Phytophthora effector PSR1 is required for infection and RNA silencing suppression activity.</a> New Phytologist. 223 (2), 839-852 (2019).</li><li>Petersen, T. N., Brunak, S., von Heijne, G., Nielsen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SignalP+4.0:+discriminating+signal+peptides+from+transmembrane+regions.">SignalP 4.0: discriminating signal peptides from transmembrane regions.</a> Nature Methods. 8 (10), 785-786 (2011).</li><li>Earley, K. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gateway-compatible+vectors+for+plant+functional+genomics+and+proteomics.">Gateway-compatible vectors for plant functional genomics and proteomics.</a> Plant Journal. 45 (4), 616-629 (2006).</li><li>Woodman, M. E., Savage, C. R., Arnold, W. K., Stevenson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+PCR+of+Intact+Bacteria+(Colony+PCR).">Direct PCR of Intact Bacteria (Colony PCR).</a> Current Protocols in Microbiology. 42 (1), 1-7 (2016).</li><li>Cao, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+an+RNA+silencing+suppressor+from+a+plant+double-stranded+RNA+virus.">Identification of an RNA silencing suppressor from a plant double-stranded RNA virus.</a> Journal of Virology. 79 (20), 13018-13027 (2005).</li><li>Burgyan, J., Havelda, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Viral+suppressors+of+RNA+silencing.">Viral suppressors of RNA silencing.</a> Trends in Plant Science. 16 (5), 265-272 (2011).</li><li>Incarbone, M., Dunoyer, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RNA+silencing+and+its+suppression:+novel+insights+from+in+planta+analyses.">RNA silencing and its suppression: novel insights from in planta analyses.</a> Trends in Plant Science. 18 (7), 382-392 (2013).</li><li>Martinez-Priego, L., Donaire, L., Barajas, D., Llave, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silencing+suppressor+activity+of+the+Tobacco+rattle+virus-encoded+16-kDa+protein+and+interference+with+endogenous+small+RNA-guided+regulatory+pathways.">Silencing suppressor activity of the Tobacco rattle virus-encoded 16-kDa protein and interference with endogenous small RNA-guided regulatory pathways.</a> Virology. 376 (2), 346-356 (2008).</li></ol>

RNAサイレンシングは、ウイルス、細菌、ウーミセテ、真菌病原体と闘うために植物によって採用される重要な防御機構です。次に、これらの微生物は、抗ウイルスサイレンシングを打ち消すためにサイレンシング抑制タンパク質を進化させ、そしてこれらのRSSは、RNAサイレンシング経路22、23の異なるステップを妨害する。RSS10を?...

過去20年間、植物疾患を引き起こす微生物のゲノムシーケンシングの加速は、配列情報とコード化タンパク質の生物学的機能との間の知識格差の増加につながっている1。シーケンシングプロジェクトによって明らかにされた分子の中には、自然免疫を抑制し、宿主のコロニー形成を促進するエフェクター分子があります。これらの因子は、細菌、線虫、糸状微生物を含む破壊的な植物病原体によって分泌される。これらの脅威に対応するために、宿主植物はこれらのエフェクターを認識する新しい受容体を進化させたので、免疫応答の回復が可能になりました。したがって、エフェクターは様々な選択的圧力を受け、病原体系統2間のエフェクターレパートリーの多様化を招く。近年、植物病原体からの推定エフェクターは、シグナル伝達経路の調節制御、転写、細胞内輸送、細胞骨格安定性、小胞の密転、およびRNAサイレンシング3、4、5を含む様々な方法で微生物に利益をもたらす宿主細胞プロセスを妨げることによって、植物の先天性免疫を破壊することが示されている。しかし、大多数の病原体のエフェクター、特に糸状病原体のエフェクターは、謎めいたままである。
RNAサイレンシングは、真核生物の間で保存されている相同性媒介性遺伝子不活性化機械です。このプロセスは、長い二本鎖RNA(dsRNA)によって引き起こされ、相同の一本鎖RNA(ssRNA)を配列特異的に標的とし、抗ウイルス防御6を含む幅広い生物学的プロセスを操作する。宿主の自然免疫応答を乗り越えるために、一部のウイルスは、細胞内コンパートメント内で複製したり、サイレンシング再編成されたシグナルから脱出したりする能力を含むRNAサイレンシングを相殺するために進化した。それにもかかわらず、ウイルスがRNAサイレンシング依存性遺伝子機能の喪失からゲノムを保護する最も一般的な戦略は、RNAサイレンシング7、8を抑制する特定のタンパク質をコードすることです。いくつかの機械学的に異なるアプローチが確立され、アグロバクテリウム・ツメファシエンス培養物の共浸潤、推定サプレッサーを発現するトランスジェニック植物、グラフトおよび細胞培養9、10、11、12、13のウイルス抑制剤(VSR)をスクリーニングし、特徴付けされている。
これらのアッセイには、それぞれ長所と短所があり、VSRを独自の方法で識別します。最も一般的なアプローチの1つは、カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーターの制御下でGFPを構成的に発現するニコチアナベンタミアナ16c植物上の潜在的なウイルスタンパク質およびレポーター遺伝子(典型的には緑色蛍光タンパク質[GFP])を収容する個々のA.tmuefaciens培養物の共浸透に基づいている。アクティブなウイルスサイレンシング抑制剤がない場合、GFPは宿主細胞によって外因性として同定され、浸潤後3日以内に無音(dpi)される。これに対して、ウイルスタンパク質が抑制活性を有する場合、GFPの発現量は3−9dpi9を超えて安定したままである。この共浸透アッセイは、シンプルかつ高速です。ただし、安定性も高い感度も低いわけではありません。それにもかかわらず、アッセイは、多くのRNAウイルス7、8において多様なタンパク質配列および構造を有する多数のVsRを同定した。
近年、細胞RNAサイレンシング活性を阻害し得るいくつかのエフェクタータンパク質は、細菌、ウーミセテ、および真菌性植物病原体14、15、16から特徴付けられている。これらの知見は、RNAサイレンシング抑制がほとんどの王国の病原体によって使用される感染を促進するための一般的な戦略であることを示唆している。理論的には、エフェクターの多くは、すべてではないにしても、RNAサイレンシング抑制剤(RSS)をコードする可能性があります。しかし、現在までに、信頼できる一般的なスクリーニング戦略の不足のために、少数しか特定されていません。また、植物病原体17の大半では、RNAサイレンシングの抑制剤は調査されていない。
本報告では、農潤浸潤アッセイを用いて局所的および全身的なRNAサイレンシングを抑制できる植物病原体エフェクターを同定するための最適化された一般的なプロトコルを提示する。この研究の最も重要な目的は、プロトコルの重要な側面を強調し、そのステップを詳細に記述し、それによって植物病原体のほぼすべてのエフェクターに適したスクリーニングアッセイを提供することであった。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>2-Morpholinoethanesulfonic Acid (MES)</td>
			<td>Biofroxx</td>
			<td>1086GR500</td>
			<td>Buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2xTaq Master Mix</td>
			<td>Vazyme Biotech</td>
			<td>P112-AA</td>
			<td>PCR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-(N-morpholino) propanesulfonic acid (MOPS)</td>
			<td>Amresco</td>
			<td>0264C507-1KG</td>
			<td>MOPS Buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetosyringone (AS)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D134406-5G</td>
			<td>Induction of Agrobacterium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agar</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A1296-1KG</td>
			<td>LB medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>Biofroxx</td>
			<td>1110GR100</td>
			<td>Electrophoresis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amersham Hybond -N+</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>RPN303 B</td>
			<td>Nothern blot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amersham Imager</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>Amersham Imager 600</td>
			<td>Image</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bacto Tryptone</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>211705</td>
			<td>LB medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bacto Yeast Extraction</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>212750</td>
			<td>LB medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>D5100</td>
			<td>Photography</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ChemiDoc MP Imaging System</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chemiluminescent detection module component of dafa kits</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>89880</td>
			<td>Luminescence detection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloramphenicol</td>
			<td>Amresco</td>
			<td>0230-100G</td>
			<td>Antibiotics</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ClonExpress II One Step Cloning Kit</td>
			<td>Vazyme Biotech</td>
			<td>C112-01</td>
			<td>Ligation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DIG Easy Hyb</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>11603558001</td>
			<td>Hybridization buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Easypure Plasmid Miniprep kit</td>
			<td>TransGen Biotech</td>
			<td>EM101-02</td>
			<td>Plasmid Extraction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EasyPure Quick Gel Extraction Kit</td>
			<td>TransGen Biotech</td>
			<td>EG101-02</td>
			<td>Gel Extraction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA disodium salt dihydrate</td>
			<td>Amresco/VWR</td>
			<td>0105-1KG</td>
			<td>MOPS Buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrophoresis Power Supply</td>
			<td>LiuYi</td>
			<td>DYY6D</td>
			<td>Nucleic acid electrophoresis.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FastDigest EcoRV</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>FD0304</td>
			<td>Vector digestion</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gel Image System</td>
			<td>Tanon</td>
			<td>Tanon3500</td>
			<td>Image</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gentamycin</td>
			<td>Amresco</td>
			<td>0304-5G</td>
			<td>Antibiotics</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kanamycin Sulfate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>K1914</td>
			<td>Antibiotics</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LR Clonase II enzyme</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>11791020</td>
			<td>LR reaction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrocellulose Blotting membrane 0.45um</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>10600002</td>
			<td>Northern</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NORTH2south biotin random prime dna labeling kit</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>17075</td>
			<td>Biotin labeling</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCR Thermal Cyclers</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>T100</td>
			<td>PCR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peat moss</td>
			<td>PINDSTRUP</td>
			<td>Dark Gold + clay</td>
			<td>Plants</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peters Water-Soluble Fertilizer</td>
			<td>ICE</td>
			<td>Peter Professional 20-20-20</td>
			<td>Fertilizer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phanta Max Super-Fidelity DNA Polymerase</td>
			<td>Vazyme Biotech</td>
			<td>P505-d1</td>
			<td>Enzyme</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rifampicin</td>
			<td>MP Biomedicals</td>
			<td>219549005</td>
			<td>Antibiotics</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNA Gel Loading Dye (2X)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>R0641</td>
			<td>RNA Gel Loading Dye</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Acetate Hydrate</td>
			<td>Amresco/VWR</td>
			<td>0530-1KG</td>
			<td>MOPS Buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride</td>
			<td>Amresco</td>
			<td>0241-10KG</td>
			<td>LB medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tri-Sodium citrate</td>
			<td>Amresco</td>
			<td>0101-1KG</td>
			<td>SSC Buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trizol Reagent</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>15596018</td>
			<td>RNA isolation reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV lamp</td>
			<td>Analytik Jena</td>
			<td>UVP B-100AP</td>
			<td>Observation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UVP Hybrilinker Oven</td>
			<td>Analytik Jena</td>
			<td>OV2000</td>
			<td>Northern</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

screening and identification of rna silencing suppressors from secreted effectors of plant pathogens

RNAサイレンシングは、真核生物における進化的に保存された配列特異的遺伝子調節機構です。いくつかの植物病原体は、宿主植物RNAサイレンシング経路を阻害する能力を持つタンパク質を進化させた。ウイルスエフェクタータンパク質とは異なり、細菌、ウーミセテ、真菌病原体のRNAサイレンシングを抑制する能力を示したのは、分泌されたエフェクタータンパク質の数個のみであり、ほとんどのエフェクターの分子機能はほとんど知られていない。ここでは、RNAサイレンシングを観察する一般的な方法として役立つ可能性のあるCo-浸潤アッセイのわずかに改変されたバージョンと、植物病原体によって分泌されるエフェクタータンパク質の特徴付けについて詳しく説明します。このアプローチの重要なステップは、健康で完全に発達した葉を選択し、細菌培養を600nmで適切な光学密度(OD)に調整し、浸潤した最適な時間に蛍光タンパク質(GFP)蛍光を観察することです。抑制活性が弱いエフェクターを省略することを避けるために葉。この改良されたプロトコルは、RNAサイレンシング抑制剤の迅速かつ正確かつ広範なスクリーニングに寄与し、これらのタンパク質の分子機能を調べるための優れた出発点として役立ちます。

上記では、P. sojae RxLR エフェクターの RSS 活性を評価するためのスクリーニングアッセイの改善手順について説明します。全体として、実験には5-6週間かかります。続いて、アッセイによって同定されたRSSを、機能および分子機構の観点からさらに特徴付けることができる。我々のアプローチの一例として、我々は、感染時にハウストリアを介して分泌され、宿...

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Screening and Identification of RNA Silencing Suppressors from Secreted Effectors of Plant Pathogens

ここでは、植物病原体のRNAサイレンシング抑制剤を迅速にスクリーニングするために広く使用できる改変スクリーニング方法を紹介する。

植物病原体の分泌されたエフェクターからのRNAサイレンシング抑制剤のスクリーニングと同定

RNA silencing is an evolutionarily conserved, sequence-specific gene regulation mechanism in eukaryotes. Several plant pathogens have evolved proteins ...

この方法は、植物病原体によって分泌されるRNAサイレンシングサプレッサーをスクリーニングする方法に関する重要な質問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、RNAサイレンシングサプレッサー同定のための迅速で正確かつ広範なスクリーニングアッセイを提供することです。50%の泥炭苔、30%パーライト、20%のバーミクーライトとオートクレーブからなるポット土壌ミックスを摂氏120度で20分間準備します。オートクレーブ土壌を植物肥料溶液と1リットル当たり1グラムで浸し、より大きなトレイに保存された小さなポットにサブパッケージします。ニコティアナベタミアナ16cの1つまたは2つの種子を各鍋の土壌表面にまきます。トレイにプラスチック製のドームを覆い、種子を発芽させます。温度が23~25°C、相対湿度50~60%、長い日光周期で、軽くて温度制御された成長室の下にトレイを置きます。3~4日後、種子は発芽する。プラスチックドームを取り除き、苗が発芽ステップに使用されるのと同じ条件下で成長できるようにします。2~3日ごとに、土壌を湿らせたまま、浸かないように適切な量の水を加えます。10日ごとに、肥料を加えるので、さらなる成長を促進します。植物が目に見える腋窩や花の芽を持たない少なくとも5つの完全に発達した真の葉を持ち、葉が健康的な緑色の外観を持つまで、通常の条件下でニコチアナベタミアナ16c植物を維持します。全身性RNAサイレンシングアッセイには10〜14日前のニコティアナ・ベサミアナ16c植物を使用し、ニコティアナ・ベタミアナ16cの3〜4週齢の葉を地元のRNAサイレンシングアッセイに使用します。先端を使用してLBプレートから正のコロニーを選び、5ミリリットルのLB培地を含むガラス管に細胞を接種し、1ミリリットルカナマイシンあたり50マイクログラム、1ミリリットルリファンピシンあたり50マイクログラムを添加します。200 RPMで24~48時間揺れ、30°Cで細胞を成長させます。同じ抗生物質を添加したLB培地の5ミリリットル、pH 5.6で10ミリモルMES、および20マイクロモルASに培養物の100マイクロリットルを移す。200 RPMで16~20時間振ると、30°Cで細菌を成長させます。細胞を4,000回gで10分間遠心分離する。上清を捨て、10ミリモル塩化マグネシウムバッファーの2ミリリットルでペレットを再懸濁します。洗浄を繰り返して、抗生物質を完全に除去します。600ナノメートルで光学密度を測定することにより、アグロバクテリウム培養の密度を決定します。10 ミリモル塩化マグネシウム バッファーを使用して細胞培養を 1.5 ~ 2.0 の OD 600 に調整します。最終的な懸濁液培養物にpH 5.6および150マイクロモルASで10ミリモルMESを加え、揺れることなく少なくとも3時間室温で細胞をインキュベートする。35Sキュウリモザイクウイルスサプレッサー2b、推定エフェクターまたは空のベクターを含むアグロバクテリウム培養物と35S緑色蛍光タンパク質を含むアグロバクテリウム培養物の等量を混合する。1ミリリットルの無針注射器を使用して、ニコティアナベタミアナ16c葉の腹軸側に混合アグロバクテリウム懸濁液を慎重かつゆっくりと浸透させる。軟部組織拭き取りで葉から残りの細菌懸濁液を取り除き、浸潤したパッチのマージンをマーカーペンで丸で囲みます。浸潤後3~4日、長波紫外灯を用い、浸潤した葉の斑点中のGFP蛍光を視覚的に検出する。浸潤後2週間、ランプを使用して、全身RNAサイレンシングのために植物全体の新しく成長した葉を検出します。浸潤後4~7日で葉組織からRNA全体を分離するには、浸潤したニコチアナ・ベタミアナ16cパッチから葉組織をモルタルに集める。乳鉢に液体窒素を入れ、粉砕ロッドで細かい粉末に組織を粉砕し、粉末を無菌2ミリリットルチューブに移します。すぐに100ミリグラムの組織の体積でRNA分離試薬をフード内のサンプルチューブに加え、均質化するために激しく渦を巻き、室温で5分間インキュベートします。ボンネット内の各チューブに、RNA分離試薬1ミリリットル当たり200マイクロリットルの体積にクロロホルムを加え、15秒間激しく振り、室温で5分間インキュベートします。ホモゲネートを摂氏4度で15分間12,000倍に遠心する。上清を新しいRNaseフリーチューブに移し、ペレットを捨てます。上清に0.7容量のイソプロパノールを加え、数回穏やかに反転し、室温で10分間インキュベートします。12,000グラムで摂氏4度で15分間遠心分離することによりRNAペレットを沈殿させる。上清を捨てます。70%エタノールでペレットを洗浄し、フード内のペレットを空気乾燥させます。65°Cの水浴で10〜20分間インキュベートすることにより、ジエチル・ピロカーボネート処理水にRNAを溶解します。GFPメッセンジャーRNAレベルのノーザンブロット分析を行うために、1.2%ホルムアルデヒド変性アガロースゲルを1X MOPSランニングバッファに調製します。RNAをRNA負荷色素と1対1で混合し、摂氏65度で10分間インキュベーションしてRNAを変性させます。変性したサンプルを氷の上ですぐに1分間冷やします。ピペットを使用して、RNAが十分に分離されるまで50分間、ゲルとエレクトロフォレスのウェルにサンプルを50分間ロードします。ゲルを20倍の生理食塩水ナトリウムクエン酸バッファーにリンスし、ホルムアルデヒドを除去します。20X生理塩水ナトリウムクエン酸バッファー、ペーパータオル1層、ウェットWhatman紙の2層、ゲルの1層、ナイロン膜の1層、湿ったWhatman紙の2層、乾燥したWhatman紙の2層、ガラス板、および重量を設定することにより、一晩毛細血管移動を行います。朝、ゲル中のRNAはナイロン膜に移されます。膜をクエン酸2X生理塩水ナトリウムに浸し、濡れた膜をUV架橋にさらしてRNAを膜に固定します。原稿に従って進みます。3〜4週齢のニコチアナベタミアナ16c植物の完全に発達した葉は、35S GFPを運ぶアグロバクテリウム混合物とのパッチに共浸透した。浸潤後4日間で、浸潤領域のGFP蛍光を自然光と長波UV光下で画像化した。ノーザンブロットは、35S GFPプラスEVを発現する葉よりも35S GFPプラス35S CMV2bまたは35S GFPプラス35S PSR1を発現する葉にGFPメッセンジャーRNAがより高く蓄積したことを明らかにした。アグロインフィルトレーションアッセイは、2週齢のニコチアナベタミアナ16c苗の葉のサイレンシング信号の広がりを評価するために行った。浸潤後14日で、EVの98%以上が全身葉に明らかなGFPシグナル伝達を示さなかった。一方、CMV2bおよびPSR1の両方がサイレンシング信号の全身的な広がりを効率的に阻害した。GFP蛍光は、共浸潤植物の約80%で観察され、残りの20%では、新たに出現した葉にわずかな赤い静脈が現れた。この技術は、研究者が多くの植物病原体によって分泌される新しいRNAサイレンシングサプレッサーを同定する道を開きます。植物と適切なODの組み合わせは、この手順を試みるときに覚えておくべきことが最も重要です。この手順に従って、RNAサイレンシングサプレッサーの機能的特徴付けにより、これらのサプレッサが宿主RNAサイレンシングを押す仕組みと、その出力が何であるかが調べられます。植物に潜入する際は安全ゴーグルを着用し、実験の全工程でラテックス手袋を着用してください。

Research

JoVE Journal

Genetics

Genetic Manipulation of the Plant Pathogen Ustilago maydis to Study Fungal Biology and Plant Microbe Interactions

Genetic Manipulation of the Plant Pathogen Ustilago maydis to Study Fungal Biology and Plant Microbe Interactions

植物病原体の遺伝子操作<em&gt;ウスチラゴmaydis</em&gt;真菌生物と植物微生物相互作用を研究します

Gene deletion plays an important role in the analysis of gene function. One of the most efficient methods to disrupt genes in a targeted manner is the ...

Mapping RNA-RNA Interactions Globally Using Biotinylated Psoralen

ビオチン化ソラレンを用いたRNA-RNA相互作用のマッピング

Knowing how RNAs interact with themselves and with others is key to understanding RNA based gene regulation in the cell. While examples of RNA-RNA ...

Assessment of DNA Contamination in RNA Samples Based on Ribosomal DNA

リボソーム DNA に基づいて RNA サンプルの DNA 汚染の評価

One method extensively used for the quantification of gene expression changes and transcript abundances is reverse-transcription quantitative real-time ...

Purification of High Molecular Weight Genomic DNA from Powdery Mildew for Long-Read Sequencing

ロングリード配列決定のためのうどんこ病から高分子量のゲノムDNAの精製

The powdery mildew fungi are a group of economically important fungal plant pathogens. Relatively little is known about the molecular biology and genetics ...

RNA Pull-down Procedure to Identify RNA Targets of a Long Non-coding RNA

RNA プルダウン長い非コード RNA の RNA 標的を識別する手順

Long non-coding RNA (lncRNA), which are sequences of more than 200 nucleotides without a defined reading frame, belong to the regulatory non-coding ...

Exploring the Root Microbiome: Extracting Bacterial Community Data from the Soil, Rhizosphere, and Root Endosphere

探索ルート マイクロバイ: 土、根、およびルート Endosphere から細菌群集のデータを抽出

The intimate interaction between plant host and associated microorganisms is crucial in determining plant fitness, and can foster improved tolerance to ...

Generation of Cancer Cell Clones to Visualize Telomeric Repeat-containing RNA TERRA Expressed from a Single Telomere in Living Cells

生きている細胞の単一テロメアから表現されるテロメア繰り返し含む RNA テラを視覚化するがん細胞クローンの生成

Telomeres are transcribed, giving rise to telomeric repeat-containing long noncoding RNAs (TERRA), which have been proposed to play important roles in ...

Identification of Footprints of RNA:Protein Complexes via RNA Immunoprecipitation in Tandem Followed by Sequencing (RIPiT-Seq)

Identification of Footprints of RNA:Protein Complexes via RNA Immunoprecipitation in Tandem Followed by Sequencing RIPiT-Seq

ランデムにおけるRNA免疫沈殿によるRNAタンパク質複合体の足跡の同定、シーケンシング(RIPiT-Seq)

RNA immunoprecipitation in tandem (RIPiT) is a method for enriching RNA footprints of a pair of proteins within an RNA:protein (RNP) complex. RIPiT ...

Identification of Circular RNAs using RNA Sequencing

RNA シーケンシングを使用した円形 RNA の同定

Circular RNAs (circRNAs) are a class of non-coding RNAs involved in functions including micro-RNA (miRNA) regulation, mediation of protein-protein ...

A FACS-based Protocol to Isolate RNA from the Secondary Cells of Drosophila Male Accessory Glands

A FACS-based Protocol to Isolate RNA from the Secondary Cells of Drosophila Male Accessory Glands

ショウジョウバエ男性アクセサリー腺の二次細胞からRNAを分離するFACSベースのプロトコル

To understand the function of an organ, it is often useful to understand the role of its constituent cell populations. Unfortunately, the rarity of ...