Name: translating ribosome affinity purification (trap) to investigate arabidopsis thaliana root development at a cell type-specific scale
Uploaded: 2020-05-14T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Translating Ribosome Affinity Purification TRAP to Investigate Arabidopsis thaliana Root Development at a Cell Type-Specific Scale at JoVE.com

Zürih Genetik Çeşitlilik Merkezi'nden Jean-Claude Walser'a bu projenin erken evresinde önemli uzman tavsiyeleri için teşekkür ederiz. Vermeer laboratuvarındaki çalışmalar, JEMV'ye verilen İsviçre Ulusal Bilim Vakfı'ndan (SNSF) SNF Profesörlük hibesi (PP00P3_157524) ve R'EQUIP ekipman hibesi (316030_164086) tarafından desteklendi.

1. Transgenin klonlanması, transgenik hat üretimi ve seçimi
<ol><li>Uygun giriş vektöründe tercih edilen organizatörü klonlayın. PDONRP1-P249'darekombinasyon bazlı klonlama yöntemi(Malzeme Tablosu)kullanın ve pDONRP4-P1r'deki organizatörleri (tercih edilen afinitasyon etiketi veya floresan proteinle) yeniden birleştirin.</li>
	<li>Transgenik tohumların doğrudan seçilmesini kolaylaştırmak için RPL18 içeren giriş vektörü ile iki parçarekombinasyon...

RPL18 yerelleştirme deseni doğrulaması Herhangi bir TRAP deneyinden elde edilen verilerin yanlış yorumlanmasını önlemek için çok önemli olan, etiketli ribozomal alt birimin uygun ifade desenidir. Bu nedenle, RPL18 bir epitop etiketi olarak GFP dahil çok zarif istenilen ifade deseni doğrulama ve ardışık, aynı dokudan polizom fraksiyonu çekme sağlar. Uygun organizatör desenleri sağlamak için daha invaziv yaklaşımlar Jiao ve Mayerowitz 2010, GUS boyama gerektirir ve Tian ve ark 20...

Yeni nesil sıralama tekniklerinin giderek artan uygulamasıyla, gelişim biyolojisinde uzamsal çözünürlük artırılabilir. Çağdaş çalışmalar, tek hücreli seviye,1,2,3,,4değilse, dokuların özel hücre tiplerine kadar incelenmesini amaçlamaktadır. Bu amaçla, son elli yıl içinde farklı yöntemlerbir bolluk geliştirilmiştir (Şekil 1Abakınız )5,6,,7,8,9,10,11,12,13,14,15.
Bitki bilimindeki pek çok araç, hayvan araştırmalarında öncülük eden tekniklerin adaptasyonları olmuştur. Burada ayrıntılı olarak sunduğumuz yöntem için durum böyle değildir. 2005 yılında, protein çevirisi güçlü bir arka plan ile donatılmış, Bailey-Serres Lab sonraki yakınlık saflaştırma16için ribozomal proteinleri mühendisi yola çıktı. Böylece, bir sakaroz gradyan ile ultracentrifugation dayalı ve 1960'lardan beri ribozomçevirme değerlendirmek için kullanılan zaman alıcı ve emek yoğun polizom profilleme, önlemek olabilir17,18. Yöntem o zamandan beri çevirisel ribozom afinite arınma (TRAP)16olarak anılacaktır. Bitkilerde başarılı translatome çalışmalardan sonra, Heiman ve ark. hayvanlar için TRAP adapte19 ve diğerleri maya20, Drosophila21, Xenopus22 ve zebra balığı23,24.
Model sisteminin genetik modifikasyonu TRAP için bir ön koşul olmasına rağmen, hangi türler genetik dönüşüm için uygun uygulama sınırlar, bir aynı anda özel ilgi ve bozulmamış doku / organ25 izole etmek için son derece zor hücrelerin alt kümeleri hedef bu itiraz koşum olabilir (örneğin, bir fare beyin veya enfekte bitki dokusunda mantar hyphae yüksek dallı dendritik hücreler). Bitkilerde, tüm hücreler hidrostatik iskelet26temelini oluşturan hücre duvarları ile yerinde tutulur. Bu matris bir bitki hücresi serbest etmek için, bilim adamları ya fiziksel lazer yakalama mikrodizeksiyon (LCM)27 veya hücre duvarları28enzimatik sindirim gerçekleştirilen yoluyla çevresindeki doku hücre kesip var . İkinci hücreler arasında, sözde protoplastlar, ilgi popülasyonu floresan etiketli ve floresan aktif hücre sıralama (FACS)7ile ayrılabilir. LCM genellikle sabit ve balmumu gömülü bir örnek gerektirir, hangi sonuçta onun RNA kalitesini bozar29. FACS tabanlı yöntemler yüksek kaliteli RNA verim, ancak protoplasting kendisi süreci gen ekspresyonu farklılıkları tanıttı30 ve modifiye ve kalın ikincil hücre duvarları ile dokuların tedavi etmek için kötü üne sahiptir. Ayrıca, bitkilerdeki birçok gelişimsel sürecin mekanik olarak iletilen sinyallere dayandığı varsayılır ve bu nedenle hücre duvarının bütünlüğü büyük önem taşımaktadır31. Çekirdek seviyesinde hareket ederek hücre izolasyonundan maksatlamak için kısayol kullanan iki yöntem, floresan tarafından aktive edilmiş nükleer sıralama (FANS) ve belirli hücre tiplerinde etiketlenmiş çekirdeklerin izolasyonudur (BOZULMASIN). TRAP olduğu gibi, onlar çekirdekleri işaretlemek için hücre tipine özgü organizatörleri kullanmak, daha sonra sıralama yoluyla zenginleştirilmiş olsun veya aşağı çekmek, sırasıyla8,15. Tüm bu yaklaşımlar için önemli bir sorun bir doku hücrelerinin alt kümelerinden yeterli RNA malzeme elde etmektir. TRAP hücresel RNA'ların sadece bir kısmını ele geçirirken, numune toplama önemli bir darboğazdır. Bu nedenle, düşük giriş tutarlarından yüksek kaliteli veri üretmek için özellikle hassas kitaplık hazırlama protokolleri gereklidir.
Kuruluşundan bu yana, TRAP ya DNA mikrodizileri ile birlikte kullanılmıştır ya da, sıralama maliyetleri son yıllarda önemli ölçüde düştü gibi, RNA-seq10,32,33. Sablok ve ark.34'teincelenmiş çok sayıda araştırma sorusu zaten açıklığa kavuşturulmuştur. Belirli hücre türlerini hedeflemek için farklı organizatörleri birleştirerek teknik çok yönlü olduğu için önümüzdeki yıllarda daha fazla rapor takip edeceğine eminiz. Sonunda, Bu indüklenebilir bir şekilde bile yapılacak, ve birçok biyotik ve abiyotik stres faktörlerine bitkinin reaksiyonu probing ile kombine edilebilir. Ayrıca, istikrarlı transgenik hatları mevcut değildir, kıllı kök ekspresyon sistemleri de başarıyla domates ve medicago35,36TRAP gerçekleştirmek için kullanılmıştır.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60919/60919fig1b.jpg"> Şekil 1: Ribozom afinite arınma (TRAP) çevirisi "omiks" analiz portföyünü tamamlar. A. Analitik hassasiyet düzeylerini artırmak, aşağı tek hücreli hatta hücre altı çözünürlüğü yöntemleri veya bunların kombinasyonları bir bolluk ile elde edilebilir. Şema bitki ve hayvan alanında şu anda mevcut araçlar alabilen bir genel bakış sağlar. Hücresel çözünürlükte doku toplama lcm veya FACS gibi protokoller ile elde edilebilir, daha sonra standart transkripsime veya polizom profilleme / translatome analizi ile birleştiğinde. TRAP ve INTACT, epitop etiketlemeye dayalı olarak hem doku yakalama hem de RNA izolasyonu entegre ederler. Ancak, INTACT sadece hücre çekirdeklerini örnekler ve bu nedenle, transkripsiyon analizi özel bir durum oluşturur. Küçük bir tavşan simgesi hayvan alanında yeni geliştirilen yöntemleri işaretler: SLAM-ITseq ve Flura-seq izin veren enzim ifade hücrelerde değiştirilmiş uracil üsleri ile yeni doğan RNA metabolik targetting güveniyor iken, Slide-seq hücresel aralığında konumsal bilgi sağlayan DNA barkodları ile kaplı cam slayt kullanır. APEX-seq'da belirli hücre altı bölmelerde RNA örneklemesi için yakınlık etiketleme yaklaşımı izlenir. Özellikle, artan çözünürlük genellikle transgenik malzeme (yıldız) üretimi gerektirir ve bu nedenle bu yöntemler ağırlıklı olarak model türler için kullanılır. TRAP özellikle hücre duvarı (CW) veya mekanik sinyalizasyon ve CW matrisserbest bırakmak zor hücre türleri içeren bitki bilimi çalışmaları için uygundur. B. TRAP prosedürünün ayrıntılı ıslak laboratuvar adımları: Farklı hücre tiplerinde (örn. kök endodermisi) GFP etiketli ribozomal proteini ifade eden fideler Petri kaplarında yedi gün boyunca yetiştirilir ve kök malzemesi yapışma donma ile hasat edilir. Toplam RNA kontrol numunesi, santrifüj yoluyla enkaz peletleme önce homojenize ham ekstresi toplanır. Manyetik anti-GFP boncukimmünenfazla yapmak için temizlenmiş ekstrese eklenir. Kuluçka ve üç yıkama adımından sonra polizomla ilişkili RNA (TRAP/polizom RNA) doğrudan fenol-kloroform ekstraksiyonu ile elde edilir. LCM: lazer yakalama mikrodiseksiyon, FACS / FANLAR: floresan aktif hücre / nükleer sıralama, APEX-seq: mühendislik askorbate peroksidaz dayalı yöntem, INTACT: belirli hücre tiplerinde etiketli çekirdeklerin izolasyonu, SLAM-ITseq: dokuda RNA metabolik sıralama için thiol(SH) bağlı alkylation, Flura-seq: fluorourasil etiketli RNA sıralama (Biorender.com ile oluşturulmuş) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60919/60919fig1blarge.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir sürümünü görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Bu makalenin amacı, TRAP yönteminin ayrıntılı bir açıklamasını sağlamak, kritik adımları vurgulamak ve olası bir kitaplık hazırlama yöntemi için rehberlik sağlamaktır.
Genel bir TRAP deneyi temelde aşağıdaki adımlardan oluşacaktır (ayrıca bkz. Şekil 1B):(1) Ribozom etiketleme yapısının klonlanması, transgenik hat üretimi ve seçimi, tohumların büyümesi ve şişirilmesi, sterilizasyon ve kaplama, stres uygulaması/tedavisi (isteğe bağlı) ve doku hasadı; (2) doku homojenizasyonu ve ham ekstresi temizlenmesi, boncuk yıkama ve immünpurifikasyon ve yıkama adımları da dahil olmak üzere immünsafifikasyon; (3) RNA çıkarma ve kalite değerlendirmesi; ve (4) kütüphane hazırlama.
Arabidopsis kökü bir model bitki olarak piyasaya beri bitki geliştirme çalışma için bir model sistemi olmuştur37,38. Burada TRAP uygulaması bitki yanal kök gelişimi bağlamında sergilenir. Bitkilerde, tüm kök sisteminin birikimi bu programın yürütülmesine dayanır ve bu nedenle organizmanın hayatta kalması için çok önemlidir39. Arabidopsis'telateral kökler ksilem damarlarının yanında bulunan pericycle dokusundan kaynaklanır ve bu nedenle ksilem direk pericycle (XPP; bkz. Şekil 2C)40olarak adlandırılır. Kökün derinliklerinde bulunan bazı XPP hücreleri, kurucu hücre kimliği kazanır ve yerel bir hormonal tetikleyici üzerine, anticlinal41'işişirerek ve bölerek çoğalmaya başlar. Ancak, sert bir hücre duvarı matris varlığı nedeniyle, bu süreç çevre dokular üzerinde mekanik stres uygular. Özellikle, örten endodermis etkilenir, yanal kök büyüme ekseni şekilde olduğu gibi42,43,44. Gerçekten de, yeni oluşan primordium örten endodermis hücre yoluyla büyümek zorunda kalacak(Şekil 2C2) korteks ve epidermis hücreleri sadece sonunda ortaya çıkarmak için primordium için kenara itilirise 45,46. Laboratuarımızda yapılan son çalışmalar, endodermisin peridöngüsündeki çoğalmaya aktif olarak katkıda bulundugunu göstermiştir. Endodermal hormonal sinyalhedefli engelleme XPP hücrelerinde bile ilk bölümü inhibe etmek için yeterlidir47. Bu nedenle, pericycle-endodermis iletişim Arabidopsislateral kök gelişimi için çok erken bir kontrol noktası oluşturmaktadır. Ancak bu çapraz konuşmanın nasıl yapıldığı bilinmemektedir. Bu gizemi çözmek için XPP ve endodermal hücreleri hedeflemek için TRAP-seq yaklaşımını seçtik. Lateral kök programında hücreler için zenginleştirmek için, biz ekseksen bir auxin analog uygulayarak hormonal tetikleyici taklit (1-naftaneasetik asit, NAA)48, hangi aynı zamanda zamansal lateral kök oluşumunun ilk aşamasıçözmek için izin.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Sterilization</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>bleach, 13%</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>71696</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>beaker</td>
			<td>VWR</td>
			<td>214-1172/74/75</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>desiccator with porcelaine plate (DURAN)</td>
			<td>Sigma/Merck</td>
			<td>Z317454-1EA/Z317594-1EA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EtOH, p.a.</td>
			<td>Honeywell</td>
			<td>02860-1L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HCl, 37%</td>
			<td>Roth</td>
			<td>4625.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tween 20</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P9416</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plate growth + harvesting</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MS salts, basal salt mixture, incl. MES buffer</td>
			<td>Duchefa</td>
			<td>M0254</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>agar plant for cell culture</td>
			<td>Applichem/Panreac</td>
			<td>A2111.1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMSO</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D4540</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>forcepts</td>
			<td>Rubis Switzerland</td>
			<td>5-SA model</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KOH</td>
			<td>Fluka</td>
			<td>60370</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>micropore/surgical tape</td>
			<td>3M</td>
			<td>1530-0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NAA</td>
			<td>Duchefa</td>
			<td>N0903</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>petri dishes 120x120 mm</td>
			<td>Greiner bio-one</td>
			<td>688102</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>scalpel</td>
			<td>VWR/Swann-Morton</td>
			<td>233-5454</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tissues, neutral, two-layered</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>any supplier of your choice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Immunoprecipitation</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GFP-beads: gtma-100 GFP-Trap_MA</td>
			<td>Chromotek</td>
			<td>e.g. gtma-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brij-35</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P1254-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>centrifuge tubes (in accordance with centrifuge)</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>357001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloramphenicol</td>
			<td>Applichem</td>
			<td>C0378-25G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cotton gloves</td>
			<td>VWR</td>
			<td>113-7355</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cycloheximide, HPLC grade</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>01810-1G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DEPC</td>
			<td>VWR</td>
			<td>E174</td>
			<td>might have long delivery times</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DTT</td>
			<td>Fluka</td>
			<td>43815</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EGTA</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>3054.3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>homogenizers DUALL 23</td>
			<td>KONTES GLASS CO (via VWR)</td>
			<td>SCERSP885450-0023 (set)</td>
			<td>SCERSP885451-0023 pestle only - SCERSP885452-0023 cylinder only; long delivery times</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Igepal CA-360</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>I3021-100ml</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KCl</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>60130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgCl2 hexahydrat</td>
			<td>Roth</td>
			<td>2189.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mortar and pestle</td>
			<td>VWR</td>
			<td>470148-960 &#38; 470019-978</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PMSF</td>
			<td>Roche</td>
			<td>10 837 091 001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyoxyethylene-(10)-tridecylether/PTE</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P2393-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNase-free water</td>
			<td>Roth</td>
			<td>T143.3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNAZap</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>AM9780/AM9782</td>
			<td>for cleaning surfaces</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris, &#62;99.3%</td>
			<td>Roth</td>
			<td>AE15.3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Fluka</td>
			<td>T8787-250ml</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tween 20</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P9416-100ml</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNA extraction</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Propanol, p.a.</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>33539-1L-GL-R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroform, HPLC grade</td>
			<td>Scharlau</td>
			<td>CL02181000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EtOH, p.a.</td>
			<td>Honeywell</td>
			<td>02860-1L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>low-retention microcentrifuge tubes, 1.5 ml</td>
			<td>Eppendorf/Sigma</td>
			<td>Z666548-250EA</td>
			<td>LoBind</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNase-free DNase set</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>79254</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNeasy MiniElute Cleanup Kit</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>74204</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TRIzol reagent</td>
			<td>ThermoFisher/Ambion</td>
			<td>15596018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Library preparation</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15/50 mL Tube Magnetic Separator</td>
			<td>Abraxis</td>
			<td>PN 472250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AMPure beads</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>A63881</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Index Kit A</td>
			<td>Illumina</td>
			<td>FC-131-2001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Index Kit D</td>
			<td>Illumina</td>
			<td>FC-131-2004</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>neodymium magnets</td>
			<td>Amazon/other</td>
			<td>6 x 1.5 mm range: N42 (NdFeB)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nextera XT kit</td>
			<td>Illumina</td>
			<td>FC-131-1024/1096</td>
			<td><a href="https://emea.support.illumina.com/sequencing/sequencing_kits/nextera_xt_dna_kit/documentation.html" target="_blank">https://emea.support.illumina.com/</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCR strips</td>
			<td>ThermoScientific</td>
			<td>AB-0266</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SMARTer v4 kit</td>
			<td>Takara Bioscience</td>
			<td>634892</td>
			<td><a href="https://www.takarabio.com/products/next-generation-sequencing/rna-seq/smart-seq-v4-for-mrna-seq" target="_blank">https://www.takarabio.com/</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bioanalyzer</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>2100 Bioanalyzer Instrument</td>
			<td>specialized equipment for RNA/DNA quality control</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tapestation</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>4200 Tapestation Instrument</td>
			<td>specialized equipment for RNA/DNA quality control</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fragment Analyzer</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>5400 Fragment Analyzer System</td>
			<td>specialized equipment for RNA/DNA quality control (high throughput)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LabChip</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>LabChip GX Touch Nucleic Acid Analyzer</td>
			<td>specialized equipment for RNA/DNA quality control (high throughput)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Qubit 4 Fluorometer</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td><a href="https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/Q33239" target="_blank">Q33239</a></td>
			<td>specialized equipment for RNA/DNA concentration determination</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>qRT-PCR</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GATA23</td>
			<td>Microsynth</td>
			<td></td>
			<td>fwd: AGTGAGAATGAA 
			AGAAGAGAAGGG; 
			rev: GTGGCTGCGAAT 
			AATATGAATACC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GH3.3</td>
			<td>Microsynth</td>
			<td></td>
			<td>fwd: CAAACCAATCCT 
			CCAAATGAC; 
			rev: ACTTATCCGCAA 
			CCCGACT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LBD29</td>
			<td>Microsynth</td>
			<td></td>
			<td>fwd: TCTCCAACAACA 
			GGTTGTGAAT; 
			rev: AAGGAGCCTTAG 
			TAGTGTCTCCA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UBC21</td>
			<td>Microsynth</td>
			<td></td>
			<td>fwd: TGCGACTCAGGG 
			AATCTTCT; 
			rev: TCATCCTTTCTT 
			AGGCATAGCG</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SsoAdvanced Universal SYBR Green</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>#172-5270</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>iScript Adv cDNA Kit</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>#172-5038</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>miscellaneous</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Falcon tubes 15 ml, Cellstar</td>
			<td>Greiner bio-one</td>
			<td>188261</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Falcon tubes 50 ml, Cellstar</td>
			<td>Greiner bio-one</td>
			<td>210261</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>filter tips 1 ml</td>
			<td>Axygen</td>
			<td>TF-1000-R-S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>filter tips 10 &#181;l</td>
			<td>Axygen</td>
			<td>TF-10-R-S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>filter tips 100 &#181;l</td>
			<td>Axygen</td>
			<td>TF-100-R-S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>filter tips 20 &#181;l</td>
			<td>Axygen</td>
			<td>TF-20-R-S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>filter tips 200 &#181;l</td>
			<td>Axygen</td>
			<td>TF-200-R-S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microcentrifuge tubes 1.5 ml</td>
			<td>SARSTEDT</td>
			<td>72.690.001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Propidium iodide</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P4170-100MG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sequencing company</td>
			<td>Novogene</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://en.novogene.com" target="_blank">en.novogene.com</a></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

translating ribosome affinity purification (trap) to investigate arabidopsis thaliana root development at a cell type-specific scale

Bu makalede, ribozom afinite arınma (TRAP) yöntemi ve ardışık optimize edilmiş düşük girişli kitaplık hazırlama yöntemi ile farklı Arabidopsis thaliana kök hücre tiplerinden translatom verileri elde etmek için uygulamalı talimatlar veriyoruz.
Başlangıç malzemesi olarak, yeterli organizatörlerin kullanımı ile gfp etiketli ribozomal protein RPL18'i hücre tipine özgü bir şekilde ifade eden bitki hatlarını kullanırız. Önce immünpurifikasyon ve RNA ekstraksiyon, doku, doku bütünlüğünü korur ve aynı anda yüksek zamansal çözünürlük ile zaman serisi çalışmaların yürütülmesine olanak sağlar dondurulmuş snap. Özellikle, hücre duvarı yapıları bozulmadan kalır, bu da farklı hücre popülasyonlarını izole etmek için protoplasting dokuya dayanan floresan-aktive hücre tasnisi temelli yaklaşımlar gibi alternatif prosedürlerde büyük bir dezavantajdır. Ayrıca, yüksek kaliteli RNA elde edilmesine olanak sağlayan lazer yakalama mikrodiseksiyon tabanlı teknikler gibi doku fiksasyonu gerekli değildir.
Ancak, hücrelerin alt popülasyonlarından örnekleme ve sadece polizom ilişkili RNA izole ciddi RNA verimleri sınırlar. Bu nedenle, RNA-seq tarafından başarılı veri toplama için yeterince hassas kütüphane hazırlama yöntemleri uygulamak gereklidir.
Trap, hücre duvarıyla ilgili ve mekanik sinyal yolları içerdiğinden, birçok gelişimsel süreç hücre duvarı yla ilgili olduğu için bitki araştırmaları için ideal bir araç tır. Organizatörlerin belirli hücre popülasyonlarını hedeflemek için kullanımı, organ ve tek hücre düzeyi arasındaki boşluğu köprülemektedir ve bu da çok az çözünürlük veya çok yüksek maliyetlerden muzdariptir. Burada, lateral kök oluşumunda hücre-hücre iletişimini incelemek için TRAP uyguluyoruz.

Kalite değerlendirmesi için, yukarıda belirtilen prosedür birkaç ara adımda incelenmelidir: planta'da ifade deseni doğrulaması, izole edilmiş polizomal RNA'nın ve son kütüphanelerin kalite kontrolü. qRT-PCR bilinen marker genleri kullanarak, ek olarak, tedavi durumuna yanıtı onaylamak veya deneysel koşullar ince ayar yapılabilir.
GFP sinyal dağılımının konfokal analizi Hem endodermal hem...

Watch this Scientific Journal Video about Translating Ribosome Affinity Purification TRAP to Investigate Arabidopsis thaliana Root Development at a Cell Type-Specific Scale at JoVE.com

Translating Ribosome Affinity Purification TRAP to Investigate Arabidopsis thaliana Root Development at a Cell Type-Specific Scale

Ribozom yakınlık arınması (TRAP) çevirisi, organ ve dokuların en az işlenmesi yle gelişim programlarını inceleme olanağı sunar. Protokol, yeşil floresan protein (GFP) etiketli ribozomal alt ünite ile hedeflenen hücrelerden yüksek kaliteli RNA verir. QRT-PCR veya RNA-seq gibi alt akış analiz araçları doku ve hücre tipine özgü ifade profillerini ortaya çıkarır.

Bir Hücre Tipine Özel Ölçekte Arabidopsis thaliana Kök Gelişimini Araştırmak Için Ribozom Affinity Arınma (TRAP) Çevirisi

In this article, we give hands-on instructions to obtain translatome data from different Arabidopsis thaliana root cell types via the translating ribosome ...

TRAP ile, hücresel çözünürlükte gelişimsel işlemeyi araştırabiliriz. Etiketli bir ribozomal alt üniteyi kullanmak için hücre tipine özel organizatörler kullanıyoruz ve oradan polizom RNA'yı izole edebiliriz. Bu protokol yüksek kaliteli RNA verir, ancak çok sınırlı miktarlarda, bu nedenle, ultra-düşük giriş için uzmanlaşmış yöntemler güvenilir yüksek kaliteli RNA kütüphaneleri üretmek için gereklidir.TRAP bitki araştırmaları için ideal bir araçtır, çünkü birçok gelişimsel süreç hücre duvarı yla ilgili ve mekanik sinyal yollarına dayanır. Lateral kök oluşumunda hücre-hücre iletişimini incelemek için TRAP kullanıyoruz. Kaliteli RNA elde etmek beklediğimiz kadar yalın bir şekilde ortaya çıkmadığı için, bu adım adım video talimatının TRAP uygulanabilirliğini artıracağını ve bu güçlü tekniğin desteklenmesine yardımcı olacağını umuyoruz.Yayılan homozigot çizgileri sterilize etmek için, 12'ye 12 santimetre kare petri tabaklarına eşit olarak 300 mikrolitreden daha az tohum yayılır ve tabakları 60 litrelik bir kurutucuya dizin. Bir gecede gaz sterilizasyonu sonra, 50 mililitredepolama tüpü içine tohumları toplamadan önce gaz buharlaşmasına izin. Kaplama önce, plaka başına imbibed tohum karışımı bir mililitre elde etmek için% 0.1 agar ile sterilize tohumları seyreltin.Tohum karışımını kaplamak için, tabak başına üç sıra tohum dikimi için lamine edilmiş bir şablon tutucu oluşturmak için kare Petri kabı kapaklarını kullanın ve boş agar tabaklarını şablon tutucuya yerleştirin. Bir mililitre lik tohumu üç sıra tabak üzerine eşit olarak dağıtın. Ve tohumlar kuruyana kadar, bir laminar akışı nda yığınlar halinde işlenmiş plakalar yerleştirin.Tohumlar agar yüzeyine yapışmış zaman, kapakları kapatın ve mikropore bant ile her plaka mühür. Arabidopsis köklerinin ilgi çekici bir ajanla eksojen tedavisi için, 1,5 ila iki santimetre genişliğinde, 10 santimetre uzunluğunda, kağıt mendil şeritler hazırlayın. 10 mikromolar NAA doku kağıt ıslatın ve köklerin her satıra kağıt mendil bir şerit uygulamak için cımbız kullanın.Daha sonra, yavaşça herhangi bir hava kabarcıkları dışarı basın ve plaka dan fazla sıvı boşaltın, zaman ile plaka etiketleme önce. Uygun deneysel bitiş noktasında, kökleri ayırmadan her plakadan kağıt mendil şeritlerini dikkatlice çıkarmak için forcep'ler kullanın ve tek bir kararlı vuruşta, sürgün kökü kavşağı boyunca her satırda bir kez kesmek için cerrahi bir bıçak kullanın. Üç demetleri kökleri toplamak için, her satırın kökleri boyunca kaydırmak için cımbız kullanın.Ve kökleri sıvı nitrojenle dolu 50 mililitrelik bir tüpe boşaltın, çabuk donma için. Tedavi başına tüm kök örnekleri toplandığında, köklerin dökülmesini önlemek için tüp kapağını kullanarak fazla sıvı nitrojeni decant. Ve tüpü 80 santigrat derece depolamaiçin bir doer kabına yerleştirin.Doku öğütme ve homojenizasyon için, standart laboratuvar eldivenleri altında pamuklu eldiven giyin ve poliom ekstraksiyon tamponuna PMSF ekleyin. Doku örneğini sıvı nitrojen içeren bir harç içine boşaltın ve tüm malzeme beyaz bir toz olarak görünene kadar dokuları dikkatlice öğütmek için soğutulmuş bir havaneli kullanın. Tüm doku öğütüldüğünde, numuneye beş mililitre poliom ekstraksiyon tamponu ekleyin ve tampon donmadan önce dondurulmuş doku parçalarını tozla hızlı bir şekilde karıştırın.Karışım aktarılır aktarılabildiği anda, bulamacı buz üzerindeki cam homogenizer boşaltın ve harcı ve havaneliyi durulamak için iki mililitre poliom ekstraksiyon tamponu kullanın. Ekstre homojen olana kadar bulamacı elle öğütün. Daha sonra, buz üzerinde 50 mililitrelik bir santrifüj tüp içine ham kök ekstresi dökün ve gösterildiği gibi bir sonraki örnek süreci.Toplam RNA koleksiyonu için, her ham numunenin 200 mikrolitrelik aliquotlarını ayrı ayrı temiz, önceden soğutulmuş, etiketli mikrosantrifüj tüplere aktarın. Hücre duvarlarını, enkazları ve büyük organelleri kaldırmak için, numuneleri santrifüj edin ve ikinci bir santrifüj için taze, önceden soğutulmuş konik tüpler içine supernatant decant. Tüpler dönerken, aliquot 60 mikrolitre manyetik GFP boncuk numune başına, bir 1.5 mililitre tüp içine.Ve tüpü manyetik bir standa yerleştirin, süpernatant kaldırmayı kolaylaştırmak için. Daha sonra, boncukları bir mililitre soğuk yıkama tamponu içinde iki kez yıkayın ve numune başına 60 mikrolitre yıkama tamponu içinde boncukları yeniden askıya alın. Santrifüjden hemen sonra, temizlenmiş süpernatantı etiketli 15 mililitrelik tüplere ayırın ve her numuneye 60 mikrolitre yıkanmış boncuk ekleyin.Daha sonra, sallanan iki saatlik kuluçka için, bir buz kovası içine yatay olarak tüm örnekleri yerleştirin. Kuluçka sonunda, buz üzerinde manyetik bir stand üzerinde boncuk toplamak ve kalan polizom çıkarma tampon PMSF ekleyin. Süpernatantları attıktan sonra, numunelere yaklaşık beş mililitre polizom çıkarma tamponu ekleyin ve numunelerin içindeki boncukları nazik bir eğimle yeniden askıya alın.Buz üzerinde shaker üzerinde 15 dakika boyunca sallayın örnekleri, mıknatıs üzerinde taze yıkama tampon ile iki yıkar takip, gösterildiği gibi. Son yıkamadan sonra, 1,5 mililitrelik bir tüp içine, yıkama tampon bir mililitre örnekleri aktarın. Ve tüm supernatant kaldırmak için, manyetik standı üzerinde bir kez daha boncuk toplamak.Daha sonra, tüm örnekler işlenene kadar buz tüpleri yerleştirin. Laboratuvar malzemelerinin yenilenmesi için, öncelikle tüm ekipmanları kimyasal atıkların içine durula. El iyice her aleti durulama önce, sabun ile harçlar, pestisitler ve homogenizers yıkayın.Daha sonra, bir ısı güvenli konteyner içinde ekipman yerleştirin ve 220 santigrat derece daha fazla bir gecede malzeme pişirin. Bir jant ve duman kaputu ile otoklav tepsiüzerine tüpler yerleştirmeden önce, deterjan ile temiz santrifüj tüplertüm fırça. Tüplerüzerine bir mililitre sıvı dietil pirokarbonat ve bir litre deiyonize su çözeltisi dökün.Daha sonra, otoklav tüplerin tepsisterilize önce çözeltitoplamak. Burada GFP sinyalleri ne kadar dır? Propidium iyodür ile karşı boyama hücre duvarı ana hatları işaretler.Çizgiler endodermislokalizasyon deseni karşılık gelir, ve ksilem-kutup pericycle. Polizom RNA'dan elde edilen bu temsili ölçümlerde, çoğu örnekte 9 ile 10 arasında değişen RNA bütünlüğü sayıları yla çok az bozulma saptandı. Bu grafiklerde, küçültülmüş reaksiyon hacimlerine rağmen, yordamın sağlamlığını vurgulayarak, başarıyla hazırlanmış kitaplıkların izleri gözlemlenebilir.Genom astarlı bir veri seti üretilmeden önce, bir pilot deneyden TRAP RNA, tedavi başarısını ve/veya deneysel koşulları ve doku özgüllüğünü doğrulamak için kantitatif RTPCR tarafından incelenebilir. Bu analizde, üç yardımcı duyarlı genlerin test tedavi iki saat sonra başarılı bir hormon indüksiyon doğruladı. Sıralama verilerinden alınan dokuya özgü marker gen profilleri hücre tipi özgüllüğünü doğruladı.RNA ile iş yaparken iyi uygulama tavsiyelerini uygulayın. Steril bir tezgahta çalışın, ekipmanınızı RNA çıkarma solüsyonuyla temizleyin, eldiven giyin ve kirlendiklerinde hemen değiştirin. İşlem sırasında kullanılan tüm toksik kimyasalları ve gazları, özellikle fenol-DEPC klor gazı ve sıvı nitrojeni uygun şekilde kullandığından ve attığından emin olun.Omik çalışmalar portföyünde, TRAP önemli bir niş kaplar ve zaten birçok biyolojik sorulara cevap için kullanılmıştır, özellikle gelişim biyolojisi, TRAP büyük bir potansiyele sahiptir.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Translating Ribosome Affinity Purification (TRAP) to Investigate Arabidopsis thaliana Root Development at a Cell Type-Specific Scale

Geomagnetic Field (Gmf) and Plant Evolution: Investigating the Effects of Gmf Reversal on Arabidopsis thaliana Development and Gene Expression

Geomagnetic Field Gmf and Plant Evolution: Investigating the Effects of Gmf Reversal on Arabidopsis thaliana Development and Gene Expression

Manyetik Alan (GMF) ve Bitki Gelişimi: GMF İptalleri Etkileri üzerine Araştırılması<em&gt; Arabidopsis thaliana</em&gt; Geliştirme ve Gen İfadesi

One of the most stimulating observations in plant evolution is a correlation between the occurrence of geomagnetic field (GMF) reversals (or excursions) ...

Analyzing In Vivo Cell Migration using Cell Transplantations and Time-lapse Imaging in Zebrafish Embryos

Analyzing In Vivo Cell Migration using Cell Transplantations and Time-lapse Imaging in Zebrafish Embryos

Analiz<em&gt; İn Vivo</em&gt; Hücre Göç Zebra balığı Embriyolar hücre nakli ve Time-lapse Görüntüleme kullanılarak

Cell migration is key to many physiological and pathological conditions, including cancer metastasis. The cellular and molecular bases of cell migration ...

Large-Scale Production of Cardiomyocytes from Human Pluripotent Stem Cells Using a Highly Reproducible Small Molecule-Based Differentiation Protocol

Oldukça Tekrarlanabilir Küçük Molekül Tabanlı Farklılaşma Protokolü kullanarak insan pluripotent kök hücreleri gelen kardiyomiyositlerde Büyük Ölçekli Üretim

Maximizing the benefit of human pluripotent stem cells (hPSCs) for research, disease modeling, pharmaceutical and clinical applications requires robust ...

Reprogramming Mouse Embryonic Fibroblasts with Transcription Factors to Induce a Hemogenic Program

Transkripsiyon Faktörleri ile fare embriyonik fibroblastlar yeniden programlama bir Hemogenic Programı tetikleyebilecek

This protocol details the induction of a hemogenic program in mouse embryonic fibroblasts (MEFs) via overexpression of transcription factors (TFs). We ...

Building Finite Element Models to Investigate Zebrafish Jaw Biomechanics

Zebra balığı Çeneli Biyomekanik Araştırma Sonlu Elemanlar Modelleri Bina

Skeletal morphogenesis occurs through tightly regulated cell behaviors during development; many cell types alter their behavior in response to mechanical ...

A Simple Chamber for Long-term Confocal Imaging of Root and Hypocotyl Development

Kök ve Hipokotil Gelişimin Uzun Süreli Konfokal Görüntülemesi için Basit Bir Oda

Several aspects of plant development, such as lateral root morphogenesis, occur on time spans of several days. To study underlying cellular and ...

Light-mediated Reversible Modulation of the Mitogen-activated Protein Kinase Pathway during Cell Differentiation and Xenopus Embryonic Development

Light-mediated Reversible Modulation of the Mitogen-activated Protein Kinase Pathway during Cell Differentiation and Xenopus Embryonic Development

Hücre Farklılaştırması Sırasında Mitojenle Aktive Edilen Protein Kinaz Yolunun Hafif-Uyumlu Geri Dönüşümlü Modülasyonu ve<em&gt; Xenopus</em&gt; Embriyonik Gelişim

Kinase activity is crucial for a plethora of cellular functions, including cell proliferation, differentiation, migration, and apoptosis. During early ...

In Vitro Ovule Cultivation for Live-cell Imaging of Zygote Polarization and Embryo Patterning in Arabidopsis thaliana

In Vitro Ovule Cultivation for Live-cell Imaging of Zygote Polarization and Embryo Patterning in Arabidopsis thaliana

Vitro Zigot polarizasyon, Live-hücre görüntüleme ve Arabidopsis thaliana embriyo desenlendirme için ovule ekimi

In most flowering plants, the zygote and embryo are hidden deep in the mother tissue, and thus it has long been a mystery of how they develop dynamically; ...

Establishment of Larval Zebrafish as an Animal Model to Investigate Trypanosoma cruzi Motility In Vivo

Establishment of Larval Zebrafish as an Animal Model to Investigate Trypanosoma cruzi Motility In Vivo

Kuruluş, larva Zebra balığı bir hayvan modeli araştırmak Trypanosoma cruzi hareketliliği In Vivo olarak

Chagas disease is a parasitic infection caused by Trypanosoma cruzi, whose motility is not only important for localization, but also for cellular binding ...

Quantitative Whole-mount Immunofluorescence Analysis of Cardiac Progenitor Populations in Mouse Embryos

Nicel bütün Dağı ayirt analiz fare embriyo kardiyak progenitör nüfusun

The use of ever-advancing imaging techniques has contributed broadly to our increased understanding of embryonic development. Pre-implantation development ...