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景杰重磅推荐丨外泌体蛋白质组学揭示植物免疫新机制

发布时间: 2017-05-21
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景杰编者按:印度印第安纳大学的Roger W. Innes教授研究团队,在植物学著名期刊Plant Physiology上首次发表了对植物细胞外囊泡(Extracellular vesicles, EV)的分离提取方法,并利用基于质谱的蛋白质组学分析方法,揭示了植物胞外囊泡在植物先免疫过程中发挥的作用。景杰生物作为全球蛋白质及蛋白质修饰的领跑者,可以为您提供从组学筛选到抗体定制的全套方案,为您的科研助一臂之力。



外泌体是一类细胞外囊泡,通过运输蛋白和小RNA在哺乳动物细胞间信息传递过程中发挥着重要作用。植物也能产生EV,尤其是在响应病菌侵染过程中可分泌EV。但是植物EV中包含哪些蛋白,它们有何种功能还是未知的。



哺乳动物细胞中产生的EV,通常采用过滤和离心的方法,从细胞培养基和体液中进行分离。Roger W. Innes等采用类似的方法从拟南芥叶片的质外体液中分离EVs,发现40,000 g转速离心适合EV的分离。



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在植物EV中表达的蛋白还没有被报道。但是,研究显示突触融合蛋白PEN1与细胞外膜的物质有关,可能被包裹到外泌体中。Roger W. Innes等通过免疫印迹比较GFP-PEN1转基因植株和非转基因植株叶片EV蛋白中GFP蛋白的表达,证实了PEN1为拟南芥叶片EV中表达的蛋白。为了进一步纯化EVs,Roger W. Innes等采用不连续的碘克沙醇密度梯度离心从GFP-PEN1转基因植株叶片中分离了EVs。经过17 h的离心,将EVs分成了12个组分,并用GFP的抗体进行免疫印迹验证。



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为了进一步研究植物EVs中蛋白的组成及其潜在的功能,Roger W. Innes等利用质谱技术对GFP-PEN1植株叶片中分离的EVs蛋白进行分析,共鉴定了598个蛋白。通过与拟南芥全蛋白组进行比较分析发现,EV蛋白显著参与了生物胁迫和非生物胁迫响应过程,包括防御相关蛋白RPM1-INTERACTING PROTEIN4 (RIN4)、硫代葡萄糖苷转运蛋白PEN3和NRT1等,ROS信号蛋白PLDα,氧化胁迫响应蛋白ANNEXIN1等。进一步比较分析防御胁迫对拟南芥叶片外泌体分泌的影响,结果显示假单胞杆菌侵染或激素SA处理后外泌体分泌的含量为侵染前的两倍,表明拟南芥EV参与了植物对生物胁迫的防御过程。



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综上,本研究首次分离纯化了植物EVs,并利用基于质谱的蛋白质组学技术对EVs中的蛋白种类和功能进行系统的分析,揭示了植物EVs广泛的参与了植物对生物胁迫和非生物胁迫的响应过程,尤其在植物免疫过程中发挥着重要的作用。




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参考文献:

Rutter, B. D. and R. W. Innes (2017). "Extracellular Vesicles Isolated from the Leaf Apoplast Carry Stress-Response Proteins." Plant Physiol 173(1): 728-741.




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