Исследователи из Делавэрского университета опубликовали в журнале Plant Physiology верифицированный метод расщепления белков внутри интактных растительных клеток с использованием фиксации метанолом. Эта методика позволяет обойти традиционные этапы измельчения, давая ученым возможность изучать здоровье растений, выявлять биомаркеры инфекций и сохранять клеточную патологию без потери ценного материала.
Исследователи из University of Delaware разработали новый метод протеомного анализа растений, описанный в журнале Plant Physiology. Растения, подобно людям, имеют самые разные формы и размеры, а ученые стремятся понять компоненты их организма для борьбы с болезнями. Традиционный подход требует измельчения растительной ткани с помощью ступки и пестика с последующей химической обработкой для выделения белков. Этот процесс занимает много дней, в ходе него теряется ценный материал, а жесткая внешняя оболочка и плотная клеточная стенка растительных тканей создают защитный барьер.
Метаноловая фиксация как инструмент защиты клеточной структуры
По словам директора по протеомике в Департаменте химии и биохимии UD Яньбао Юй (Yanbao Yu), метанол действует подобно шоковой заморозке. Метаноловая фиксация давно применяется в патологии и других методах визуализации для сохранения структуры тканей, однако редко использовалась для протеомики из-за стремления ученых разрушать клетки напрямую. Вместо извлечения белков исследователи обрабатывают интактную растительную ткань метанолом.
«Это замораживает биологические процессы внутри клетки, чтобы их можно было изучать».
Мы не уничтожаем ее с помощью ракеты; мы используем химическое вещество как нож, чтобы заглянуть внутрь.
Яньбао Юй, директор по протеомике на кафедре химии и биохимии Делавэрского университета
Как пояснил Юй, метанол вскрывает клетку, но исходная патология внутри нее остается неизменной. Из таких разрушенных клеток можно разрезать, извлекать и количественно оценивать точные белки. Благодаря высокой чувствительности и надежности метода, разработанного в UD, удается стабильно и точно идентифицировать большое количество белков даже из ограниченного объема материала.
Исследование здоровых и инфицированных листьев табака
Постдокторант лаборатории Каплана Дежи Адеканье (Deji Adekanye) берет образцы тканей у Nicotiana — табачного растения, относящегося к семейству паслёновых. В ходе работы ученые исследовали реакцию белкового профиля растения на вызывающие заболевания и безвредные грибки.
Полученные данные выявили четкие различия в присутствующих белках. С точки зрения биологии, мы выявили множество характерных белков, которые люди просто не смогли бы увидеть с помощью традиционных методов, — отметил Юй.
Практическое значение для сельского хозяйства и диагностики
Инфекции растений представляют собой экономически важную проблему для сельского хозяйства. Способность обнаруживать значимо реагирующие белки может стать биомаркером для определения бактериальной или грибковой инфекции у растений, а также потенциально привести к созданию способов доставки белков в качестве терапевтического средства для помощи клеткам в восстановлении после болезней. Юй выразил надежду, что новый подход поможет улучшить финансовые показатели аграрного сообщества.
Продолжение темы
