Sumario de aplicaciones
El sistema de Imagen In Vivo para plantas NightSHADE evo es un instrumento muy flexible y su gama de aplicaciones es realmente amplia, pero nos vamos a centrar en algunas de las aplicaciones más utilizadas, además de algunas menos frecuentes pero también muy interesantes, a saber:
- Interacción proteína-proteína
- Ritmos circadianos
- Monitorización del estrés
- Monitorización de patógenos
- Otras aplicaciones
Interacción proteína-proteína
La complementación de luciferasa escindida es un método popular para estudiar las interacciones proteína-proteína "in planta" mediante el uso de un sistema de imagen in vivo para visualizar la luminiscencia en las hojas transformadas. Se basa en la complementación de dos fragmentos escindidos de una proteína luciferasa y su posterior detección mediante conversión de sustrato y producción de luz. La reconstitución de la luciferasa es reversible en la mayoría de los casos y, por lo tanto, adecuada para controlar interacciones dinámicas en tiempo real. Tanto la luciferasa firefly como la luciferasa renilla se han utilizado con éxito para estudiar PPI in vivo.
El NightSHADE es un instrumento muy popular para este método gracias a su cámara altamente sensible y software flexible.
Imagen reproducida de "Jing, Y., Liu, J., Liu, P. et al. Sci Rep 9, 5691 (2019). https://www.doi.org/10.1038/s41598-019-42177-y" bajo la Licencia Pública Internacional Creative Commons Attribution 4.0.
Ritmos circadianos
La monitorización de la expresión de los genes involucrados en los ritmos circadianos a menudo captar imágenes durante muchas horas y en condiciones de luz controlada. NightSHADE evo es la herramienta ideal para esta aplicación gracias a su diseño único:
- Simulación de luz diurna con calidad e intensidad de luz flexibles.
- Software intuitivo con potente programador, que permite programar la intensidad y calidad de luz deseadas durante varios días y capturar imágenes en los momentos deseados.
- Puertos herméticos a la luz para insertar tubos para irrigación y otros accesorios.
- Posición de montaje lateral de la cámara para obtener imágenes de plantas enteras, desde la hoja hasta las raíces.
- Bandeja anticondensación con control de temperatura para imágenes de alta calidad cuando se trabaja con placas de Petri.
Más sobre imagen in vivo para la investigación de los ritmos circadianos
Monitorización del estrés
El seguimiento del estrés en plantas utilizando imágenes in vivo se puede realizar en plantas silvestres no modificadas, gracias a dos propiedades importantes:
La fluorescencia retardada, también llamada afterglow, es la débil luz emitida por plantas intactas preiluminadas. Actúa como un indicador no sólo del contenido en clorofila, sino también del estado fisiológico de la planta, que puede variar según factores ambientales como la sequía, los altos niveles de salinidad o las infecciones. La señal de fluorescencia rápida dura nanosegundos, mientras que la fluorescencia retardada puede detectarse segundos o incluso minutos después. En las dos imágenes de la parte superior se puede ver la diferencia en la fluorescencia retardada entre una planta bien irrigada (izquierda) y la misma planta después de 2 días en sequía (derecha).
Además, en respuesta a factores de estrés tales como heridas, estrés salino o ataques de patógenos, se genera una emisión ultradébil de biofotones. Su intensidad suele ser de menos de 1000 fotones/s*cm y se correlaciona con la segunda ráfaga de ROS, pero es independiente de ella. El mecanismo molecular subyacente a esta emisión de luz todavía no está bien descrito, pero ofrece un método no destructivo y fácil para investigar procesos relacionados con patógenos y otros factores de estrés. La emisión de biofotones puede durar horas y, por lo tanto, las imágenes de biofotones se pueden realizar una vez que la fluorescencia retardada se ha desvanecido. En la imagen inferior se puede ver la emisión de biofotones en respuesta al aumento de las concentraciones de cadmio.
Imagen reproducida de Jócsák, I., Malgwi, I., Rabnecz, G., Szegő, A., Varga-Visi, É., Végvári, G., Pónya, Z., 2020. PLOS ONE 15, e0240470. doi:10.1371/journal.pone.0240470 bajo la licencia pública internacional Creative Commons Attribution 4.0.
Monitorización de patógenos
Los patógenos de interés pueden modificarse por ingeniería genética para expresar proteínas bioluminiscentes o fluorescentes. Esto permite monitorizar cómo progresa una infección en el tiempo, el espacio y en respuesta a varios factores.
La imagen muestra un buen ejemplo de esta aplicación: la evolución de la infección bacteriana se puede visualizar perfectamente en tiempo real en injertos recíprocos de una línea resistente (BVRC 1) y una susceptible (BVRC 25) después de la inoculación por inmersión radicular con la cepa bioluminiscente de R. solanacearum BL-Rs7. Reproducido de Du, H.; Wen, C.; Zhang, X.; Xu, X.; Yang, J.; Chen, B.; Geng, S.. Int. J. Mol. Sci. 2019, 20, 5887. doi.org/10.3390/ijms20235887 (Creative Commons Attribution License).
El NightSHADE evo es muy adecuado para esta aplicación, gracias a su potente programador por software y su alta sensibilidad, que permite visualizar el patógeno incluso en las primeras etapas de la infección.
Otras aplicaciones
Y hay muchas otras aplicaciones posibles de NightSHADE evo:
- Por supuesto, visualizar patrones de expresión génica. La posición única de la cámara lateral de NightSHADE evo permite obtener imágenes de toda la planta, desde la raíz hasta las hojas, sin problemas causados por el geotropismo en largos experimentos.
- El cribado de la expresión génica también es una aplicación popular: diferentes soportes de muestras están disponibles para hasta 9 placas de Petri, lo que permite cribar muchas plántulas en poco tiempo. La imagen en la parte superior muestra un ejemplo de un cribado mutante (Reproducido de "Thatcher, L.F., Foley, R., Casarotto, H.J. et al. Sci Rep 8, 13454 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-31837-0" bajo la Licencia Pública Internacional Creative Commons Attribution 4.0).
- La brida multipuerto personalizable abre un mundo de posibilidades: ¿necesita regar las plantas dentro de la cámara oscura? No hay problema. ¿Necesita fibra óptica para iluminación personalizada? Fácil. ¿Precisa tocar las plantas para estudiar los genes sensibles al tacto? ¡Por qué no!
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