Live-Cell-Imaging von ligandenaktivierten Rezeptorkinasen, die mit einem fluoreszierenden Protein markiert sind, kann wertvolle Informationen über den Mechanismus liefern, durch den ein solcher Rezeptor das Signal, das er an der Zelloberfläche wahrnimmt, in eine zelluläre Antwort umwandelt. Dieser Ansatz wurde zur Analyse mehrerer Pflanzenrezeptor-ähnlicher Kinasen der Leucin-reichen Repeat-Klasse von Rezeptoren verwendet. Es wurde jedoch bisher nicht erfolgreich auf die S-Locus-Rezeptorkinase oder irgendein anderes Mitglied der S-Domänen-Klasse von RLKs angewendet.
Ein kürzlich erschienener Artikel in Annals of Botany beschreibt die Expression und Live-Cell-Imaging von funktionellen FP-markierten Versionen der A. lyrata SRKb-Variante in A. thaliana Stigma Epidermiszellen. Das erfolgreiche FP-Tagging von SRK und seine Visualisierung in lebenden Stigma-Epidermiszellen legen neue Ansätze für die zukünftige Analyse der Dynamik von SRK und SRK-SCR-Proteinkomplexen nahe. Zum Beispiel sollte es möglich sein, cYFP-markiertes SRK in voller Länge in Verbindung mit SCR-Proteinen, die mit einer anderen Fluoreszenzmarkierung markiert sind, sichtbar zu machen und somit schlüssig zu bestimmen, ob SRK nach seiner Wechselwirkung mit seinem SCR-Liganden tatsächlich internalisiert wird.
Rea, AC und Nasrallah, JB (2015) In-vivo-Bildgebung der S-Locus-Rezeptorkinase, der weiblichen Spezifitätsdeterminante der Selbstinkompatibilität, in transgenen selbstinkompatiblen Arabidopsis thaliana. Annals of Botany, 24. Februar 2015 doi: 10.1093/aob/mcv008
Die S-Locus-Rezeptorkinase (SRK), die in Stigma-Epidermiszellen exprimiert wird, ist für die Erkennung und Hemmung von „eigenen“ Pollen in der Selbstinkompatibilitäts(SI)-Reaktion der Brassicaceae verantwortlich. Es wird angenommen, dass die allelspezifische Interaktion von SRK mit seinem verwandten, in der Pollenhülle lokalisierten Liganden, dem Cystein-reichen (SCR) Protein des S-Locus, eine Signalkaskade innerhalb der Stigma-Epidermiszelle auslöst, die zum Anhalten von „eigenen“ Pollen führt an der Stigmaoberfläche. Zusätzlich zum Signal-SRK-Rezeptor in voller Länge exprimieren Stigma-Epidermiszellen zwei weitere SRK-Proteinspezies, denen die Kinasedomäne fehlt und deren Rolle in der SI-Reaktion nicht verstanden wird: eine lösliche Version der SRK-Ektodomäne mit der Bezeichnung eSRK und eine membrangebundene Formular mit der Bezeichnung tSRK. Das Ziel dieser Studie war es, die subzelluläre Verteilung der verschiedenen SRK-Proteinspezies in Stigma-Epidermiszellen als Auftakt zur Visualisierung der Rezeptordynamik als Reaktion auf die SCR-Bindung zu beschreiben.
Die Arabidopsis lyrata Die SRKb-Variante wurde mit der Citrin-Variante des gelb fluoreszierenden Proteins (cYFP) markiert und in exprimiert A. thaliana Pflanzen der C24-Akzession, von denen gezeigt wurde, dass sie eine robuste SI-Antwort nach Transformation mit dem SRKb-SCRb-Genpaar zeigen. Die in dieser Studie verwendeten Transgene wurden für die differentielle Produktion und Visualisierung der drei SRK-Proteinspezies in Stigma-Epidermiszellen entwickelt. Transgene Narben wurden durch Bestäubungsassays und konfokale Mikroskopie analysiert.
Bestäubungsassays zeigten, dass die cYFP-markierten SRK-Proteine funktionsfähig sind und dass das eSRK für SI nicht erforderlich ist. Die konfokale mikroskopische Analyse von cYFP-markierten SRK-Proteinen in lebenden Stigma-Epidermiszellen zeigte die unterschiedliche subzelluläre Lokalisierung der drei SRK-Proteinspezies, zeigte jedoch keinen Hinweis auf eine Umverteilung dieser Proteine nach einer inkompatiblen Bestäubung.
