Mapping Labile Fe2+ and Fe3+ in Living Arabidopsis thaliana Roots: Imaging and Quantification.

چکیده اصلی

Iron (Fe) is involved in numerous key physiological processes due to its transfer or gain electron capacity. However, in excess, Fe is toxic to cells. The understanding of mechanisms governing its homeostasis requires imaging techniques capable of localizing and quantifying Fe and its redox state in situ. The Perls-DAB histochemical staining is a widely used method for visualizing Fe at a cellular level. Other advanced approaches, such as micro X-ray fluorescence and X-ray absorption near-edge structure spectroscopy, also provide information on the spatial distribution and oxidation state of Fe. However, all of these methods require sample fixation before observing Fe localization, which can introduce biases in the results. Recent development in synthetic fluorescent probes now enables the real-time visualization of ferrous (Fe2+) and ferric (Fe3+) forms in living roots, offering a robust and user-friendly approach to study Fe redox distribution in planta. This live imaging approach provides access to Fe dynamics and enables semi-quantitative analyses, thereby opening new avenues for Fe homeostasis research. This chapter provides detailed protocols for applying these methods in Arabidopsis roots.

ترجمه فارسی چکیده

آهن (Fe) در فرآیندهای فیزیولوژیک کلیدی نقش دارد، اما در مقادیر زیاد سمی است. درک مکانیسم‌های تنظیم آن نیازمند تکنیک‌های تصویربرداری است که بتوانند آهن و حالت اکسایشی آن را در محل و به صورت کمی تعیین کنند. روش‌های متداول مانند رنگ‌آمیزی هیستوشیمیایی Perls-DAB یا روش‌های پیشرفته‌ای مانند فلورسنس‌سنجی میکرو X-ray و طیف‌سنجی جذب نزدیک لبه X-ray، نیازمند ثابت‌سازی نمونه هستند که می‌تواند باعث سوگیری نتایج شود. توسعه اخیر پروب‌های فلورسنت مصنوعی، امکان مشاهده لحظه‌ای فرم‌های آهن دوظرفیتی (Fe2+) و سه‌ظرفیتی (Fe3+) در ریشه‌های زنده را فراهم کرده است. این رویکرد تصویربرداری زنده، دسترسی به دینامیک‌های آهن و امکان تحلیل نیمه‌کمی را فراهم می‌کند. این فصل پروتکل‌های دقیقی برای اعمال این روش‌ها در ریشه‌های *Arabidopsis* ارائه می‌دهد.

متن کامل اصلی