Gene Expression Analysis from Specific Root Cell Types.

چکیده اصلی

In plant roots, the diversity of tissues along the radial axis and of developmental stages along the longitudinal axis implies a highly dynamic and heterogeneous gene expression. Many master regulators of gene expression exhibit distinctive temporal expression patterns or are restricted to specific cell types, making whole-root molecular analyses insufficient to resolve their roles in developmental and physiological processes. Here, we report a protocol for fluorescence-activated cell sorting (FACS)-coupled RNA sequencing to analyze, reconstruct, and ultimately dissect the gene regulatory networks (GRNs) involved in root development and physiology, particularly well-suited for genes that are expressed transiently or in rare or restricted cell types. The method relies on selecting an appropriate cell-type-specific reporter line, which enables the isolation of labeled cells with high specificity and minimal contamination. Furthermore, we discuss the relative advantages of FACS-coupled RNA-seq compared with alternative gene-expression methodologies, including quantitative PCR (qPCR), bulk root RNA-seq, single-cell RNA-seq (scRNA-seq), and spatial transcriptomics, considering sensitivity, resolution, input requirements, and cost.

ترجمه فارسی چکیده

تنوع بافت‌ها در محور شعاعی و مراحل رشد در محور طولی در ریشه‌های گیاهی، بیان ژن پویا و غیرهمگن را نشان می‌دهد. بسیاری از تنظیم‌کننده‌های اصلی بیان ژن الگوهای زمانی متمایزی دارند یا به انواع خاص سلولی محدود می‌شوند، که باعث می‌شود تحلیل‌های مولکولی کل ریشه برای درک نقش آن‌ها در فرآیندهای رشدی و فیزیولوژیک کافی نباشد. در اینجا، ما یک پروتکل برای مرتب‌سازی سلول‌های فعال در فلوئورسنس (FACS) همراه با توالی‌یابی رنا (RNA-seq) برای تحلیل، بازسازی و در نهایت تجزیه شبکه‌های تنظیم‌کننده ژن (GRN) درگیر در رشد و فیزیولوژی ریشه گزارش می‌دهیم، که به ویژه برای ژن‌هایی که به صورت گذرا یا در انواع نادر یا محدود سلولی بیان می‌شوند مناسب است. این روش بر انتخاب یک خط گزارشگر خاص برای نوع سلول وابسته به نوع سلول، که امکان جداسازی سلول‌های برچسب‌خورده با بالاترین ویژگی‌گی و کمترین آلودگی را فراهم می‌کند، تکیه دارد. علاوه بر این، ما مزایای نسبی FACS-coupled RNA-seq را در مقایسه با روش‌های جایگزین بیان ژن، از جمله PCR کوانتیتاتیو (qPCR)، RNA-seq ریشه انبوه، scRNA-seq و ترنسکریپتومیک فضایی، با در نظر گرفتن حساسیت، رزولوشن، نیاز به ورودی و هزینه، بحث می‌کنیم.

متن کامل اصلی