식물 애기장대의 옥신 수송 실험

소개글

식물 애기장대의 옥신 수송 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. Introduction
2. Material and Method
3. Result
4. Disscussion
5. Reference

본문내용

h를 이용해 세균을 제거해 contam에 의한 실험의 방해요인을 제거하였다. seed를 plate에 뿌린뒤 3일간 말린후 3일동안 23℃에서 키웠다. 이때 seed는 구획을 하여 transformation된 seed를 구분하고 가지런하게 뿌려야 관찰이 용이하다.
실험전 가설설정으로 옥신의 cell 내에서의 불평등한 구배에 의해 cell의 아래부분에서 특이적으로 발생되는 phenotype을 보여주는 것을 알고 PID와 PIN3는 옥신 transport에 관여하는 protein으로서 overexpression 되면 뿌리털의 phenotype에 이상이 생길것을 예상하고 실험에 임하였다.
애기장대가 growth 된뒤 wild type Arabidopsis와 Transgenic PID Arabidopsis, Transgenic PIN3 Arabidopsis를 비교해 보면 wt에 비해 부리털이 현저하게 발현되지 못하고 동글동글한 반구형 변화만 나타났다. 그리고 PIN3가 PID보다는 더 강한 영향을 받았다. GFP결과를 보면 더욱 확실한 trichoblast와 atrichoblast의 변화를 볼수있으면서 PID와 PIN3가 expression 된뒤 영향을 주는 위치도 볼수가 있다. 이를 통해 종합해보면 PID와 PIN3는 cell의 옥신 transport의 positive regulator으로 overexpression 되면 Auxin transport가 active해져서 옥신이 cell밖으로 나 식물의 apex로 향해 가게 된다. 따라서 상대적으로 뿌리털의 성장은 저해를 받아 phenotype이 약해진다. 그리고 GFP결과를 보면 PID는 cell membran에 위치하고 뿌리털이 나올 부분에 더 많이 위치하여 강하게 발색되는 것을 볼수있으며 PIN3는 뿌리에서 vascular tissue 쪽으로 발색이 강해지는 것을 보아 cell의 vascular tissue 방향으로 PIN3가 몰리는 것을 알수있다. 실재로 PIN3는 옥신 transport의 effulex carrier로서 membrane protein 이다. 특징적인 것은 PIN3가 cell에서 위치하는 방향은 cell의 tissue마다 다르며 Figure2-9를 보면 PIN3가 아래부분은 menbrane의 위 아레 vascular tissue 방향으로 있고 중간 이상 윗부분은 vascular tissue 방향으로 위치해 있음을 추론해 볼수있다. 그리고 PID는 effulex
Figure 3-1 PIN의 구조
carrier의 activator kinase로 역시 positive regulator이다. PID는 PINOID의 약자로서 activator kinase이므로 carrier의 수를 늘리는 것은 아니므로 PIN3의 overexpression 보다는 옥신 Transport 저해능력이 약하다.
이와 같은 normal plate에서 자란 애기장대를 +IAA plate와 +NPA plate에 옮겨서 다시 키우면 새로운 결과가 나타난다. IAA는 옥신의 전구체로서 옥신의 기능을 더해주는 의미를 가진다. 그러므로 이 +IAA plate에서 다시 자란 애기장대는 다량의 옥신을 뿌리털에서 직접적으로 받아드리게 된다. 따라서 결과에서 볼수있듯이 wt는 오히려 overexpression 되 뿌리털에 의해 수적으로나 길이에서 더 성장한 애기장대를 보게 된다. PID도 동글동글하게 뭉글진 부분위로 정상적인 모양의 뿌리털이 길게 발현된것을 볼수있다. PIN3는 가장많은 뿌리털이 뿌리끝부분까지 나타났다. 관심가는 부분은 이렇게 다량의 옥신에 의한 매우 active된 phenotype에서도 trichoblast와 atrichoblast의 구분은 뚜렷하게 이루어 진다. GFP결과는 실험상 plate에 애기장대의 뿌리가 표면에 가지련히 배열되지 못하고 불규칙적으로 닿은 부분과 닿지 못한부분이 생겨서 정확한 data가 되지 못하였다. 차후 실험시 주의를 기울여야 할 부분이다. +NPA도 +IAA와 비슷한 결과를 보였다. 대신 IAA보다는 영향력은 떨어져서 뿌리털의 다시 생장한 길이나 수가 큰 차이를 보였다 하지만 IAA처럼 다시 뿌리털에 생장이 일어난다는 것은 변함이 없어다. GFP결과를 보면 protein의 localization이 더욱 깨끗하게 나타난다. 이를 통해 보면 carrier의 옥신 trasport 자체에 NPA는 영향을 주는것이 아니라는 것을 알수 있다. 따라서 NPA는 auxin transport inhibitor가 되면서 PID와 반대로 carrier에 대한 represser 임을 추측해 볼수있다.
Figure 3-2
전체적으로 종합해보면 Figure 3-2와 같이 간단하게 그릴수 있다. 대신 efflux carrier의 위치는 이번 실험만으로는 정확하게 확인할 수가 없다. 이를 확인하기 위해서는 좀더 정확한 reporter를 이용한 visualizing techneque를 이용해야 한다. 그리고 이번 실험을 통해 보면 PID와 PIN3를 기능을 모르는 target gene으로 연구를 시작하면 비슷한 Phenotype으로 잘못된 결론을 내릴수 있다. 이럴경우에는 overexpression 보다는 KO를 통한 억제가 나타날을때 wt과의 비교를 하거나 단계별 Western blotting을 이용해 pretein을 구분해주어야 하겠다.
5. Reference
http://100.naver.com/100.php?id=116452
http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/A/Auxin.html
chttp://www.nature.com/nature/journal/v415/n6873/abs/415806a.html
Jii Friml1,2, Justyna Winiewska1,3, Eva Benkova1, Kurt Mendgen4 and Klaus Palme1,5 ]. 2002. Lateral relocation of auxin efflux regulator PIN3 mediates tropism in Arabidopsis, pp806-809
조형택, 식물생리학 강의 노트, 2005

키워드

애기장대,   옥신,   실험,   보고서,   식물생리학