LC-MS-based proteomics study of the Arabidopsis thaliana nuclear proteome during pattern triggered immunity

Abstract

This study aimed to use LC-MS-based discovery proteomic approaches to: (1) identify the A. thaliana nuclear proteome, (2) investigate the nuclear proteome under biotic stress stimuli, (3) investigate nuclear import including dual targeted proteins and shuttling from other compartments. In order to achieve the aim two main approaches were used. The first one was based on a nuclei isolation technique from A. thaliana cell culture and the second one utilized proximity dependent labelling. The two approaches produced high quality catalogs of about 3000 nuclear proteins under control and PTI conditions including newly identified nuclear proteins. First steps were taken to investigate protein import into the nucleus and dual targeted candidate proteins trafficked from other organelles under PTI and found 178 and 73 proteins to possibly be imported into the nucleus upon stimulus with flg22 and nlp20, respectively. In addition, the abundance of 115 proteins changed significantly in the nucleus following elicitation of immunity. These results suggests a functional role of hundreds of proteins in the nucleus during PTI.

Diese Studie zielte darauf ab, LC-MS-basierte proteomische Entdeckungsansätze zu verwenden, um: (1) das Kernproteom von A. thaliana zu identifizieren, (2) das Kernproteom unter biotischen Stressreizen zu untersuchen, (3) den Kernimport einschließlich dualer Zielproteine und Shuttling aus anderen Kompartimenten zu untersuchen. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden zwei Hauptansätze verwendet. Der erste basierte auf einer Technik zur Isolierung von Zellkernen aus A. thaliana-Zellkulturen, der zweite auf der nahbereichsabhängigen Markierung. Die beiden Ansätze ergaben qualitativ hochwertige Kataloge von etwa 3000 Kernproteinen unter Kontroll- und PTI-Bedingungen, einschließlich neu identifizierter Kernproteine. Erste Schritte wurden unternommen, um den Proteinimport in den Zellkern zu untersuchen, und es wurde festgestellt, dass 178 bzw. 73 Proteine möglicherweise in den Zellkern importiert werden, wenn sie mit flg22 bzw. nlp20 stimuliert werden. Darüber hinaus änderte sich die Häufigkeit von 115 Proteinen im Zellkern signifikant, nachdem die Immunität ausgelöst worden war. Diese Ergebnisse deuten auf eine funktionelle Rolle von Hunderten von Proteinen im Zellkern während der PTI h