Introduction of Calmodulin into Suspension-Cultured Cells and Protoplasts of Soybean (Glycine max L.)

대두(Glycine max L.) 현탁배양 세포와 원형질체 내로의 외부 Calmodulin의 도입

In an effort to investigate the role of calmodulin (CaM) as a modulating molecule in the signal transduction system in plant cells, we established methods for introduction of purified CaM into cultured soybean cells. CaM was purified from bovine testis, and was labelled with fluorescein isothiocyanate (FITC). Suspension -cultured cells were healed with saponin (0.1 mg/mL) to permeabilize the plasma membrane and coincubated with FITC-CaM complex. Saponin pretreatment was found to increase the fluorescence in the suspension cultured cells, indicating that the FITC-CaM complex could be incorporated into the cytoplasm. Optimal conditions for introducing FITC-CaM complex into protoplasts by electroporation were established with various electric pulses. With increasing field strength, the fluorescence in the protoplase was increased, while the viability of the protoplase decreased. FITC-CaM complex was successfully introduced into the protoplasts by electroporation and the amount of FITC-CaM complex in the protoplase was estimated.

식물 세포의 신호전달 기작에 있어 calmodulin (CaM)의 역할을 조사하기 위하여 외부기원의 CaM을 식물 세포 내로 주입하였다. 이를 위하여 bovine testis로부터 CaM을 분리, 정제하여 SDS-PAGE상에서 순수함을 확인하였고, 이를 세포 내로 주입한 후 실제 주입 여부를 확인하기 위해 정제된 CaM을 미리 fluorescein isothiocyanate (FITC)로 표식하여 사용하였다. 또한, FITC-CaM complex의 농도에 따른 fluorescent intensity를 측정하여 주입된 CaM의 농도를 결정하였다. 대두 현탁 배양 세포를 saponin (0.1 mg/mL)이 포함된 배지에서 15분간 배양하여 permeabilization시키고,FITC-CaM (1mg/mL)을 30분간 처리한 후 형광현미경으로 조사했을 때 세포질에서 강한 형광이 나타났으며, 이 결과로 외부의 calmodulin이 세포 내로 주입되었음을 확인할 수 있었다. 대두 현탁 배양 세포에 3가지의 세포벽 분해 효소를 처리하여 원형질체를 분리하였고, 이 원형질체를 FITC-CaM이 들어있는 완충용액에 넣고 electroporation 하였을때 capacitance와 field strength가 증가할수록 원형질체의 생존률은 감소하였으나, 세포 내의 fluorescent intensity는 증가하였다. 이것은 외부의 calmodulin이 electroporation에 의해 대두의 원형질체 내로 도입되었음을 의미하는 것이다.