Late embryogenesis abundant (LEA) proteins are found in desiccation-tolerant species from all domains of life. Despite several decades of investigation, the molecular mechanisms by which LEA proteins confer desiccation tolerance are still unclear. In this study, dielectrophoresis (DEP) was used to determine the electrical properties of Drosophila melanogaster (Kc167) cells ectopically expressing LEA proteins from the anhydrobiotic brine shrimp, Artemia franciscana. Dielectrophoresis-based characterization data demonstrate that the expression of two different LEA proteins, AfrLEA3m and AfrLEA6, increases cytoplasmic conductivity of Kc167 cells to a similar extent above control values. The impact on cytoplasmic conductivity was surprising, given that the concentration of cytoplasmic ions is much higher than the concentrations of ectopically expressed proteins. The DEP data also supported previously reported data suggesting that AfrLEA3m can interact directly with membranes during water stress. This hypothesis was strengthened using scanning electron microscopy, where cells expressing AfrLEA3m were found to retain more circular morphology during desiccation, while control cells exhibited a larger variety of shapes in the desiccated state. These data demonstrate that DEP can be a powerful tool to investigate the role of LEA proteins in desiccation tolerance and may allow to characterize protein-membrane interactions in vivo, when direct observations are challenging.

中文翻译：

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使用基于细胞介电电泳的表征对脱水生物的新见解。

在生活的所有领域的耐干燥物种中都发现了晚期胚胎发生丰富（LEA）蛋白。尽管进行了数十年的研究，但LEA蛋白赋予干燥耐性的分子机制仍不清楚。在这项研究中，介电电泳（DEP）用于确定异位表达来自无水盐水虾虾Artemia franciscana的LEA蛋白的果蝇（Kc167）细胞的电性能。基于介电电泳的表征数据表明，两种不同的LEA蛋白AfrLEA3m和AfrLEA6的表达将Kc167细胞的细胞质电导率提高了类似程度，高于控制值。对细胞质电导率的影响令人惊讶，考虑到细胞质离子的浓度远高于异位表达的蛋白质的浓度。DEP数据还支持先前报道的数据，表明AfrLEA3m在水分胁迫期间可以直接与膜相互作用。使用扫描电子显微镜可以加强这一假设，其中发现表达AfrLEA3m的细胞在干燥过程中保留更多的圆形形态，而对照细胞在干燥状态下表现出更多的形状。这些数据表明，DEP可能是研究LEA蛋白质在干燥耐性中的作用的有力工具，并且在直接观察具有挑战性的情况下，可以允许表征体内蛋白质-膜的相互作用。DEP数据还支持先前报道的数据，表明AfrLEA3m在水分胁迫期间可以直接与膜相互作用。使用扫描电子显微镜可以加强这一假设，其中发现表达AfrLEA3m的细胞在干燥过程中保留更多的圆形形态，而对照细胞在干燥状态下表现出更多的形状。这些数据表明，DEP可能是研究LEA蛋白质在干燥耐性中的作用的有力工具，并且在直接观察具有挑战性的情况下，可以允许表征体内蛋白质-膜的相互作用。DEP数据还支持先前报道的数据，表明AfrLEA3m在水分胁迫期间可以直接与膜相互作用。使用扫描电子显微镜可以加强这一假设，其中发现表达AfrLEA3m的细胞在干燥过程中保留更多的圆形形态，而对照细胞在干燥状态下表现出更多的形状。这些数据表明，DEP可能是研究LEA蛋白质在干燥耐性中的作用的有力工具，并且在直接观察具有挑战性的情况下，可以允许表征体内蛋白质-膜的相互作用。而对照细胞在干燥状态下表现出更多的形状。这些数据表明，DEP可能是研究LEA蛋白质在干燥耐性中的作用的有力工具，并且在直接观察具有挑战性的情况下，可以允许表征体内蛋白质-膜的相互作用。而对照细胞在干燥状态下表现出更多的形状。这些数据表明，DEP可能是研究LEA蛋白质在干燥耐性中的作用的有力工具，并且在直接观察具有挑战性的情况下，可以允许表征体内蛋白质-膜的相互作用。