هنا ، ونحن وصف بروتوكول بسيطه وقابله للتكرار من نموذج الماوس للعدوى لتقييم توهين السلالات المعدلة وراثيا من الزائفة الزنجاريه بالمقارنة مع الولايات المتحدة الغذاء والدواء أداره (FDA)-التي وافقت علي القولونية للتطبيقات التجارية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
هنا ، ونحن وصف بروتوكول بسيطه وقابله للتكرار من نموذج الماوس للعدوى لتقييم توهين السلالات المعدلة وراثيا من الزائفة الزنجاريه بالمقارنة مع الولايات المتحدة الغذاء والدواء أداره (FDA)-التي وافقت علي القولونية للتطبيقات التجارية.
الكائنات المجهرية هي متعددة الأغراض وراثيا ومتنوعة وأصبحت مصدرا رئيسيا للعديد من المنتجات التجارية والbiopharmaceuticals. علي الرغم من ان بعض هذه المنتجات تنتج بشكل طبيعي من قبل الكائنات الحية ، والمنتجات الأخرى تتطلب الهندسة الوراثية للكائن الحي لزيادة غله الإنتاج. سلالات خبيثه من القولونية كانت تقليديا الأنواع البكتيرية المفضلة لإنتاج biopharmaceuticals; ومع ذلك ، بعض المنتجات من الصعب علي e. كولاي لإنتاج. وهكذا ، فان السلالات الخبيثة من الأنواع البكتيرية الأخرى يمكن ان توفر بدائل مفيده لإنتاج بعض المنتجات التجارية. الزائفة الزنجاريه هي بكتيريا سلبيه الجرام المشتركة ومدروسه جيدا التي يمكن ان توفر بديلا مناسبا ل e. كولاي. ومع ذلك ، الزنجاريه هو الممرض البشري الانتهازي. هنا ، ونحن التفاصيل الإجراءات التي يمكن استخدامها لتوليد سلالات غير المسببة للامراض من الزنجاريه من خلال الحذف الجيني متسلسلة باستخدام Plasmid pEX100T نؤتي. والميزة الرئيسية لهذه الطريقة هي إنتاج سلاله خاليه من العلامات. ويمكن استخدام هذه الطريقة لتوليد سلالات الزنجاريه موهنه للغاية لإنتاج المنتجات التجارية ، أو لتصميم سلالات لاستخدامات محدده أخرى. ونحن أيضا وصف نموذج الماوس بسيطه واستنساخه من العدوى الجهازية البكتيرية عن طريق حقن داخل الصفاق من سلالات اختبار المصادق عليها لاختبار التوهين من سلاله المهندسة وراثيا بالمقارنة مع سلاله BL21 المعتمدة من قبل FDA من e. كولاي.
الزائفة الزنجاريه هو الممرض الجرثومي الانتهازية التي يمكن ان تسبب الامراض التي تهدد الحياة في البشر ، وخاصه في المناعة. ويرجع الامراضيه الزنجاريه إلى التعبير عن العديد من عوامل الضراوة ، بما في ذلك بروتياسيس و lipopolysaccharide ، فضلا عن قدرتها علي تشكيل بيوفيلم الواقية1. بسبب قدرتها علي إنتاج عوامل الضراوة وتسبب المرض في البشر ، وذلك باستخدام الزنجاريه لجعل المنتجات التجارية ويعرض المخاوف السلامة. السلالات غير المسببة للامراض من e. القولونية وقد استخدمت تقليديا للهندسة الحيوية المنتجات الطبية والتجارية للاستخدام البشري. ومع ذلك ، بعض المنتجات من الصعب علي e. كولاي لجعل ، والعديد من تعبئتها في هيئات الادراج ، مما يجعل استخراج شاقه. السلالات البكتيرية المهندسة مع القدرة علي صنع وإفراز منتجات محدده أمر مرغوب فيه للغاية ، كما إفراز من المرجح ان تزيد من الغلة وسهوله عمليات التنقية. وهكذا ، سلالات غير المسببة للامراض من الأنواع الأخرى من البكتيريا (علي سبيل المثال ، الأنواع التي تستخدم المزيد من مسارات إفراز) قد توفر بدائل مفيده ل e. كولاي. وقد أبلغنا مؤخرا عن تطور سلاله من الزنجاريه، PGN5 ، حيث الامراضيه وسميه الكائن الحي موهنه للغاية2. والاهم من ذلك ، لا تزال هذه السلالة تنتج كميات كبيره من الجينات السكاريد ، وهو مكون مثير للاهتمام من الناحية التجارية من p. الزنجاريه biofilm.
تم إنشاء سلاله PGN5 باستخدام اجراء تبادل اليليه من خطوتين مع pEX100T البلازميد لحذف بالتتابع خمسه الجينات (توكا، plch، phzm، wapr، aroa) المعروفة للمساهمة في الامراضيه الكائن الحي. تم توليد pEX100T-نؤتي عن طريق تغيير smai إلى موقع التعرف علي الانزيم نؤتي تقييد داخل موقع استنساخ متعددة من pEX100T البلازميد ، والتي وضعت في مختبر هربرت schweizer3،4. موقع الاعتراف لانزيم تقييد نؤتي هو تسلسل الحمض النووي النادرة مقارنه مع SmaI واقل احتمالا ان تكون موجودة في تسلسل يجري استنساخها ، التالي فانه هو أكثر ملاءمة لأغراض الاستنساخ. يحمل البلازميد الجينات التي تسمح للاختيار ، بما في ذلك الجينات bla ، والتي تقوم بترميز ß-lactamase ويمنح المقاومة لكاربينسيلين ، والجينات b. subtilissacb ، الذي يضفي حساسية لالسكروز (الشكل 1ا). كما يحمل البلازميد أصل النسخ المتماثل (ori) متوافق مع e. كولاي، واصل نقل (orit) الذي يسمح لنقل البلازميد من e. كولاي إلى الأنواع الزائفة عن طريق الاقتران. ومع ذلك ، فان البلازميد يفتقر إلى أصل النسخ المتماثل متوافقة مع الزائفة، التالي لا يمكن تكرار داخل الأنواع الزائفة (اي ، هو ناقلات الانتحار الزائفة ). هذه الخصائص تجعل pEX100T-نؤتي مثاليه لاستهداف المحذوفات الوراثية من كروموسوم الزائفة . يتم تنفيذ خطوات الاستنساخ البلازميد باستخدام e. كولاي ويتم نقل البلازميد الناتجة إلى الزائفة عن طريق التحويل أو الاقتران. ثم ، من خلال الاحداث أعاده تجميع المتماثلة والخطوات الانتقائية ، يتم إنشاء الحذف المستهدف في الإطار ، خاليه من العلامات. هذه الطريقة لحذف المناطق الجينية بالتتابع من كروموسوم الزنجاريه يمكن استخدامها لتوليد سلالات الزائفة الموهنة للغاية ، مثل PGN5 ، أو لتصميم سلالات لاستخدامات محدده أخرى (علي سبيل المثال ، سلالات نقص في الكريات الوحيدة النوى لانتشار البلازميد أو سلالات نقص في البرواسات لإنتاج البروتينات من الفائدة).
يتاثر الضراوة العامة لسلالات البكتيريا بظروف النمو والمراحل ، التي تحدث خلالها الطفرات بشكل متكرر. ولذلك ، فان قياس سلامه السلالات المهندسة وراثيا يمكن ان يكون صعبا. لتقييم العزلات البكتيرية لضراوة الجهازية ، ونحن تكييف بروتوكول نشرت سابقا من العدوى بواسطة حقن داخل الC57BL/6 الفئران5. قمنا بتعديل هذا الاجراء لاستخدام المخزونات البكتيرية المجمدة للحقن ، والتي سمحت بالجرعات الدقيقة وسهوله التحقق من السلالات المستخدمة. في هذا النموذج ، تم استخدام BL21 سلاله e. القولونية ، التي تمت الموافقة عليها من قبل أداره الاغذيه والعقاقير لإنتاج biopharmaceuticals ، كمعيار سلامه التحكم لتحديد المرض النسبي لسلاله6،7،8. الميزة الرئيسية لاستخدام هذا الأسلوب هو انه هو استنساخ ويقلل من مصادر الاختلاف ، كما يتم التحقق من صحة سلالات عدوي لرقم الخلية البكتيرية ، والنمط الظاهري ، وعلامات وراثيه قبل وبعد العدوى. مع هذه الخطوات التي تسيطر عليها ، يتم تقليل عدد الحيوانية المطلوبة. في هذا النموذج, الزنجاريه سلالات التي تؤدي إلى معدلات الوفاات MURINE C57BL/6 مساويه أو اقل من e. كولاي BL21 عند حقن داخل الصفاق يمكن اعتبار الموهن. ويمكن أيضا استخدام هذا النموذج البسيط الماوس للعدوى لتقييم الامراضيه الموهن من سلالات المهندسة وراثيا من الأنواع الأخرى باستخدام سلاله e. القولونية التي وافقت عليها الهيئة كمرجع. الخطوات 1-7 التفاصيل الجيل من الحذف الجينوم متسلسلة في الزنجاريه (الشكل 1) والخطوات 8-12 التفاصيل استخدام نموذج الماوس لاختبار الامراضيه سلالات الزنجاريه .
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
قبل البدء في التجارب الحيوانية ، يجب الموافقة علي البروتوكول الذي سيتم استخدامه من قبل لجنه الرعاية الحيوانية والاستخدام المؤسسي (IACUC). تم الحصول علي الموافقة علي البروتوكول الموصوف من خلال IACUC في جامعه مارشال (هنتنغتون ، WV ، الولايات الامريكيه).
1. تصميم plasmid
2. اعداد plasmid
3. e. القولونية التحول
4. اعداد السلالة البكتيرية والاقتران ثلاثي الوالدين
5. الكشف عن واحده-كروس ريكومبينانتس من الزنجاريه
6. الكشف عن المزدوج-كروس ريكومبينانتس من الزنجاريه
7. تاكيد الحذف الجيني عن طريق مستعمره PCR
8. اعداد السلالة البكتيرية لاختبار الحيوانية
9. التحقق من النمو وسلاله من المخزونات المخزنة لاختبار الحيوانية.
10. تلقيح الماشية مع سلالات بكتيرية عن طريق الحقن
11-التحليل الإحصائي للوفيات الحيوانية
12. تصور العدوى مع التلالؤ الإحيائي
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وكما هو مبين في الشكل 2، يمكن تاكيد الحذف الجيني المستهدف باستخدام المستعمرة PCR مع الإشعال المحددة التي تضخم منطقه الاهتمام. المستعمرات التي تحمل الحذف الجيني سوف تسفر عن حجم الفرقة PCR أقصر بالمقارنة مع المستعمرات من النوع البري. وعاده ما تكون الشاشة PCR من مستعمرات 10-12 كافيه للكشف عن مستعمره واحده علي الأقل تحمل الحذف المستهدف. في حاله عدم الكشف عن الحذف بعد عده جولات من الشاشات ، كرر الاجراء الذي يبدا بالاقتران. إذا كان الحذف لا يزال يفشل ، ادراج البلاز...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
PEX100T-Not1 البلازميد هو وسيط فعال لحذف الجينوم المتسلسلة التي هي خاليه من العلامات وفي الإطار. عند هندسه سلالات بكتيرية لضراوة موهنه ، فان حذف متواليات الجينات بأكملها بدلا من توليد طفرات النقطة يقلل من احتماليه الارتداد إلى النمط الظاهري الخبيث. بالاضافه إلى ذلك ، كل حذف الجينات الامراضيه يخفف الممرض أكثر من ذلك ، مما يعزز استقرار التوهين.
ويمكن أيضا استخدام هذا الأسلوب لتوليد التعديلات الجينية غير المحذوفات ، مثل الطفرات نقطه والادراج ، وذلك ببساطه عن طريق تعديل تصميم ادراج البلازميد. هذه ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
والمؤلف هونغوي د. يو هو كبير موظفي العلوم والمؤسس المشارك لشركه بروجينيسيس تكنولوجيز ، LLC.
وقد حظي هذا العمل بدعم من المعاهد الوطنية للصحة التي تمنح R44GM113545 و P20GM103434.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| أنابيب 0.2 مل بأغطية مسطحة | ThermoScientific | AB-0620 | عبر Fisher Scientific |
| 1 مل حقنة | BD | 22-253-260 | عبر فيشر Scientific |
| 1.5 مل من البوليسترين القابل للتصرف | فيشر Scientific | 14955127 | |
| 1.5 مل أنابيب الطرد المركزي | فيشر Scientific | 05-408-129 | |
| 2.0 مل قوارير مبردة | Corning | 430659 | فيشر Scientific |
| 27G | BD | 14-821-13B | عبر أنابيب فيشر Scientific |
| 50 مل | Fisher Scientific | 05-539-13 | عبر Fisher Scientific |
| Accu block Digital Dry Bath | Labnet | NC0205808 | |
| الطرد المركزي Fisher Scientific Benchtop 5804R | Eppendorf | 04-987-372 | عبر Fisher Scientific |
| جهاز الطرد المركزي | Sorvall | 75-003-287 | |
| حاضنة الخزانة | VWR | 1540 | |
| ملح كاربينيسيلين ثنائي الصوديوم | أنبوب اختبار | ثقافة BP2648250 | |
| العلمي ، البوليسترين | فيشر العلمي | 14-956-6D | |
| التلقيح القابلة للغسل | فيشر العلمية فيشر العلمية | 22-363-597 | |
| Dneasy UltraClean Microbial Kit (50) | Qiagen | 12224-50 | أو الطريقة / البائع المفضل |
| E.Z.N.A. Cycle Pure Kit (50) | أوميغا بيو تيك | D6493-01 | أو الطريقة المفضلة / البائع |
| EcoRI-HF ، تقييد نوكلياز | نيو إنجلاند BioLabs | R3101L | |
| التثقيب الكهربائي | كوفيت بولدوج بيو | NC0492929 | عبر فيشر |
| ربط الحمض النووي Scientific FastLink II | تقنيات مركز النظارات | LK6201H | عبر فيشر Scientific |
| Gentamycin Sulfate | Fisher Scientific | BP918-1 | |
| Glycerol | Fisher Scientific | BP229-4 | |
| GoTaq G2 Colorless Master Mix | Promega | M7833 | عبر Fisher Scientific |
| Isothesia Isoflurane | Henry Schein صحة | 29405 | |
| IVIS Lumina XRMS Series III في الجسم الحي نظام التصوير | Perkins and Elmer | CLS136340 | |
| Kanamycin monosulfate | Fisher Scientific | BP906-5 | |
| LE agarose | Genemate | 3120-500 | عبر Fisher Scientific |
| Luria Broth | Difco | 240230 | عبر Fisher Scientific |
| MicroPulser المثقور الكهربائي | BioRad | 1652100 | |
| Noble agar ، | Affymetris / USB | AAJ10907A1 | النقاء عبر Fisher Scientific |
| NotI-HF ، تقييد نوكلياز | داخلي نيو إنجلاند BioLabs | R3189 | |
| طلقة واحدة TOP10 Electrocomp الإشريكية القولونية < / em> | Invitrogen | C404052 | |
| مسحوق | المحلول الملحي المخزن Fisher Scientific Phosphateسيجما | P3813-10PAK | سيجما ألدريتش |
| بريزم 7 | GraphPad | https://www.graphpad.com/scientific-software/prism/< / a> | |
| Pseudomonas < / em > عزل أجار | Difco | 292710 | عبر Fisher Scientific |
| Pseudomonas < / em> عزل مرق | Alpha Biosciences | P16-115 | دفعة مخصصة |
| QIAprep Spin Miniprep Kit (250) | Qiagen | 27106 | أو الطريقة المفضلة / |
| حاضنة اهتزاز | البائع New Brunswick Scientific | Innova 4080 | يهز عند 200 دورة في الدقيقة |
| SimpliAmp Thermal Cycler | Applied Biosystems | A24811 | |
| Smini Milk | Difco | DF0032-17-3 | عبر لوحات فيشر العلمية |
| الصغيرة (100 OD × 10 مم) | Fisher Scientific | FB0875713 | |
| SmartSpec Plus Spectrophotometer | Bio-Rad | 170-2525 | أو الطريقة المفضلة / البائع |
| Sucrose | Fisher Scientific | S5-500 | |
| Toothpicks ، Diamond | أي نوع من أعواد الأسنان ، | ||
| طقم استنساخ TOPO TA المعقم ، للتسلسل | التخدير Invitrogen | 45-0030 | |
| XAF-8 | Perkins and Elmer | 118999 | |
| XGI 8 نظام التخدير | بالغاز Caliper Life Sciences / Xenogen |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.