هنا ، نصف سلالة S. pneumoniae من النمط المصلي 1 519/43 التي يمكن تعديلها وراثيا باستخدام قدرتها على الحصول بشكل طبيعي على الحمض النووي والبلازميد الانتحاري. كدليل على المبدأ ، تم إجراء طفرة متجانسة في جين pneumolysin (رقائق).
مقالة منهجية
هنا ، نصف سلالة S. pneumoniae من النمط المصلي 1 519/43 التي يمكن تعديلها وراثيا باستخدام قدرتها على الحصول بشكل طبيعي على الحمض النووي والبلازميد الانتحاري. كدليل على المبدأ ، تم إجراء طفرة متجانسة في جين pneumolysin (رقائق).
لا يزال النمط المصلي 1 للمكورات العقدية الرئوية يمثل مشكلة كبيرة في البلدان المنخفضة والمتوسطة الدخل، ولا سيما في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى. على الرغم من أهميته ، فقد أعيقت الدراسات في هذا النمط المصلي بسبب عدم وجود أدوات وراثية لتعديله. في هذه الدراسة ، وصفنا طريقة لتعديل العزلة السريرية من النمط المصلي 1 وراثيا (السلالة 519/43). ومن المثير للاهتمام ، تم تحقيق ذلك من خلال استغلال قدرة المكورات الرئوية على اكتساب الحمض النووي بشكل طبيعي. ومع ذلك ، على عكس معظم المكورات الرئوية ، لم يكن استخدام الحمض النووي الخطي ناجحا. لتحور هذه السلالة المهمة ، كان لا بد من استخدام بلازميد انتحاري. وقد وفرت هذه المنهجية الوسائل لفهم أعمق لهذا النمط المصلي المراوغ ، سواء من حيث بيولوجيته أو إمراضيته. للتحقق من صحة الطريقة ، تم تحور سم المكورات الرئوية الرئيسي المعروف ، pneumolysin ، لأنه يحتوي على نمط ظاهري معروف وسهل المتابعة. أظهرنا أن المتحور ، كما هو متوقع ، فقد قدرته على تحلل خلايا الدم الحمراء. من خلال القدرة على تحور جين مهم في النمط المصلي محل الاهتمام ، تمكنا من ملاحظة أنماط ظاهرية مختلفة لفقدان الطفرات الوظيفية عند العدوى داخل الصفاق وداخل الأنف من تلك التي لوحظت للأنماط المصلية الأخرى. باختصار ، تثبت هذه الدراسة أن السلالة 519/43 (النمط المصلي 1) يمكن تعديلها وراثيا.
العقدية الرئوية (S. pneumoniae ، المكورات الرئوية) هي واحدة من الأسباب الرئيسية للمراضة والوفيات على مستوى العالم. حتى وقت قريب ، تم اكتشاف ما يقرب من 100 نمط مصلي من S. pneumoniae 1،2،3،4،5،6،7. سنويا ، يودي مرض المكورات الرئوية الغازية (IPD) بحوالي 700000 حالة وفاة ، من الأطفال الذين تقل أعمارهم عن 5 سنوات8. العقدية الرئوية هي السبب الرئيسي للالتهاب الرئوي الجرثومي والتهاب الأذن الوسطى والتهاب السحايا وتسمم الدم في جميع أنحاء العالم9.
في حزام التهاب السحايا الأفريقي ، يكون النمط المصلي 1 مسؤولا عن تفشي التهاب السحايا ، حيث يكون نوع التسلسل (ST) ST217 ، وهو نوع تسلسل شديد الضراوة ، هو السائد 10،11،12،13،14،15. وقد تم تشبيه أهميته في علم أمراض التهاب السحايا بأهميته النيسرية السحائية في حزام التهاب السحايا الأفريقي16. غالبا ما يكون النمط المصلي 1 هو السبب الرئيسي ل IPD. ومع ذلك ، نادرا ما توجد في النقل. في الواقع ، في غامبيا ، هذا النمط المصلي مسؤول عن 20 ٪ من جميع الأمراض الغازية ، ولكن تم العثور عليه فقط في 0.5 ٪ من الناقلين الأصحاء14،17،18،19. يحدث التبادل الجيني وإعادة التركيب في المكورات الرئوية المختصة بشكل عام في النقل وليس في المرضالغازي 20. علاوة على ذلك ، فقد ثبت أن النمط المصلي 1 يحتوي على واحد من أقصر معدلات النقل الموصوفة بين المكورات الرئوية (9 أيام فقط). لذلك ، تم اقتراح أن هذا النمط المصلي قد يكون له معدل إعادة تركيب أقل بكثير من الآخرين21.
من الضروري إجراء دراسات متعمقة لفهم السبب وراء انخفاض معدل نقل سلالات النمط المصلي 1 وأهميته في الأمراض الغازية في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى.
نبلغ هنا عن بروتوكول يسمح بالطفرات على مستوى الجينوم لسلالة معينة من النمط المصلي 1 ، 519/43. يمكن لهذه السلالة بسهولة الحصول على الحمض النووي الجديد وإعادة تجميعه في جينومها. هذه الطريقة ليست بعد بين الإجهاد ، لكنها فعالة للغاية عند القيام بها في خلفية 519/43 (تم تحور أهداف أخرى ، والمخطوطات قيد الإعداد). ببساطة باستخدام سلالة 519/43 ، واستغلال كفاءتها الطبيعية ، وكذلك استبدال الطريقة التي يتم بها توفير الحمض النووي الخارجي ، تمكنا من تحور جين pneumolysin (رقائق) في هذه السلالة المصلية 1. تمثل هذه الطريقة تحسينا على الطريقة التي قدمها Harvey et al.22 حيث يتم إجراؤها في خطوة واحدة دون الحاجة إلى تمرير الحمض النووي عبر نمط مصلي مختلف. ومع ذلك ، وبسبب التباين بين السلالات ، لم يتم توحيد أي طريقة لجميع السلالات. إن القدرة على تحور جينات معينة ومراقبة آثارها ستسمح بفهم عميق لسلالات النمط المصلي 1 S. الرئوية وستوفر إجابات لدور هذه السلالات في التهاب السحايا في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. توليد الأمبليكون المتحور بواسطة SOE-PCR23 وتضخيم كاسيت سبكتينومايسين
2. توليد البلازميد pSD1 والتحول الكيميائي للإشريكية القولونية Dh5α
3. استخراج الحمض النووي البلازميد ، وتقييد هضم pSD1 وجين سبكتينومايسين وتجميع pSD2
4. تحول سلالة S. الرئوية 519/43
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يبدأ البروتوكول الموصوف هنا باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل لتضخيم أذرع التماثل الأيسر والأيمن ، مع حذف 191 نقطة أساس في نفس الوقت من المنطقة الوسطى من جين الرقائق . أثناء إجراء تفاعل البوليميراز المتسلسل ، يتم تقديم موقع BamHI عند 3 'من ذراع التماثل الأيسر وفي نهاية 5' من ذراع التماثل الأيمن (الشكل 1 أ). يتبع ذلك PCR-SOE حيث يتم دمج أذرع التماثل اليمنى واليسرى في مضخم واحد (الشكل 1B). ثم يتم استنساخ أمبليكون SOE-PCR هذا في pGEMTeasy باستخدام استنسا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لا تزال العقدية الرئوية ، ولا سيما النمط المصلي 1 ، تشكل تهديدا عالميا يسبب مرض المكورات الرئوية الغازية والتهاب السحايا. على الرغم من إدخال لقاحات مختلفة يجب أن تكون وقائية ضد النمط المصلي 1 ، في إفريقيا ، لا يزال هذا النمط المصلي قادرا على التسبب في تفشي الأمراض التي تؤدي إلى ارتفاع معدلات المراضة والوفيات13. القدرة على التلاعب الوراثي بهذا النمط المصلي لها أهمية حاسمة بسبب أهميتها السريرية. تسمح الطريقة الموصوفة في هذه الدراسة بالتلاعب الجيني لسلالة تمثيلية داخل هذا النمط المصلي. سلالة...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
نود أن نشكر الصندوق الاستئماني لالتهاب السحايا و MRC على توفير التمويل لهذا العمل.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| AccuPrime Pfx< / em> بوليميراز الحمض النووي | Invitrogen | 12344024 | يستخدم لتضخيم الشظايا |
| ملح الصوديوم Ampicillin | Sigma Aldrich | A9518 | يستخدم للانتقاء البكتيري في المرحلة 1 (pSD1) |
| أجار الدم | Oxoid | CM0055 | تستخدم للوحة S. الالتهاب الرئوي < / em> المحولات |
| مصل البقر الألبومين | سيجما | 55470 | يستخدم ل S. pneumoniae< / em> تحويل |
| الدماغ ضخ القلب | Oxoid | CM1135 | يستخدم لنمو S. الرئوية < / em> الخلايا |
| كلوريد الكالسيوم Cacl 2< / sub> | Sigma | 449709 | المستخدمة في S. pneumoniae < / em> كفاءة التحول |
| تحفيز الببتيد 1 | AnaSpec | AS-63779 | تستخدم ل S. pneumoniae< / em> 22700025 يستخدم |
| Luria Broth Agar | Gibco | في طلاء واختيار pSD1 و pSD2 | |
| Luria Broth Base (صيغة ميلر) | يستخدم Gibco | 12795027 | في الطلاء واختيار مجموعة استخراج الجل العالك pSD1 و pSD2 |
| NEB | T1020S | المستخدمة لاستخراج العصابات من هلام الحمض | |
| النووي Monarch Plasmid مجموعة Miniprep | NEB | T1010S | تستخدم لاستخراج البلازميد من الخلايا |
| pGEM T-easy | Promega | A1360 | المستخدمة كبلازميد انتحاري |
| SOC. | Invitrogen | 15544034 | لاستعادة الخلايا بعد التحول |
| هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) | Sigma | S0899 | المستخدم في S.pneumoniae< / em> تحويل |
| سبيكتينومايسين هيدروكلوريد | سيجما ألدريتش | PHR1426 يستخدم لاختيار البكتيريا | |
| كفاءة الاستنساخ الفرعي DH5 & alpha ؛ الخلايا المختصة | 18265017 | Invitrogen | لإنشاء pSD1 و pSD2 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن