2018年8月23日
Here, we present a protocol to produce house fly carboxylesterase proteins in vitro with a baculovirus mediated insect cell expression system and later functionally characterize their roles in metabolizing permethrin, thereby, conferring pyrethroid resistance by conducting cell-based MTT assay and in vitro metabolic studies.
这种方法可以帮助解决昆虫毒理学领域的关键问题,例如,是否所有表达代谢解毒的基因都参与了杀虫剂耐药性?该技术的主要优点是它允许产生更大规模的蛋白质,并表征这些蛋白质在体外代谢杀虫剂的功能。演示这些程序的是 Xuechun Feng,我实验室的一名研究生。
Xuechen 的博士研究重点是羧基酯酶在家蝇寄生虫抗性中的功能表征。首先,在 250 μL PCR 管中混合 1 μL GFP 入门血浆 DNA 和 5 μL 市售 C 端线性 DNA。接下来,向每个 PCR 管中加入 2 微升市售 lambda 重组混合物。
轻轻混合试管,并在 25 摄氏度下孵育过夜。将两毫升对数期生长昆虫 SF9 细胞培养物均匀接种到细胞培养板的孔中。然后让细胞在室温下在通风橱中附着至少三个小时。
使用 250 倍的倒置相位显微镜检查细胞附着。然后,去除细胞培养基,并用两毫升 Grace 昆虫培养基替换。在此之后,根据文本方案制备转染混合物 A 和 B 溶液。
然后轻敲试管,将转染混合物 A 和 B 轻轻混合在一起。在室温下,在通风橱中孵育混合物 35 分钟。接下来,将混合物逐滴添加到接种的细胞上。
用胶带密封孔,并在 27 摄氏度下孵育细胞过夜。用 2 毫升完全生长培养基替换 2 毫升 Grace 昆虫培养基。然后,向每个孔中加入 100 微摩尔更昔洛韦。
用胶带密封孔,并在 27 摄氏度下孵育细胞 72 小时。感染后 72 小时,从每个孔中收集培养基,并将其转移到 1.5 毫升离心管中。然后将试管以 1500 倍 G 离心,在 4 摄氏度下离心 5 分钟。
向孔中加入 1 毫升完全生长培养基,并使用荧光显微镜,观察 P1 杆状病毒扩增阶段细胞的感染迹象。将上清液转移到新的 1.5 ml 离心管中,并在 4 摄氏度的避光条件下储存。在此之后,在细胞培养板的孔中均匀接种 2 毫升对数期生长昆虫 SF9 细胞培养物。
让细胞在室温下在通风橱中附着至少三个小时。将 5 微升 P1 病毒原液接种到细胞接种的孔中,然后向每个孔中加入 100 微摩尔更昔洛韦。密封孔,并在 27 摄氏度下孵育细胞 72 小时。
首先,在 T25 未处理的培养瓶中培养 5 毫升对数期生长昆虫 SF9 细胞,含完全生长培养基。然后,加入 25 μL P1 病毒原液,在 27 摄氏度下轻轻摇晃,感染细胞培养物 48 小时。使用乙腈制备 100 毫摩尔氯菊酯的梯度稀释液。
然后,将 200 微升补充有 300 微升完全生长培养基的感染细胞培养物接种到 24 孔板中。确保氯菊酯完全溶解在乙腈中,并均匀地输送到板的每个孔中。添加氯菊酯后,轻轻摇动板,使培养基中的氯菊酯充分混合。
之后,用胶带密封板,并在 27 摄氏度下在黑暗条件下孵育板 48 小时。从板中取出细胞培养基,而不会干扰底部附着的细胞层。向每个孔中加入 200 微升 MMT 试剂。
然后,将板在 37 摄氏度下孵育 4 小时,直到每个孔中形成深紫色的甲臜沉淀物。向每个孔中加入 500 μL DMSO,以完全溶解沉淀物。然后将 200 μL 溶解溶液转移到 96 孔板的每个孔中。
将沉淀物完全溶解到 DMSO 中对于结果的准确性至关重要。将 DMSO 添加到板中的样品中后,使用移液器洗涤样品数次,直到沉淀物完全溶解。最后,使用酶标仪测量板在 540 纳米处的吸光度值。
在 P1 阶段,感染率较低。P2 期感染率显著提高。在 P3 感染期,几乎所有细胞都表现出从细胞培养板脱离、细胞直径增加以及细胞生长停止的症状。
根据检测到的吸光度值,与对照 CAT 细胞相比,表达 Md α E7 的细胞显示出显著更高的活力。在进行此程序时,重要的是在所有步骤中防止细胞污染,方法是在进行细胞实验之前用 70% 的乙醇擦拭瓶子和试管等物品的表面。按照此程序,可以执行一些其他方法,如同源建模和暗分析,以回答其他问题,如羧基酯酶蛋白和氯菊酯配体之间的相互作用。
这项技术为昆虫毒理学的研究人员铺平了道路,以探索昆虫杀虫剂耐药性基因的功能特征和机制。不要忘记,使用杀虫剂可能非常有害,在执行这些程序时应始终采取预防措施,例如手套和实验室外套。
查看完整文字稿并访问数千部科学视频
本文介绍了一种利用杆状病毒介导的昆虫细胞表达系统在体外生产家蝇羧酸酯酶蛋白的实验方案。该研究重点表征这些蛋白在家蝇代谢氯菊酯中的作用,这一过程与拟除虫菊酯类杀虫剂抗性的产生密切相关。
对羧酸酯酶等解毒酶进行功能表征,有助于支持杀虫剂抗性研究中的靶点验证。该方法通过将基因表达与针对拟除虫菊酯类杀虫剂的代谢活性相关联,实现机制层面的风险排除。该工作流程可为在病媒控制项目中优先筛选抗性机制提供可靠的预测依据。
该方法通过功能性蛋白表达和活性筛选实现靶点验证,从而整合到早期发现的工作流程中。