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Extrachromosomiques plasmides sont utilisés pour des études de journaliste, dont le but est d’identifier la localisation de certaines protéines à l’intérieur d’une cellule ou des changements dans la structure cellulaire des cellules mutantes. De nombreuses approches, telles que le suivi du cycle cellulaire, il est essentiel d’exprimer deux reporters en même temps. C’est désormais possible grâce à notre système de plasmide extrachromosomique journaliste double (tableau 1). Jour 1, les cellules ont été transfectées avant d’ajouter le marqueur sélectionnable G418 après 5 h (Figure 1). Dans l’exemple, NC4, DdB, Ax2 et les souches sauvages indépendamment dérivées V12M2 et WS2162 (tableau complémentaire 1) ont été transfectées avec le plasmide pPI289, qui code pour la GFP-TubulinA, un marqueur des microtubules et mCherry-PCNA, une protéine qui est utilisé pour la surveillance du cycle cellulaire (Figure 2A). Après 32 h, les cellules ont été observés au microscope. Exprimée de la majorité des cellules les deux protéines de fusion fluorescent-étiquetées, compatible avec précédents rapports que l’expression de deux reporters des même plasmide spectacles semblables niveaux d’expression, qui est quasiment impossible lorsque vous utilisez deux plasmides différents 18,,19. Une cellule représentative pour chaque lignée cellulaire (NC4, DdB, Ax2, V12M2 et WS2162) exprimant le journaliste double désiré illustrée à la Figure 2B. L’efficacité de transfection est résumées dans la Figure2C. Lignées cellulaires dérivées de NC4 montrent les meilleures efficacités de transfection. Toutefois, pour les lignées de cellules V12M2 et WS2162, un nombre considérablement élevé de transfectants a été obtenu.

Figure 2 : Expression d’un plasmide extrachromosomique. (A) plasmides Extrachromosomique transfected directement en forme circulaire. À titre d’exemple, le journaliste double pPI289 est montré. Les sites MIV ONGindiquent d’insertion du deuxième reporter dans le plasmide expression extrachromosomique. (B) Z-projection d’une cellule représentante exprimant GFP-TubulinA (cytoplasmique) et mCherry-PCNA (en grande partie nucléaire) pour les cinq différentes sauvage lignées cellulaires utilisées (NC4, DdB, Ax2, V12M2, WS2162). (C), la transfection des efficacités pour les cinq lignées illustrées en (B) ont été calculées. Montré est la moyenne des deux expériences. Barres d’erreur indiquent ± SD. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Intégration d’un vecteur de ciblage dans un locus génomique spécifié est plus difficile et nécessite une analyse plus attentive de la lignée cellulaire généré. Dans la Figure 3, un Loi5- mCherry KI en NC4 est tentée. Tout d’abord, le plasmide doit être linéarisé pour augmenter la fréquence des événements de recombinaison après transfection. Pour ce faire, le plasmide pDM1514 est coupé avec des ONGMIV. Deux bandes sont obtenus après l’exécution du digest sur gel d’agarose. Le groupe bp 4127 contient la construction désirée (Figure 3). Pour la transfection, l’ADN digéré doit être extraits du gel et purifié à l’aide d’un kit d’extraction de gel suivant les instructions du fabricant.

Figure 3 : Préparation de Loi5 knock-in et d’ADN pour la transfection. Un exemple de l’utilisation d’un agir5 knock-in, le plasmide pDM1514 est montré. Les étapes de préparation sont répertoriés comme suit. (A) avant d’électroporation, linéariser le plasmide utilisant les sites MIV ONGindiquées. (B, C) Exécutez le plasmide coupé sur gel d’agarose, jusqu'à ce que les deux bandes attendus sont bien séparés. Découper la bande de bp 4127 contenant les armes de recombinaison, mCherry et la résistance-cassette et gel extrait l’ADN. L’ADN est maintenant prêt pour la transfection. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
L’ADN purifié a été utilisé pour la transfection des cellules NC4. Après 5-6 jours de sélection, les clones ont été obtenus. Efficacité de transfection représentatif et la quantité des clones positifs identifiés pour plusieurs Loi5 knock-in tentatives sont résumées dans le tableau 3. Deux clones de la transfection NC4 ont été aléatoirement choisis et analysés par PCR (Figure 4A), et les deux montrent les profils de bandes prédit que l'on attend d’un knock-in et ont été validés davantage avec une analyse Southern afin d’assurer une intégration unique en cas de la construction dans le génome de20. La tache montre une intégration unique clairement dans le locus désiré Loi5 (Figure 4B). La lignée de cellules NC4::act5-mCherry générée permet maintenant au cours d’expériences.

Figure 4 : Validation de Loi5- mCherry KIs dans NC4. (A) schéma et contrôle PCRs pour la validation des intégrations positives dans locus Loi5 . Les amorces indiquées ont été utilisées pour analyser deux clones indépendants et le parent. Les deux clones montrent les bandes attendus pour la résistance-cassette et l’aval (P1) ou l’amorce en amont (P2), qui ne sont pas présents chez la souche parentale. La combinaison d’amorces (P1/P2) confirme la bonne intégration de cassette de mCherry et de la résistance dans le locus Loi5 . Le type sauvage NC4 montre la bande attendue de bp 2800, tandis que les deux clones KI n’ont pas cette bande et affichent à la place un produit PCR sur 1400 paires de base plus grandes. (B) régime de sommaire de restriction utilisées et Southern blot. Les deux clones knock-in show la petite bande de bp 3400, qui est le résultat de l’intégration de la construction dans le locus agir5, spécifiquement la supplémentaires Bclje site dans la cassette de résistance à l’hygromycine. Les spectacles de contrôle sauvage le 5,8 Ko attendu résultant des deux situé en aval Bclje sites. La tache a été recadrée et épissée pour plus de clarté. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
| construct ciblé dans le locus Loi5 | nom de plasmide | nombre de puits occupés | nombre de clones checked | Clones positifs | Clones correctes (%) | Dictyostelium souche utilisée | efficacité de transfection (transfectants / 2 x 10 ^ 6/1 µg d’ADN) |
| LifeAct-mCherry | pPI226 | 7 | 7 | 1 | 14.2 | AX2 | 3,5 x 10 ^ -6 |
| LifeAct-GFP | pPI227 | 12 | 12 | 5 | 41,6 | AX2 | 6 x 10 ^ -6 |
| GFP | pDM1513 | 3 | 3 | 2 | 66,6 | AX2 | 1.5 x 10 ^ -6 |
| mCherry | pDM1514 | 3 | 3 | 1 | 33,3 | AX2 | 1.5 x 10 ^ -6 |
| GFP | pDM1513 | 66 | 9 | 5 | 55,5 | AX2 | 3.3 x 10 ^ -5 |
| mCherry | pDM1514 | 221 | 12 | 10 | 83,3 | AX2 | 1.1 x 10 ^ -4 |
| H2B-mCherry | pPI420 | 3 | 3 | 1 | 33,3 | AX2 | 1.5 x 10 ^ -6 |
| H2B-mCherry | pPI420 | 7 | 7 | 6 | 85,7 | AX2 | 3,5 x 10 ^ -6 |
| mCherry | pDM1514 | 10 | 10 | 7 | 70 | DdB | 5 x 10 ^ -6 |
| mCherry | pDM1514 | 240 | 12 | 11 | 91,6 | DdB | 1.2 x 10 ^ -4 |
| mCherry | pDM1514 | 320 | 12 | 12 | 100 | NC4 | 1.6 x 10 ^ -4 |
Tableau 3 : efficacité de Transfection et la quantité d’obtient transfectants positive pour la génération de Loi5 KIs en milieux de souche différente 22 .
Le locus agir5 offre une expression relativement homogène du journaliste intégré21. Les cellules NC4::act5-mCherry générés permettent des expériences de mélange à effectuer avec les autres Loi5 knock-ins à l’aide d’une protéine fluorescente différente tels que GFP. Pour souligner le grand avantage de ce système, expérimente le mélange Ax2::act5-GFP est indiqués. En raison de l’incapacité à transfecter non axéniques cellules de type sauvage, ce type d’approche ne peut pas être effectué avant. Expériences de mix sont un outil important pour analyser le comportement de la cellule, car ils permettent une comparaison directe entre les différentes lignées cellulaires connaissent des conditions expérimentales identiques. NC4 cellules croissent plus vite sur les pelouses bactériennes que de cellules Ax2 (Figure 5A). Cela peut être dû à une plus grande capacité à phagocyter les bactéries ou amélioration des capacités de se déplacer et de montrer le chimiotactisme vers une source de nourriture. À l’aide d’une analyse de chimiotactisme agar sous acide folique, une comparaison directe d’une population de NC4::act5-mCherry et Ax2::act5-GFP a été réalisée, montrant que NC4::act5-mCherry sont beaucoup plus efficaces dans la détection de l’acide folique. Après 4 h, plus de cellules NC4::act5-mCherry ont pu ramper sous l’agarose que les cellules Ax2::act5-GFP (Figure 5B). Analyser les mesures standards de chimiotactisme des cellules migrant sous l’agarose a révélé que les cellules NC4::act5-mCherry étaient plus rapides et ont montré une réponse chimiotactique plus forte que les cellules Ax2::act5-GFP (Figure 5C-E ).

Figure 5 : En utilisant agir5 KIs pour expériences de mélange imageur chimiotactisme. (A) NC4::act5-mCherry et Ax2::act5-GFP exprimant la protéine fluorescente indiquée du locus agir5 ont été analysées pour la capacité de croître sur une pelouse bactérienne. Après 4 jours, on a mesuré le diamètre de la plaque de cellules solitaires de Dictyostelium plaqués. Non-axéniques Loi5:: NC4 cellules produisent des plaques significativement plus grandes que les cellules Ax2::act5-GFP axéniques (moyenne ± écart-type, *** p < 0,0001, n = 3, échelle bar 5 mm). (B) pour l’utilisation de la chimiotaxie de folates sous-agarose assay22 de comparer directement les capacités chimiotactiques des NC4::act5-mCherry et Ax2::act5-GFP utilisé dans (A), bactéries-cultivé amibes des deux souches ont été mélangés dans un rapport de 50 : 50. Les cellules étaient autorisés à ramper sous l’agarose. Après 4 h, cellules qui migraient vers le haut de la pente de l’acide folique ont été projetés à l’aide d’un microscope confocal. Le nombre de cellules NC4::act5-mCherry et Ax2::act5-GFP a été déterminé. Les cellules NC4::act5-mCherry ont été plus efficaces dans la détection des folates. Environ 10 fois plus NC4::act5-mCherry cellules ont été trouvés par rapport aux cellules Ax2::act5-GFP (moyenne ± écart-type, *** p < 0,0001, n = 6, échelle bar 100 µm). (C, D) Les cellules ont été filmés pendant 60 min, et leur vitesse et leur indice chimiotactique ont été calculés. Après présélection des cellules plus chimiotaxiquement sensibles (seulement ceux qui ont migré sous l’agarose), Ax2::act5-GFP cellules ont montré des valeurs plus faibles pour la vitesse de la cellule et du chimiotactisme. Cinquante cellules par lignée cellulaire ont été analysés. (moyenne ± écart-type, * p < 0,01, n = 3). (E) les traces de NC4::act5-mCherry et Ax2::act5-GFPact5 knock-ins sont tracés pendant 60 min, retraçant l’évolution plus dirigée vers la source de chemoattractent des cellules NC4::act5-mCherry (moyenne ± écart-type, ** * p < 0,0001, n = 6). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Les lignes de knock-in cell Loi5 permet également pour la cytométrie en flux. Comme pour la croissance sur les bactéries, il y a des différences majeures dans le développement entre souches axéniques et non axéniques sauvage-types. Après développement, les organes de fructification des cellules NC4 sont environ deux fois aussi grands que ceux dérivés de cellules Ax2. Si les cellules sont mélangés, une fructification de taille intermédiaire est obtenue. Pour analyser la contribution des deux lignées cellulaires plus quantitativement, cytométrie en flux a été utilisée. Ces analyses ont montré clairement que les fructifications de taille intermédiaire sont dus à différents niveaux de contribution de deux lignées de cellules. Alors que les cellules NC4::act5-mCherry comptaient d’environ 75 % des spores mesurées, Ax2::act5-GFP a contribué seulement 25 %, révélant un avantage potentiel de remise en forme pour les souches non-axéniques (Figure 6). Étant donné que l’analyse ne surveille pas la population de cellules de tige, il y a deux possibilités pour expliquer le déséquilibre de développement entre Ax2 et NC4. Il est possible que les cellules Ax2 contribuent principalement à la population de cellules de tige, plutôt que d’entrer dans la population de cellules de spore. Sinon, plus de cellules NC4 peuvent conclure le cycle de développement, avec Ax2 relativement retardé, et ils sont donc incapables de contribuer à l’Assemblée d’un organe de fructification. La possibilité de transfecter les cellules de type sauvage non axéniques développe davantage les autres approches et simplifie considérablement les procédures expérimentales.

Figure 6: loi5 KIs permettent une analyse des expériences de mélange à l’aide de cytométrie. (A) NC4::act5-mCherry et Ax2::act5-GFP ont été élaborés séparément ou dans un mélange 50/50 sur milieu gélosé non nutritifs. NC4::act5-mCherry cellules forment des organes de fructification plus grandes que Ax2::act5-GFP. Le mélange montre plutôt de taille intermédiaire (échelle bar 5 mm). Microscopie confocal fluorescence suggère une plus grande quantité de spores de NC4::act5-mCherry dans les têtes de spores provenant de mélanges. (B) afin de quantifier cette observation, les quantités de spores dans spore récolté, chefs de l’expérience de mélange au point A ont été analysés par cytométrie en flux. Environ 75 % des spores provient de cellules NC4::act5-mCherry , avec seulement 25 % des cellules Ax2::act5-GFP . (C) répartition représentative des spores de deux lignées de cellules montrées un scatter de cytométrie de flux. Environ 0,05 % montrent positifs mCherry et GFP de signaux, ce qui suggère que les processus de fusion parasexuel ont eu lieu ou que les spores sont coller les uns aux autres. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
| Lignée cellulaire | Génétiquement de fond | Numéro de référence | Publié avant | Type de |
| AX2 (Ka) | | DBS0235521 | Bloomfield et al., 2008 | type sauvage |
| NC4 (S) | | | Bloomfield et al., 2008 | type sauvage |
| act5::mCherry Clone 5 | NC4 | HM1912 | Paschke et coll., 2018 | Loi5 knock-in |
| act5::GFP Clone 2 | AX2 | HM1930 | Paschke et coll., 2018 | Loi5 knock-in |
| V12M2 | | | Bloomfield et al., 2008 | type sauvage |
| WS2162 | | | Bloomfield et al., 2008 | type sauvage |
Supplémentaire tableau 1 : différentes souches de Dictyostelium étudié.