חיידקי ליסטריה הוא פתוגן חיידקים גראם חיובי משמש לעתים קרובות כמודל עיקרי לחקר טפילות תאית. הדמיה מאוחר L. חיידקי לשלבי זיהום בהקשר של מסכי RNA התערבות קטנים מאפשר למחקר העולמי של מסלולים הסלולר נדרשים לזיהום חיידקים של תאי מארח יעד.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
חיידקי ליסטריה הוא פתוגן חיידקים גראם חיובי משמש לעתים קרובות כמודל עיקרי לחקר טפילות תאית. הדמיה מאוחר L. חיידקי לשלבי זיהום בהקשר של מסכי RNA התערבות קטנים מאפשר למחקר העולמי של מסלולים הסלולר נדרשים לזיהום חיידקים של תאי מארח יעד.
ניתן לתפוס פתוגנים תאיים חיידקים ככלים מולקולריים לנתח מפלי איתות הסלולר בשל יכולתם לתמרן להפליא ולחתור תחת פונקציות תא הנדרשות להדבקת רקמות יעד מארח. בין החיידקים פתוגנים אלה, חיידקי ליסטריה הוא מיקרואורגניזם גראם חיובי ששמש כפרדיגמה לטפילות תאית באפיון של תגובה חיסונית תאית, ואשר מילאו תפקידים מרכזיים בגילוי מסלולים המולקולריים שליטה דינמיקת סחר cytoskeletal וקרום. במאמר זה, אנו מתארים assay Microscopical חזק לצורך זיהוי של שלבים מאוחרים של זיהום סלולארי L. חיידקי המבוססים על תיוג הניאון של InlC, חלבון מופרש חיידקים שמצטבר בציטופלסמה של תאים נגועים; assay זה יכול להיות בשילוב למסכים אוטומטיים תפוקה גבוהה קטנים מפריעים RNA כדי להשחירacterize מסלולי איתות תאיים מעורבים בוויסות מעלה מטה או לזיהום.
החיידק גראם החיובי חיידקי ליסטריה הוא פתוגן שמקורן במזון שפולש לתאי מארח, משבש vacuole ההפנמה ומשכפל בציטופלסמה של תאי מארח 1. L. חיידקי הקלות של מניפולציה בהקשר המעבדה (צמיחה מהירה, הרעילות נמוכה לאנשים בריאים) קשור עם ההתמדה של תכונות ארסיות חיידקים שנצפו בדגמים סלולריים ובעלי חיים (פעילות המוליטית, ריבוי תאי דם לבנים) התירו השימוש הראשוני שלה ב1960s כמודל עיקרי ל המחקר של טפילות תאית ולהקמתן של היסודות התיאורטיים של חסינות הסלולר נגד זיהום 2. בסוף 1980s ותחילת 1990, הנתיחה של מחזור החיידקים תאיים 3, כמו גם האפיון המולקולרי של ארסי חיידקי גורמים החשובים ביותר 4-7 העדיף את השימוש של L. חיידקי ככלי מולקולרי מרכזי למניפולציה וגם החתיךy של פונקציות תא מארחות. נוכחותם של לא אלים (innocua ל ') ומינים ארסיים (חיידקי L.) בסוג ליסטריה סללו את הדרך למחקרים גנומית השוואתיים 8 זה, יחד עם ההקמה האחרונה של L. המלא חיידקי transcriptome 9, גדלו ההבנה של האבולוציה שלנו ל ' חיידקי כהפתוגן אנושי וכמערכת מודל לזיהום לומדים 10.
חיידקי L. גורם הפנמתו לתוך תאי מארח על אינטראקציה של חלבוני פני השטח של חיידקי InlA וInlB עם קולטני תא המארח שלהם E-cadherin והמטרופוליטן, בהתאמה 11-12. מחקרים מבוססי מועמד ראשוניים הובילו לזיהוי של הקישור catenins-אקטין α / β כמרכיב משמעותי של מסלול InlA פלישת 13 ושל phosphoinositide 3-קינאז (PI 3-K) כמפעיל קריטי של InlB- casca פלישה תלויהדה 14-15. מבחני proteomic ומבוססי פונקציונליים אפשרו לאחר מכן את זיהוי של גורמי רומן cytoskeletal 16 ושליחים שני שומנים 17 דרושים לפלישת תא מארח. מחקרי תעתיק 18 ופרוטאומיקה מבוססת ספקטרומטריית המסה כמותית 19 לאחרונה שופכים אור חדש בנוגע להפעלה של מפלי מארח איתות והדיכוי של מערכת החיסונית במהלך L. חיידקי לזיהום. ביולוגיה של מערכות המבוססת על גישות איון של קבוצות גדולות של גנים (kinomes, הגנום מלא) על ידי RNA התערבות קטן השתקה (siRNA) לאחרונה פתחה אפיקים חדשים לניתוח המארח הגלובלי איתות מפלים בהקשר של תפקודים תאיים ספציפיים, כולל phagocytosis ו הפנמת הפתוגן 20. מסכי siRNA הגנום כבר בוצעו בעבר לחקור מפלים סלולריים הנדרשים לזיהום של L. חיידקי בדרוזופילה phagocytic תאי S2 21-22, אבל זה סוג של ניתוח לא שבוצע בתאים שאינם phagocytic, המייצגים מטרות קריטיות לזיהום בגוף חי.
יש לנו אופטימיזציה פרוטוקול לזיהוי Microscopical של שלבים מאוחרים של זיהום על ידי ל חיידקי שמתאימים ללימודי siRNA תפוקה גבוהה של כניסת חיידקים בתוך תאי אפיתל. assay שלנו מנצל L. פולשני מאוד חיידקי לזן שמציג מוטציה נקודתית בPrfA, רגולטור תעתיק העיקרי של L. חיידקי ארסי גורמי 6: מוטציה זו (בשם PrfA *) הופכת PrfA פעיל 23 constitutively ומובילה לביטוי מוגבר של חלבוני פלישת InlA וInlB, ולכן העדפת כניסת חיידקים בתאים שאינם phagocytic אחרת גרוע נגועים. קריאת הנתונים שלנו לזיהום מבוסס על זיהוי של הצטברות cytosolic של InlC חלבון החיידקים המופרש: מולקולה זו היאמפעיל pleiotropic שבא לידי ביטוי באופן מועדף על ידי ל 'התוך cytoplasmic חיידקי 9 ובו משתתף לא רק בתא תא אל החיידקים להתפשט 24 אך גם מודולציה תגובות חיסונית מארח 25. ניאון התיוג של הפרשת InlC ידי חיידקים תאיים לא רק מאפשר להבחין נגוע מהתאים שאינם נגועים באופן ברור, אלא גם מייצג readout נקודת סיום שיכול לשמש כדי לנתח לאחר מכן זיהום בשלבים השונים שלה: כניסה, בריחת vacuolar, חיידקי cytosolic ריבוי והתפשטות תא אל התא. פרוטוקול מבוסס מיקרוסקופיה זה יכול להיות בשילוב למסכי siRNA לכן ללמוד מסלולי הסלולר מעורבים בזיהום של תאי מארח של ל ' חיידקי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. תרבויות הכנת נייד וחיידקיים, כלים Transfection ונוגדנים ראשוניים
2. הפוך transfection תא siRNA
3. זיהום סלולארי ומכתים
4. תמונת רכישה וניתוח
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ניאון תיוג של InlC cytoplasmic מספק readout חזק לזיהום תא על ידי ל ' חיידקי, כפי שמודגמים באיור 1: התא המרכזי במיקרוסקופ נגוע מאוד על ידי זן P14.PrfA * 23 כפי שניתן לראות בתמונה בניגוד השלב (ראשי חץ, איור 1 א) והוא אושר על ידי אות DAPI בי חיידקים בודדים ניתן להבחין בבירור (איור 1). מכתים InlC (superposed למכתים DAPI באיור 1C) מתאר כיצד חלבון מופרש זה צפוף מצטבר בcytosol של תאים נגועים ומאפשר זיהוי חד משמעי ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מספר פרמטרים הם קריטיים להצלחתו של פרוטוקול InlC איתור שלנו, כוללים השימוש בשורות תאים בריאים מוצגות ציטופלסמה גדולה מספיק כדי לאפשר זיהוי חד משמעי של אות InlC. ב assay אנו מציגים במאמר זה אנו מציעים את השימוש בתאי הלה CCL2, שהם גם מתאימים במיוחד עבור assay שלנו בעקבות ההארכה של מרחב cytosolic; שיבוטים הלה אחרים כגון תאי הלה קיוטו להציג הציטופלסמה קטנה יותר, אך ניתן להשתמש בם עם פרוטוקול הזיהום שלנו (תאי הלה קיוטו הם במיוחד מותאמים היטב לניתוח פילוח שכן תאים אינם חופפים עם תאי שכנ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יש לנו מה למסור.
מחקר במעבדה פ Cossart נתמך על ידי מכון פסטר, Institut National de la סנטה et de la משוכלל ונדיר Médicale, Institut National de la משוכלל ונדיר Agronomique, ERC Advanced Grant (233,348), Nationale de la משוכלל ונדיר סוכנות הידיעות (גרנט מ.י.- SignRupVac), קרן לואי ז'נטה וFondation Le Roch Les Mousquetaires. AK הוא נמען של מלגה מInfectieuses פסטר בפריז הבינלאומית באוניברסיטה לתואר השלישי תכנית / Institut החוליים קרנו. אנו מודים ג'ייסון מרסר לייעול פרוטוקול transfection הסלולרי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Bacto מוח לב עירוי | BD | 237500 | להכנת BHI נוזלי |
| Bacto Agar | BD | 214010 | תוסף לנוזל BHI לצלחות אגר BHI |
| סרום בקר עוברי מושבת | בחום Biowest | 51830-500 | |
| DMEM | Invitrogen | 61965-026 | |
| ליפופקטמין RNAiMax | Invitrogen | 13778-100 | |
| Gentamicin | Sigma | G1397-10ML | |
| פורמלדהיד (16%) | EMS | 15710 | הכן טרי לפני כל ניסוי |
| Anti-Rabbit Alexa Fluor 546 | Invitrogen | A-11035 | |
| DAPI | Invitrogen | D-1306 | |
| Phalloidin Dy647 | Dyomics | 647-33 | |
| siRNA Scramble | Dharmacon | D-001810-10 | |
| siRNA Met | Dharmacon | L-003156-00-0005 | |
| שחור 384 בארות מיקרוסקופיה צלחת תרבית תאים | קורנינג | 3985 | |
| AxioObserver Z1 מיקרוסקופ | Zeiss | 431007 9901 | |
| מצלמת sCMOS | Andor | Neo | |
| Metamorph תוכנה לניתוח | התקנים מולקולריים | 4000 | |
| תוכנת ניתוח CellProfiler | Broad Institute | תוכנה ציבורית זמינה בכתובת http://www.cellprofiler.org/ |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
A correction was made to Imaging InlC Secretion to Investigate Cellular Infection by the Bacterial Pathogen Listeria monocytogenes. Three authors were omitted from the article at the time of publication. The acknowledgments section was also updated. The author list has been updated from:
Andreas Kühbacher1,2,3, Edith Gouin1,2,3, Pascale Cossart1,2,3, Javier Pizarro-Cerdá1,2,3
1Unité des Interactions Bactéries Cellules, Pasteur Institute, 2INSERM U604, 3Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), USC2020
to
Andreas Kühbacher1,2,3, Edith Gouin1,2,3, Jason Mercer4, Mario Emmenlauer5, Christoph Dehio5, Pascale Cossart1,2,3, Javier Pizarro-Cerdá1,2,3
1Unité des Interactions Bactéries Cellules, Pasteur Institute,2INSERM U604, 3Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), USC2020, 4Institute of Biochemistry, ETH Zürich 5Focal Area Infection Biology, Biozentrum, University of Basel
The acknowledgments where update from:
Research in P. Cossart laboratory is supported by the Pasteur Institute, the Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, the Institut National de la Recherche Agronomique, ERC Advanced Grant (233348), the Agence Nationale de la Recherche (Grant MIE-SignRupVac), the Louis-Jeantet Foundation and the Fondation Le Roch Les Mousquetaires. A.K. is a recipient of a scholarship from the Pasteur-Paris University International Doctoral Program/Institut Carnot Maladies Infectieuses. We thank Jason Mercer for optimizing the cellular transfection protocol.
to
Research in P. Cossart laboratory is supported by the Pasteur Institute, the Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, the Institut National de la Recherche Agronomique, ERC Advanced Grant (233348), the Agence Nationale de la Recherche (Grant MIE-SignRupVac), the Louis-Jeantet Foundation and the Fondation Le Roch Les Mousquetaires. A.K. is a recipient of a scholarship from the Pasteur-Paris University International Doctoral Program/Institut Carnot Maladies Infectieuses. We acknowledge support by grant 51RT 0_126008 for the Research and Technology Development (RTD) project InfectX in the frame of SystemsX.ch, the Swiss Initiative for Systems Biology (to C.D.).