כאן אנו מתארים שיטה לבידוד RNA חיידקי ליסטריה מונוציטוגנס הגדלים בתוך מקרופאגים של עכברים. ניתן להשתמש בטכניקה זו עם פתוגנים תוך-תאיים אחרים ותאי מארח של יונקים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
כאן אנו מתארים שיטה לבידוד RNA חיידקי ליסטריה מונוציטוגנס הגדלים בתוך מקרופאגים של עכברים. ניתן להשתמש בטכניקה זו עם פתוגנים תוך-תאיים אחרים ותאי מארח של יונקים.
ניתוח הטרנסקריפטום של פתוגנים חיידקיים במהלך זיהום ביונקים הוא כלי רב ערך לחקר גנים וגורמים המתווכים זיהום. עם זאת, בידוד RNA חיידקי מתאים או רקמות נגועות הוא משימה מאתגרת, מכיוון ש-RNA של יונקים שולט בעיקר בליזאטים של תאים נגועים. כאן אנו מתארים שיטה אופטימלית לבידוד RNA של חיידקי ליסטריה מונוציטוגנס הגדלים בתוך תאי מקרופאגים שמקורם במח העצם. עם ההדבקה, התאים עוברים ליזה קלה ומסוננים במהירות כדי להשליך את רוב החלבונים וה-RNA המארח, תוך שמירה על חיידקים שלמים. לאחר מכן, RNA חיידקי מבודד באמצעות מיצוי פנול-SDS חם ואחריו טיפול ב-DNase. ה-RNA המופק מתאים לניתוח שעתוק גנים במספר טכניקות. שיטה זו מיושמת בהצלחה במחקרינו על ויסות הגנים של ליסטריה מונוציטוגנס במהלך זיהום של תאי מקרופאגים 1-4. ניתן לשנות את הפרוטוקול בקלות כדי לחקור פתוגנים חיידקיים וסוגי תאים אחרים.
חיידקים פתוגנים תאיים ─ חיידקים גורמי מחלות זיהומיות מסוגלים לגדול והתחילו להתרבות תאים בתוך צבאות האדם ─ הם דאגה בריאותית משמעותית ברחבי העולם 5. כדי לפלוש לשכפל בתוך תאים יונקים, פתוגנים תאיים רכשו מנגנוני ארסיות מתוחכמים גורמים. בעוד מנגנונים אלה הם יסוד את היכולת לגרום מחלה, אנו יודעים מעט מאוד על רגולצית הדינמיקה שלהם. מאז פרופילי ביטוי גנים של חיידקי גדלי תקשורת נוזלת אינם משקפים את הסביבה בפועל בתוך תאי מארחים, יש צורך הולך וגדל transcriptome המנתח של חיידקים הגדלים נישות התאיות שלהם. ניתוחים כאלה ייאפשרו הפיענוח של עיבודים ספציפיים חיידקים מופעלים על ידי המארח יעזרו לזהות מטרות חדשות עבור עיצוב טיפולי. ניתוח transcriptome של חיידקים גדלו intracellularly הוא מאתגר מאוד מאז RNA יונק במספרם RNA חיידקים ידי בפי עשרה לפחות. בכתב היד הזה, אנו מתארים שיטה ניסיונית לבודד RNA חיידקים מחיידקי חיידקים ליסטריה גדלו בתוך תאי מקרופאג בעכברים. רנ"א החילוץ יכול לשמש כדי לחקור עיבודים תאיים ומנגנונים ארסיים של חיידקים פתוגניים על ידי טכניקות שונות של ניתוח שעתוק, כגון RT-PCR, RNA-seq, microarray וטכנולוגיות מבוססות הכלאה אחרות.
ל חיידקים הוא הגורם הסיבתי של ליסטריה בבני אדם, מחלה עם ביטויים קליניים מיקוד אנשי מדוכאי חיסון בעיקר, קשישים ונשים בהריון 6. זה הוא פתוגן התאי פקולטטיבי גראם חיובי כי פולש מגוון רחב של בתאי יונק כי שמשו במשך עשרות שנים כמודל באינטראקציות מארח הפתוגן לומד 7. לאחר הפלישה, הוא שוכן בתחילה בתוך vacuole או phagosome (במקרה של תאים phagocytic), שממנו הוא חייב לברוח לתוך tהוא לארח cytosol התא כדי לשכפל. מספר גורמים ארסיים הוכחו לתווך בתהליך הבריחה, ובעיקר המוליזין יוצרים הנקבובי, Listeriolysin O (LLO) ושני 8 נוסף phospholipases. ב cytosol החיידקים משתמשים במכונות פילמור אקטין המארח כדי להניע את עצמם על סיבי אקטין בתוך התא להתפשט מתא לתא (איור 1). כל הגורמים הארסיים הגדולים של L. חיידקי מעורבי פלישה, הישרדות שכפול תאיים, מופעלים על ידי רגולטור תעתיק ארסיות מאסטר, PrfA. 8-10.
בעשור האחרון, מספר מחקרים שנערכו על ידינו ואחרים יישמו בהצלחה שיטות לניתוח transcriptome של חיידקים גדל intracellularly בתוך התאים המארחים 2,11-15. שתי גישות עיקריות משמשות להפריד RNA חיידקים מ-RNA המארח אשר מבוססים על: 1) עשרה סלקטיבית של RNA חיידקים ו -2) בידוד RNA על ידי diffeתמוגה התא rential. הגישה הראשונה מתבססת על כלת תוסף של תמציות RNA סכו למולקולות רנ"א יונקות (למשל באמצעות ערכות זמינות מסחרי) או ללכוד סלקטיבית של רצפים עבדו בקטריאלי (סקוטים) 11. הגישה השנייה מתבססת על תמוגה הפרש של חיידקים ותאי מארח, שבו תאי המארחים הם lysed בעוד תאים חיידקיים נותרו על כנן. תאים חיידקיים אז מופרדים lysate התא המארח, בדרך כלל על ידי צנטריפוגה, ואת RNA מופק באמצעות טכניקות סטנדרטיות. הבעיה העיקרית בגישה זו היא כי יחד עם החיידקים השלמים, גרעיני תאים לארח גם מבודדים, ובכך הכנות RNA עדיין מכילות RNA היונק. אחת דרכים להתגבר על בעיה זו היא להפריד חיידקים שלמים מגרעיני תאי מארחים באמצעות צנטריפוגה הפרש, אבל פרוצדורה בדרך כלל לוקחת זמן שדווח על החשש משינויי פרופיל ביטוי גנים במהלך חילוץ. במאמר זה אנו מציגים ba משופרת ומהירהפרוטוקול חילוץ cteria RNA, אשר מבוסס על גישת תמוגה הפרש תא. ראשית, L. חיידקים נגועים בתאי מקרופאג הם lysed עם מים קרים. לאחר מכן, גרעינים מקרופאג יוסרו על ידי צנטריפוגה קצר וחיידקים שלמים נאספים במהירות על מסננים, שממנו RNA הוא מבודד באמצעות מיצוי פנול-SDS חמים של חומצות גרעין חיידקים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: במהלך הניסוי כולו, תאי מקרופאג מודגרת על 37 מעלות צלזיוס חממת 5% CO 2 כפיית אוויר ונלקחו מתוך האינקובטור רק מניפולציות ניסיון, אשר מבוצעות בתוך ארון בטיחות ביולוגי Class II. עבודה עם L. חיידקי חיידקים הם בהתאם לרמת 2 תקנות בטיחות ביולוגית.
Cell 1. הכנת זיהום חיידקים (יום 1 ו -2)
2. הפקת חומצות גרעין (יום 3)
הערה: בצע את כל המניפולציות עם פתרונות פנול כלורופורם במנדף.
3. DNase טיפול
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מערכת המודל מוצגת באיור 1 וכוללת תאי מקרופאג נגועים ל חיידקי חיידקים, אשר לשכפל cytosol מקרופאג. איור 2 מייצגים את מערך הניסוי. איור 3 מייצג תוצאות אופייניות של ניתוח RT-qPCR כגון גנים ארסיים במהלך WT ל חיידקי צמיחה מקרופאגים בהשוואה לצמיחת BHI הבינוני מעבדה עשירה. התוצאות מראות רמות השעתוק של שני גורמים ארסיים גדולים של L. חיידקים; hly קידוד רעלן LLO ו ACTA קידו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול המתואר כאן מייצג שיטה אופטימיזציה עבור בידוד של RNA חיידקי L. חיידקי חיידקים הגדלים intracellularly בתאים מקרופאג. פרוטוקול זה מבוסס על תמוגה תא הפרש וכולל שני שלבים עיקריים להעשרת RNA חיידקים: שקיעת גרעינים מקרופאג באמצעות צנטריפוגה ואוסף מהיר של חיידקים על ידי סינון. צעדים אלה ואחריו הליך מיצוי RNA סטנדרטי. בעוד פרוטוקול זה מתאר טיהור RNA listerial, זה יכול בקלות להיות שונה חיידקים פתוגנים אחרים. למרות שהשיטה מתמקדת טיהור RNA לניתוח תעתיק, העיקרון ששימשו להפרד...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
המחקר במעבדת הרשקוביץ נתמך על ידי מענקי 335400 ERC ו-R01A/109048 NIH.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| ליסטריה מונוציטוגנס 10403S | 20 | ||
| מקרופאגים שמקורם במח עצם שהוכנו מעכברים | 6 21 | ||
| H2O, RNAse free | Thermo Scientific | 10977-015 | ניתן להשתמש במים שטופלו ב-DEPC |
| DMEM | Gibco | 41965039 | |
| Glutamine | Gibco | 25030081 | |
| נתרן פירובט | Gibco | 11360-088 | |
| β-מרקפטואתנול | Gibco | 31350010 | |
| עט/סטרפטוקוק | Gibco | 15140-122 | |
| Gentamicin | Sigma-Aldrich | G1397 | |
| FBS | Gibco | 10270106 | |
| Dulbecco' s פוספט חוצץ מלח-PBS | סיגמא-אולדריץ' | D8537 | |
| עירוי לב מוח (BHI) | Merckmillipore | 1104930500 | |
| פנול pH רווי 4.3 | פישר | BP1751I-400 | |
| כלורופורם | פישר | BP1145-1 | |
| איזו-אמיל אלכוהול | סיגמא-אולדריץ' | W205702 | |
| נתרן אצטט | סיגמא-אולדריץ' | ||
| EDTA | Sigma-Aldrich | EDS | |
| DNaseI | Fermentas | EN0521 | |
| SDS 10% | Sigma-Aldrich | L4522 | |
| אתנול מוחלט | Merck Millipore | 1070174000 | |
| 37 & deg; C, 5% CO2 אינקובטור אוויר מאולץ | Thermo Scientific | דגם 3111 | |
| מגרדי תאים | Nunc | 179693 | |
| Kontes מחזיק זכוכית למסנני 45 מ"מ | פישר | K953755-0045 | |
| MF-Millipore מסננים 45 מ"מ, 0.45 ומיקרו; m | Merck Millipore | HAWP04700 | |
| מערכת SpeedVac Thermo | Scientific | SPD131DDA | |
| Vortex-Genie 2 | Scientific Industries | דגם G560E | |
| NanoDrop | Thermo Scientific | ||
| 145 מ"מ כלי תרבית תאים | Greiner | 639 160 | |
| 1.7 מ"ל שפופרות, ללא RNase | Axygen | MCT-175-C | |
| 30 מעלות; חממת C | Thermo Scientific | ||
| 65 & deg; בלוק חום C | Thermo Scientific | ||
| 4 ° צנטריפוגה שולחנית C | Eppendorf | 5417R | |
| פיפטות סטריליות, 25 מ"ל | גריינר | ||
| פלקון, 50 מ"ל | גריינר | ||
| חנקן |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.