מאמר זה מציג פרוטוקול כדי לחקור את ההשפעה של חיידקים בודדים מעיים יתוש, כולל בידוד וזיהוי של חיידקים midgut יתושים, דלדול אנטיביוטיקה של חיידקים מעיים יתוש, ולהחזן מחדש מין אחד חיידקים ספציפיים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מאמר זה מציג פרוטוקול כדי לחקור את ההשפעה של חיידקים בודדים מעיים יתוש, כולל בידוד וזיהוי של חיידקים midgut יתושים, דלדול אנטיביוטיקה של חיידקים מעיים יתוש, ולהחזן מחדש מין אחד חיידקים ספציפיים.
היתוש midgut נמלים microbiome דינמי מאוד המשפיע על חילוף החומרים המארח, רבייה, כושר, ויכולת וקטורית. מחקרים נערכו כדי לחקור את ההשפעה של חיידקים במעיים ככלל; עם זאת, חיידקים שונים יכולים להפעיל השפעות ברורות כלפי המארח. מאמר זה מספק את המתודולוגיה כדי ללמוד את ההשפעה של כל מיקרוב ספציפי מעיים יתוש ואת המנגנון הפוטנציאלי.
פרוטוקול זה מכיל שני חלקים. החלק הראשון מציג כיצד לנתח את מידגוט היתוש, לבודד מושבות חיידקים cultivable, ולזהות מינים חיידקים. החלק השני מספק את ההליך כדי ליצור יתושים שטופלו באנטיביוטיקה ולהריח מחדש מין אחד ספציפי חיידקים.
יתושים נחשבים וקטורים החשובים ביותר של מחלות פתוגנית אנושית, העברת מעל מאה פתוגנים כולל וירוס זיקה, וירוס דנגה, טפילי Plasmodium 1. כאשר יתושים לקחת ארוחת דם כדי לרכוש חומרים מזינים עבור oviposition, הם יכולים בטעות בלע פתוגנים ממארח נגוע דרך מערכת העיכול2. חשוב לציין, midgut יתוש, אשר ממלא תפקיד מרכזי הן בעיכול ארוחת דם וכניסה פתוגן, נמלים microbiome דינמי מאוד3.
מספר מחקרים אפיינו מיקרוביוטה יתושים שנצברה במעבדה ואספו בשדה בשיטה התלויה בתרבות אובחיידק רצף 4,5,6. מינים כמו פנטואה, סראטיה, קלבסילה, אליזבתקינגיה, ו Enterococcus מבודדים בדרך כללמיתושים במחקרים שונים 5,7,8,9. מעניין, microbiota מעיים יתוש תנודות באופן דינמי הן המגוון הקהילתי ואת כמות מינים חיידקים, מושפע שלב הפיתוח, מינים, מוצא גיאוגרפי, והתנהגותהאכלה 4. מחקרים מראים כי האכלת דם מגבירה באופן דרמטי את העומס החיידקי הכולל עם התרחבות מהירה של מינים מ Enterobacteriaceae וירידה במגוון הכולל 10,11. בנוסף, microbiota מעיים יתוש של שלב הזחל הוא בדרך כלל נמחק כאשר החרק עובר מטמורפוזה במהלך גורים ואקלוסיון; לכן, יתושים בוגרים חדשים צריכים לאכלס מחדש את המיקרוביוטהשלהם 4.
מיקרוביוטה מעיים לווסת פיזיולוגיה חרקים בהיבטים שונים, כולל ספיגת חומרים מזינים, חסינות, פיתוח, רבייה, ויכולתוקטורית 12. זחלי יתושים Axenic להיכשל לפתח מעבר instar הראשון בעוד חיידקים אוראלי אספקה מצילה את הפיתוח, המציין כי החיידק מעיים יתוש חיוני לפיתוחזחלים 13,14. חוץ מזה, דלדול של חיידקי מעיים מעכב את העיכול של ארוחת הדם וספיגת חומרים מזינים, משפיע על התבגרות ביציט, ומפחית oviposition15. בנוסף, יתושים עם מיקרופלורה במעיים לעורר תגובות חיסוניות גבוהות יותר בהשוואה יתושים שטופלו באנטיביוטיקה, עם ביטוי פפטיד מיקרוביאלי גבוה כל הזמן נגד פתוגנים אחריםלהדביק 16. אנטיביוטיקה ניתנת בדרך כלל דרך הפה כדי להסיר חיידקים מעיים פאן במחקרים אלה, ולאחר מכן נערכים ניסויים כדי להשוות את ההבדל בין יתושים axenic ויתושים עם חיידקים commensal. עם זאת, היתוש midgut נמלים קהילה מגוונת של חיידקים, וכל מין חיידקים יכול להפעיל השפעה ברורה כלפי הפיזיולוגיה המארחת.
מיקרוביוטה יתוש מווסת יכולת וקטורית עם השפעות שונות. קולוניזציה על ידי Proteus מבודד יתושים נגזר שדה של אזורים דנגה אנדמי מקנה ביטוי פפטיד מיקרוביאלית מפוקחת והתנגדות נגד זיהום וירוס דנגה16. הפטריה entomopathogenic Beauveria bassiana מפעילה את מסלול החיסון אגרה ו JAK-STAT נגד זיהום arbovirus17. לעומת זאת, הפטרייה Talaromyces מבודד Aedes aegypti midgut מקל על זיהום וירוס דנגה על ידי לווסת פעילות ניסיוןהמעיים 18. בנוסף, Serratia marcescens מקדם שידור arbovirus באמצעות חלבון הפרשה בשם SmEnhancin, אשר מעכל את שכבת הריר על אפיתל מעיים שליתושים 19.
הליך זה מספק שיטה שיטתית ואינטואיטיבית לניתוק של מידגוט היתושים, בידוד מושבות חיידקים הניתנות לפולחן, זיהוי מיני החיידקים והפעלה מחדש באמצעות האכלה אוראלית. הוא מספק תוצאות מייצגות של הזנת דם עם חיידק commensal, מנלינוספטיום Chryseobacterium, על התפתחות השחלות יתושים וoviposition.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. פירוק מידגוט ובידוד חיידקים הניתנים לפולחן
2. טיפול אנטיביוטי וחיידק מחדש
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
האמצעים של יתושים שטופלו באנטיביוטיקה וללא אנטיביוטיקה הוצאו לחילוץ DNA, qPCR בוצע עם פריימרים חיידקים אוניברסליים. איור 1 מראה את הביטוי של חיידקים 16S rRNA בקבוצת הבקרה וקבוצה טיפול אנטיביוטי. התוצאות מראות כי כ 98% של חיידקי המעי הוסרו, ואת עיקור המעיים של פניצילין וסטרפטומיצין היה מוצלח.
עם השיטות המתוארות, זנים חיידקים היו מבודדים וזוהו. ג. מינגוספטיקום הוא bacillus אירובי לא מותסס, אוקסיד אזיד אז חיובי גרם שלילי, השייך Chryseobacterium. איור
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחקרים על אינטראקציות בין חיידקי מארחים מצאו כי מיקרובים שונים במעיים משפיעים על הפיזיולוגיה המארחת שלהם באמצעות מנגנונים שונים. מאמר זה מציג את השיטה לחקור את התפקיד המתאים של חיידקים מעיים יתוש, כולל ניתוח midgut יתוש, culturing חיידקים מעיים cultivable, טיפול אנטיביוטי, ו reintroducing חיידקים של עניין.
לטיפול אנטיביוטי מוצלח, יש לשקול את הפרטים הבאים בביצוע הניסוי. בפרוטוקול זה, יתושים טופלו באמצעות כדורי כותנה לחים עם תמיסת 10% סוכרוז כולל 20 יחידות של פניצילין ו 20 μg של סטרפטומיצין לכל ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי אינטרסים לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (גרנט מס' 81902094, 81600497) ופרויקט תוכנית המדע והטכנולוגיה של מחוז הונאן (2019RS1036).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| אדנוזין 5&פריים;-טריפוספט מלח דיסודיום הידרט | סיגמא | A2383 | אדנוזין 5&פריים;-טריפוספט מלח דיסודיום הידרט שימש להכנת תמיסות סטנדרטיות אדנוזין טריפוספט (ATP) |
| Aedes aegypti | יתושים נקבות | ||
| צינור נוגד קרישה | BD Vacutainer | 363095 | לאסוף |
| צינור צנטריפוגה | טרי סנגון ביוטק | F601620-0010 | 1.5 מ"ל, טבעי, בוגר, |
| כדורי | |||
| רקמות חד פעמיות טחינת עלי | סנגון ביוטק | F619072-0001 | 70 מ"מ ארוך, חרוטי, כחול, אתנול סטרילי |
| מוחלט | Paini | לדלל אותו ל 75% אתנול | |
| מלקחיים | RWD | F11029 | דיסקציה |
| האכלת ממברנת המוטק מערכת | מרכיבי מערכת ההזנה | , כולל בקר טמפרטורה המוטק, מכלול בית מזין, מזין מתכת מורכב. | |
| שייקר | ZQZY-78AN | ||
| לולאות חיסון | Sangon Biotech | F619312-0001 | 10 μ l, |
| אבקת אגר LB | Sangon Biotech | A507003 | טריפטון 10.0 גרם, תמצית שמרים 5.0 גרם, NaCl 10.0 גרם, אגר 15.0 גרם. |
| LB Broth Powder | Sangon Biotech | A507002 | טריפטון 10.0 גרם, תמצית שמרים 5.0 גרם, NaCl 10.0 גרם. |
| מיקרוסקופ | Zeiss | Stemi508 | |
| מקום יתושים | |||
| Parafilm | Sangon Biotech | F104002 | 4 אינץ' צלחת |
| פטרי | סנגון ביוטק | F611203 | |
| פניצילין G הידרט מלח פרוקאין | סנגון ביוטק | A606248 | אבקה לבנה. מסיס במים, מסיס במתנול, מסיס מעט במים, אתנול |
| Single Channal Pipettor | Gilson | ||
| Streptomycin sulfate | Sangon Biotech | A610494 | Streptomycin sulfate הוא אנטיביוטיקה גלוקוזאמין המפריעה לסינתזה של חלבונים פרוקריוטיים. |
| סוכרוז | Sangon Biotech | A502792 | מסיס במים, אתנול ומתנול, מסיס מעט בגליצרול ופירידין. |
| ערכת DNA של חיידקי TIANamp | TIANGEN | DP302 | לחלץ DNA |
| בד שירות-רשת יתושים מערבל מערבולת לבנה | |||
| Scintic Industries | S1-0246 | ||
| צינור EP 1.5 מ"ל | סנגון ביוטק | F600620 | |
| 10X PBS מאגר | סנגון ביוטק | E607016 | מוצר זה הוא פתרון פי 10. נא לדלל אותו 10 פעמים לפני השימוש. ערך ה- pH הוא 7.4. |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.