הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

בידוד של RNA כולל מ-Pseudomonas aeruginosa בתוך ביופילמים למדידת ביטוי גנים

2.7K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/62755

⸱

24 בספטמבר 2021

במאמר זה

סיכום

פרוטוקול זה מציג שיטה לבידוד RNA מביופילמים של Pseudomonas aeruginosa הגדלים בשקופיות תא לריצוף תפוקה גבוהה.

תקציר

Pseudomonas aeruginosa הוא פתוגן חיידקי אופורטוניסטי הגורם לזיהומים בדרכי הנשימה של חולי סיסטיק פיברוזיס (CF). P. aeruginosa ידוע ביכולתו ליצור ביופילמים המוגנים על ידי מטריצה של אקסופוליסכרידים. מטריצה זו מאפשרת למיקרואורגניזמים להיות עמידים יותר בפני גורמים חיצוניים, כולל טיפול אנטיביוטי. אחת השיטות הנפוצות ביותר לגידול ביופילם למחקר היא בלוחות מיקרוטיטר או בשקופיות תאיות. היתרון של מערכות אלו הוא בכך שהן מאפשרות בדיקה של תנאי גידול מרובים, אך החיסרון שלהן הוא שהן מייצרות כמויות מוגבלות של ביופילם למיצוי RNA. מטרת מאמר זה היא לספק פרוטוקול מפורט, צעד אחר צעד, כיצד לחלץ RNA כולל מכמויות קטנות של ביופילם באיכות ובכמות מספיקות לריצוף תפוקה גבוהה. פרוטוקול זה מאפשר לחקור את ביטוי הגנים בתוך מערכות ביופילם אלה.

מבוא

רוב הזיהומים החיידקיים הכרוניים, כגון זיהומים ריאתיים בחולי סיסטיק פיברוזיס (CF) וזיהומים הקשורים לתותבות, מאופיינים בגדילה של אורגניזמים בתוך ביופילמים. ביופילמים1 הם קהילות של חיידקים עטופים במטריצה המורכבת בעיקר מפוליסכרידים2. חיידקים בתוך ביופילמים יכולים להיות איטיים, רדומים מבחינה מטבולית ובתנאים אנאירוביים והיפוקסיים. ביופילמים עמידים יותר לאנטיביוטיקה בשל גורמים כמו ירידה בחדירת אנטיביוטיקה, ביטוי מוגבר של משאבות פליטת תרופות וירידה בחלוקת התאים3. מסיבות אלה ואחרות, הם מעוררים עניין מחקרי רב.

על מנת לחקור במדויק זיהומים מתמשכים ....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

מועצת האתיקה של המחקר (REB) נדרשת לאיסוף ועיבוד דגימות כיח מנבדקים אנושיים. מחקר זה אושר על ידי בית החולים לילדים חולים (REB#1000019444). מועצת האתיקה של המחקר (REB) נדרשת לאסוף ולאחסן דגימות ליחה מנבדקים אנושיים. מחקרים אלה אושרו על ידי בית החולים לילדים חולים REB#1000058579.

1. היווצרות ביופילם

  1. לגדל מבודדי Pseudomonas aeruginosa שהתקבלו מדגימות כיח של חולי CF ששימשו במחקר זה על צלחות אגר מרק לוריא (LB) באינקובטור של 37 מעלות צלזיוס למשך הלילה.
    הערה: טכניקת פסים נכונה חשובה להשגת מושבות חיידקים בודדות. פסים תוך כדי סיבוב הצלחת ידללו את תאי החיידקים מספיק כדי שמושבות בודדות יוכלו לגד....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

הסקירה הכללית של השיטה מוצגת באיור 1. בעבר השתמשנו במגלשות עם 8 בארות כדי לגדל ביופילמים של P. aeruginosa ולחשוף אותם לאנטיביוטיקה לפני שבדקנו אותם באמצעות מיקרוסקופיה קונפוקלית בנקודות זמן שונות12,13. ניתן להשתמש בשיטה זו כדי לחלץ את סך ה-RNA ישירות מביופילמים הגדלים במערכת זו על מנת לחקור שינויים בביטוי גנים לאחר הטיפול. פרוטוקול זה עבר אופטימיזציה עבור P. aeruginosa, אך ניתן להתאים אותו בקלות למיני חיידקים אחרים........

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

סה"כ RNA מופק בהצלחה מ-17 דגימות ביופילם חיידקיות שונות בשלוש עותקים, ומניב בסך הכל 51 דגימות. ארבעים ותשע ספריות ה-RNA מאוגדות ומרוצפות בהצלחה. בסך הכל, זה מאמת את קריטריוני האיכות שלנו עם שיעור הצלחה של 96% למרות שיותר ממחצית הדגימות נחשבות לשפע נמוך ובאיכות תת-אופטימלית 34,35,36,37.

משמעות
פרוטוקול מיצוי RNA זה.......

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

למחברים אין גילוי נאות להצהיר.

תודות

תרומת המחברים: P.W., Y.Y. ו-V.W היו מעורבים בהמשגת המחקר. K.G., L.J., A.M. ו-P.W. ביצעו אופטימיזציה של פרוטוקולי המעבדה. המימון ל-KG נתמך על ידי סבסוד תוכנית ההשמה לעבודה לסטודנטים באמצעות BioTalent Canada.

....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
Agilent 2100 BioanalyzerAgilentG2939BAאלקטרופורזה אוטומטית של ביומולקולות
ערכת פיקו RNA 6000Agilent5067-1513שבב אלקטרופורזה RNA ברגישות גבוהה ליצירת
מאגר ליזה RIN DNA/RNA ZymoResearchD7001-1-50מאגר ליזה מבוסס גואנידיניום תיוציאנט ו-N-Lauroylsarcosine הנמכר כחלק מערכת לטיהור חומצות גרעין
מאגר הכנה ל-DNA/RNAZymo ResearchD7010-2-10מאגר גואנידין הידרוכלוריד ואתנול המשמש לטיהור DNA ו-RNA
DNA/RNA ShieldZymo ResearchR1100-50מגיב שימור/הגנה על DNA ו-RNA
מאגר שטיפת DNA/RNAZymo ResearchD7010-3-6מאגר מלח ואתנול המשמש לטיהור DNA ו-RNA
DNBSEQ G-400RSMGIG-400RSרצף תפוקה גבוהה
MGIEasy RNA Directional Library Prep SetMGI1000006386צור ספריות עבור פלטפורמות ריצוף בתפוקה גבוהה של MGI מסך ה-RNA.
Mini-Beadbeater-96BioSpec1001משבש תאים באנרגיה גבוהה ותפוקה גבוהה
NEBNext ערכת דלדול rRNA (חיידקים)ניו אינגלנד BiolabsE7850Xדלדול יעיל וספציפי של rRNA חיידקי (5S, 16S, 23S)
מערכת שקופיות קאמרית Nunc Lab-Tek IIThermo Fisher Scientific154534מגלשת תא 8 בארות עם בארות נשלפות
קיוביט פלואורומטרThermo Fisher ScientificQ33238פלואורומטר ל-DNA, RNA וחלבונים
ערכת בדיקה Qubit RNA HS ThermoFisher ScientificQ32852בדיקה פלואורומטרית ברגישות גבוהה למדידת ריכוז RNA
מסנני ספין-אווייZymo ResearchC1006-50-Fעמודת ספין מבוססת סיליקה המשמשת בעיקר לקשירת או הסרה של DNA גנומי
לולאות חיסון סטריליות, 1 uLSarstedt86.1567.050לולאות חיסון סטריליות וחד פעמיות למניפולציה של מיקרואורגניזמים
ZR BashingBead צינורות ליזהZymo ResearchS6003-50צינורות 2 מ"ל המכילים מטריצת ליזה חרוזים של 0.1 ו-0.5 מ"מ להומוגניזציה של דגימות ביולוגיות
Zymo Spin IIICG עמודותZymo ResearchC1006-50-Gעמודת ספין מבוססת סיליקה לטיהור DNA ו-RNA
מסנני Zymo-Spin III-HRCמחקרZymoC1058-50הסר מעכבים כגון תרכובות פוליפנוליות, חומצות הומיות/פולביות, טאנינים, מלנין וכו'.
ערכת Zymobiomics DNA/RNA MiniprepZymo ResearchR2002ערכת מיצוי כפולה DNA ו-RNA
Zymobiomics HRC Prepsolution Zymo ResearchD4300-7-30לשימוש עם מסנני Zymo-Spin III-HRC להסרת מעכבי PCR

מקורות

  1. Beaudoin, T., Waters, V. Infections With Biofilm Formation: Selection of Antimicrobials and Role of Prolonged Antibiotic Therapy. The Pediatric Infectious Disease Journal. 35 (6), 695-697 (2016).
  2. Bjarnsholt, T., et al. The in vivo biofilm.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

בידוד RNA מביופילםמיצוי RNA כולליצירת ביופילםמטריצת אקסופוליסכרידיםביופילמים בלוחיות מיקרוטיטרריצוף בתפוקה גבוההפתוגן חיידקיסיסטיק פיברוזיס

מאמר זה פורסם

הסרטון יגיע בקרוב