פרוטוקול זה מתאר מתודולוגיה להעברת טרופוזואיטים Naegleria gruberi עם מבנה הנשמר לאורך טרופוזואיטים חולפים במבחנה, כמו גם באמצעות אנציסטמנט והתרגשות.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מתאר מתודולוגיה להעברת טרופוזואיטים Naegleria gruberi עם מבנה הנשמר לאורך טרופוזואיטים חולפים במבחנה, כמו גם באמצעות אנציסטמנט והתרגשות.
כל הגנים הריבוזומליים של Naegleria trophozoites נשמרים ב-DNA ריבוזומלי חוץ-כרומוזומלי סגור (rDNA) המכיל יסוד (CERE). בעוד שמעט ידוע על CERE, ניתוח רצף גנום מלא של שלושה מיני Naegleria מראה בבירור כי אין rDNA cistrons בגנום הגרעיני. יתר על כן, מקור DNA יחיד של שכפול מופה ב- N. gruberi CERE, מה שתומך בהשערה כי CERE משתכפל ללא תלות בגנום הגרעיני. מאפיין CERE זה מצביע על כך שייתכן שניתן יהיה להשתמש ב- CERE מהונדס כדי להחדיר חלבונים זרים לטרופוזואיטים Naegleria . כצעד הראשון בחקר השימוש ב-CERE כווקטור בנגלריה, פיתחנו פרוטוקול להעתקת N. gruberi עם שיבוט מולקולרי של N. gruberi CERE המשובט לתוך pGEM7zf+ (pGRUB). לאחר הטרנספקציה, pGRUB זוהה בקלות ב- N. gruberi trophozoites במשך שבעה קטעים לפחות, כמו גם באמצעות אנציסטמנט והתרגשות. כביקורת, טרופוזואיטים הודבקו בווקטור עמוד השדרה, pGEM7zf+, ללא רצפי N. gruberi (pGEM). pGEM לא זוהה לאחר המעבר הראשון לאחר טרנספקציה לתוך N. gruberi, מה שמצביע על חוסר יכולתו להשתכפל באורגניזם אאוקריוטי. מחקרים אלה מתארים פרוטוקול טרנספקציה עבור Naegleria trophozoites ומראים כי רצף פלסמיד חיידקי ב- pGRUB אינו מעכב העברה ושכפול מוצלחים של שיבוט CERE הנגוע. יתר על כן, פרוטוקול טרנספקציה זה יהיה קריטי להבנת הרצף המינימלי של CERE המניע את השכפול שלו בטרופוזואיטים, כמו גם בזיהוי אזורים רגולטוריים ברצף הלא ריבוזומלי (NRS).
הסוג Naegleria מכיל מעל 45 מינים, אם כי לא סביר שכל בני המין זוהו1. Naegleria יכול להתקיים בצורות שונות: כמו trophozoites (אמבות), כמו flagellates, או, כאשר המשאבים מוגבלים מאוד, כמו ציסטות 1,2,3,4. הסוג Naegleria מוכר בזכות מין אחד מסוכן במיוחד, Naegleria fowleri, המכונה "אמבה אוכלת מוח" (נסקר ב-1,2,3,4,5,6,7), שהיא הגורם לדלקת קרום המוח האמבית הראשונית הקטלנית כמעט באופן אוניברסלי.
Naegleria מקודדים את rDNA שלהם על CERE הממוקם בגרעין. ריצוף מלא של הגנום של שלושה מיני Naegleria מאשר את היעדר rDNA בגנום הגרעיני 8,9,10,11. בהתבסס על רצפי CERE מוגבלים באורך מלא, אורך CERE נע בין 10 kbp ל- 18 kbp בקירוב. CERE מכל מין של Naegleria נושא rDNA cistron יחיד (המכיל את ה- DNA הריבוזומלי 5.8, 18 ו- 28S) על כל אחד מכ- 4,000 CERE לכל תא 12,13,14. מלבד rDNA, לכל CERE יש רצף גדול שאינו rDNA (NRS). גדלי CERE משתנים בין מינים; ההבדלים נובעים בעיקר מהאורך המשתנה של ה-NRS, שכן רצפי ה-rDNA שמורים מאוד בסוג 1,15,16,17,18,19,20. המיפוי של מקור יחיד של שכפול DNA בתוך N. gruberi CERE NRS21 מספק תמיכה חזקה להשערה כי Naegleria CERE משכפל ללא תלות בגנום הגרעיני.
N. gruberi היא אמבה לא פתוגנית המשמשת לעתים קרובות לחקר ביולוגיה Naegleria . פיתחנו מתודולוגיה לשינוי N . gruberi trophozoites עם שיבוט CERE מאותו מין כדי לבחון את ההשערה כי Naegleria amoebae לסבול ולשכפל באופן עצמאי CERE בתוך trophozoites. זה הושג על ידי הפיכת N. gruberi עם שיבוט באורך מלא של N. gruberi CERE לטרופוזואיטים ובעקבות גורלו של שיבוט CERE התורם על ידי תגובת שרשרת פולימראז (PCR). סקירה כללית של הפרוטוקול מתוארת באיור 1. הנתונים המוצגים כאן מראים כי ניתן לאתר את השיבוט התורם באמצעות לפחות שבעה מעברים בתרבית רקמה, כמו גם להישמר באמצעות אנציסטמנט וריגוש. מחקרים אלה מהווים את הבסיס לאמצעי לנתח כיצד CERE משתכפל, כמו גם לחקור את השימוש בו כווקטור כדי להדביק Naegleria.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרטי המינים, הריאגנטים והציוד ששימשו במחקר זה מפורטים בטבלת החומרים. הרצף של מבנה pGRUB של 17,004 זוגות בסיסים מסופק בקובץ משלים 1.
1. טיפוח trophozoites
2. הדבקת trophozoites
3. בידוד CERE מ Naegleria
4. זיהוי PCR של trophozoites שעבר טרנספורמציה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
PCR של טרופוזואיטים שעברו טרנספורמציה עם pGRUB מדגים שה-CERE הנגוע מזוהה דרך לפחות שבעה מעברים של הטרופוזואיטים, כמו גם אנציסטמנט והתרגשות (איור 4). הפריימרים המשמשים ב-PCR מתאימים הן לווקטור pGEM והן לרצף CERE, ובכך מבטיחים שה-PCR לא יזהה CERE מקורי. PCR בעקבות טרנספקציה של pGEM לטרופוזואיטים הצביע על כך ש-pGEM היה שלילי (איור 4), מה שמצביע על כך שהפלסמיד הריק לא נשמר על ידי האמבות. איור 4 מראה ש-pGEM אבד בקטע הראשון – הקטעים הבאים...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול המתואר כאן הוא פשוט מאוד, אם כי סביר להניח שכל מבנה ידרוש מידה מסוימת של אופטימיזציה, במיוחד של יחס מגיב DNA-transfection, בהתאם לאופי המבנה והמין של Naegleria בשימוש. בדקנו רק מגיב טרנספקציה אחד זמין מסחרית באמצעות פרוטוקול זה, אך סביר להניח שכמה אחרים עשויים להיות יעילים. בהתחשב בכך שיבוט באורך מלא של CERE משמש, המכיל מקור פונקציונלי של שכפול ובכך לשכפל באופן אוטונומי, המבנה מחזיק בכל מכונות השכפול האיקריוטיות הדרושות. אם שיבוט חלקי היה מוכנס לווקטור pGEM, השיבוט הנגוע היה צפוי ללכת לאיבוד זמן קצר מא...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לא הוכרז על ניגוד עניינים כספי.
מחקרים אלה מומנו חלקית על ידי מענק מקרן ג'ורג' פ. האדיקס מאוניברסיטת קרייטון (KMD). איור 1 נוצר ב-biorender.com, ואיור 3 נוצר ב-benchling.com.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Agarose | Bio Rad | 161-3102 | |
| אמוניום אצטט | סיגמא אולדריץ' | A-7330 | |
| סידן כלורי | סיגמא אולדריץ' | C-4901 | |
| צלוחיות תרבית | |||
| DNAse | Sigma Aldrich | D-4527 | |
| EDTA, 0.5 מ' | Affymetrix | 15694 | |
| מכשיר ג'ל אלקטרופרזיס | אמרשם ביוסיינסס | 80-6052-45 | |
| צינורות אפנדורף, 1.5 מ"ל | פישר סיינטיפיק | 05-408-129 | |
| צינורות אפנדורף, 2 מ"ל | פישר סיינטיפיק | 05-408-138 | |
| אתנול, 100% | Decon Laboratories | 2716 | |
| אתידיום ברומיד | סיגמא אולדריץ' | E-8751 | |
| סרום בקר עוברי | Gibco | 26140 | |
| חומצה פולית | סיגמא אולדריץ' | F7876-25G | |
| GeneRuler 1 kb Plus סולם | תרמו מדעי | SM1331 | |
| חומצה אצטית קרחונית | פישר סיינטיפיק | UN2789 | |
| GoTaq ירוק PCR מאסטר מיקס | Promega | M7122 | |
| חימום בלוק | תרמו מדעי | 88871001 | |
| Hemacytometer | Hausser Scientific | 1483 | |
| Hemin | Sigma Aldrich | 51280 | |
| ברזל כלוריד | סיגמא אולדריץ' | 372870-256 | |
| ליגאז | NEB | M2200S | |
| Magneisum Chloride | Fisher Scientific | M33-500 | |
| Microfuge | Thermo Scientific | MySpin 12 | |
| מיקרוסקופ | Nikon | TMS | |
| N. gruberi | ATCC | 30224 | |
| Nucleic Chem Impex Int' l | #01625 | ||
| פפטון | גיבקו | 211677 | |
| pGEM | Promega | P2251 | |
| אשלגן פוספט | סיגמא אולדריץ' | P0662-500G | |
| PowerPac HC אלקטרופרזיס יחידת אספקת חשמל | ביו ראד | 1645052 | |
| נתרן כלורי | MCB ריאגנטים | SX0420 | |
| נתרן פוספט, דו-בסיסי | Sigma Aldrich | S2554 | |
| צנטריפוגה שולחנית | eppendorf | 5415R | |
| Tris, בסיס | Sigma Aldrich | T1503-1KG | |
| טריפן כחול, 0.4% | Gibco | 15250-061 | |
| ViaFect Reagent | Promega | E4981 | |
| משקל | משקל Denver Instruments | APX-60 | |
| תמצית שמרים | גיבקו | 212750 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.