앞으로 유전학이 어떻게 분자 수준을 해명하기위한 강력한 방법입니다 Toxoplasma는 숙주 세포에서 egresses. 프로토콜은 화학적으로 기생충을 mutagenize 위해 제공, 유도 탈출구 결함있는 돌연변이에 대한 풍부하고, 복제된 돌연변이 표현형을 검증하고 있습니다.
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앞으로 유전학이 어떻게 분자 수준을 해명하기위한 강력한 방법입니다 Toxoplasma는 숙주 세포에서 egresses. 프로토콜은 화학적으로 기생충을 mutagenize 위해 제공, 유도 탈출구 결함있는 돌연변이에 대한 풍부하고, 복제된 돌연변이 표현형을 검증하고 있습니다.
널리, 고맙게 여기게 세포내, protozoan 기생충 Toxoplasma gondii는 immuno-감염된 환자에서 기회 질환의 원인과 선천성 감염시 태아에 악영향을 끼친다. 1 : lytic 복제주기가 3 단계이 특징입니다. nucleated 숙주 세포의 활성 침공 2. 숙주 세포 안에서 복제 3. 숙주 세포에서 활성 탈출구. 탈출구의 메커니즘은 점점 여전히 저조한 분자 수준에서 이해하는 독특한, 높은 규제 프로세스로 평가되고있다. 탈출구의 기본 신호 전달 경로는 경로 1-5의 다양한 측면에서 행동 pharmacological 대리인의 사용을 통해 특성화되었습니다. 따라서 탈출구 여러 독립적인 트리거는 모든 세포 내 칼슘 2의 릴리스에 수렴하는 확인되었습니다 +, 또한 숙주 세포 침입 6-8에 중요 신호. 이러한 통찰력은 identi로 이끌었 후보 유전자 접근 방법을 알려탈출구 9 관련된 칼슘 의존 단백질 키나제 (CDPK)과 같은 식물의 fication. 또한, 이해 탈출구 여러 최근의 획기은 (화학) 유전 접근법에게 10-12를 사용되었습니다. Toxoplasma의 증가 유전자 접근으로 pharmacological 정보의 재산을 결합하기 위해 우리는 최근에 호스트 세포 밖으로 나가기 13 결함있는 기생충 뮤턴트 농축을 허용 화면을 설립했습니다. N-에틸-N-nitrosourea (ENU) 또는 에틸 methanesulfonate (EMS)를 사용하여 화학적 돌연변이 유발이 Toxoplasma 생물학 11,14,15의 연구에서 수십 년간 사용되고 있지만, 최근에 밑에 변이 유전자 매핑을 가지고 phenotypes는 일상 16가 -18. 또한, 온도에 민감한 돌연변을 생성하여 필수적인 프로세스를 해부 수 있으며 기본 유전자 직접 확인. 이러한 돌연변이가 허용 온도 (35 ° C) 이하 야생 형 답게 행동하지만, p로 실패문제의 돌연변이의 결과로 제한 온도 (40 ° C)에서 roliferate. 여기에서 우리는 온도에 민감한 탈출구의 표현형 13 돌연변이를 분리하기 위해 새로운 phenotypic 심사 방법을 설명합니다. 탈출구 화면에 대한 도전은 다시 침략 및 호스트 세포에 기생충 일반 끈적 거림 빨리 복잡하지 않은 egressed 기생충에서 egressed 분리하는 것입니다. 이전에 설립 탈출구 화면이 세포외 기생충 11 일부터 세포 분리 biotinylation 단계의 성가신 시리즈를 기반으로했다. 이 방법은 또한 약한 phenotypes 결과 조건부 돌연변이 생성되지 않았습니다. 여기서 설명한 방법은 숙주 세포 19 고집에서 기생충을 방지 glycan 경쟁, dextran 황산 (DS)를 포함하여 기생충을 egressing의 강한 첨부 파일을 극복. 또한, 세포외 기생충은 특히 세포내 기생충을 떠나는 pyrrolidine dithiocarbamate (PDTC)에 의해 죽였으니있다20 무사히. 따라서 구체적으로 유도 탈출구 결함과 기생충 돌연변이를 분리하기 위해 새로운 phenotypic 화면, 유전학의 전원은 이제 완벽하게 숙주 세포의 출현의 기초 분자 메커니즘을 해명하도록 배포할 수 있습니다.
개요
프로토콜이 먼저 기생충의 70 %의 살인 (프로토콜 1)로 이어지는 mutagen의 복용량을 정의하기 위해 제공됩니다. 다음 절차는 mutagenized 기생충 수영장 (프로토콜 2, 그림 2)에서 유도 탈출구의 돌연변을 풍부하게하기 위해 제공됩니다. 이것은 농축 수영장에 탈출구 돌연변이의 발생률을 테스트하기 위해, 또는 개별 돌연변이의 출현 표현형 (프로토콜 3) 검증 프로토콜 뒤에있다. 마지막으로, 프로토콜은 희석 (프로토콜 4) 제한하여 풍부한 인구에서 하나의 기생충의 클론을 생성하기 위해 제공됩니다.
1. mutagen의 적정
높은 mutagenic 화합물과 액체와 함께 작업할 때 이러한 이중 장갑과 같은 특별한주의, 사용하십시오. 적절한 처리를 위해 별도로 액체 폐기물을 수집합니다.
2. 탈출구의 돌연변이 농축 (그림 2)
3. 탈출구를 assays에 의한 돌연변이 phenotypes의 유효성 검사
농축 화면을 수행하고 HFF 세포에서 한 구절에 대한 풍부한 인구를 성장 후 phenotypes는 탈출구 분석 11,13에 의해 확정해야합니다. 이 분석은 또한 규정 4 이후 단일 클론의 유효성을 검사하는 데 사용해야합니다.
4. 희석을 제한함으로써 탈출구의 돌연변이 복제
프로토콜 3을 사용 농축 탈출구 돌연변이 인구의 표현형 검증 후, polyclonal 인구가 하나의 기생충의 클론을 얻기 위해 복제해야합니다.
5. 대표 결과
오랜 기간 동안 저장할 때 mutagens ENU와 EMS는 안정되지 않습니다. 따라서,의 mutagenic 능력을 테스트주식 재현성 결과를 얻기위한 필수적인 조건입니다. 일반적인 적정 결과 및 ENU 및 EMS 모두 곡선을 죽이고는 그림 1에 표시됩니다. 그러나, 그것은 적절한 복용량이 사용되었음을 확인할 수있는 모든 돌연변이 유발 실험을위한 플라크의 assays를 수행하는 것이 좋습니다. mutagenized 기생충 인구의 다양성을 유지하기 위해서는 가능한 빨리 탈출구 돌연변이 화면을 진행하는 것이 중요합니다. 일반적으로 새로운 플라스크에 기생충 중 하나 통로가 살아남은 기생충은 화면과 함께 진행하기 전에 복구할 수 있도록 수행됩니다. 그것은 이렇게하면 돌연변이 분열을 초래할 것을 염두에 보관해야합니다. 따라서 그것은 모든 절차를 완료한 후 격리 여러 clonal 뮤턴트 정확히 같은 유전자형을 포함하는 제외 수 없습니다. 그들의 phenotypes (예 차동 탈출구의 유도 인자의 민감한 부분)가 아니라면, 그것은 돌연변이 유발마다 하나의 탈출구의 돌연변를 분리하는 것이 좋습니다 동일한 돌연변이 여러 번 분리 방지하려면서로 매우 다른. 반면에, 원하는 표현형와 돌연변이 격리되지 않은 모든 화면에서 결과를 표시합니다. 특히 칼슘 2 +-ionophore A23187 내성 표현형는 희귀하고 하나의 탈출구를 돌연변이 격리를 위해 여러 돌연변이 유발 실험과 스크린을 필요로합니다. 따라서 그것은 병렬로 5-10 돌연변이 유발 및 스크린 실험을 수행하는 것이 좋습니다.
화면의 농축 능력이 다른 비율의 야생 타입의 기생충으로 알려진 탈출구의 돌연변를 혼합하여 테스트되었다. 이러한 믹스는 화면으로 받게되었으며 농축 인구의 돌연변이 표현형의 발병률이 평가되었다. 세포질 YFP을 표현 야생 형 세포질 RFP을 표현 기생충과 돌연변이 라인을 사용하면 그런 일이 빠르게 13 유동세포계측법 (그림 3)에서 작성할 수 있습니다. 결과는 돌연변이 phenotypes가 일상적 10,000 야생 - 타입 P 당 1 탈출구 돌연변이 기생충으로 시작하여 80 % 순도로 풍부 수있다는 것을 보여줄arasites 13. 그러나, 언제 탈출구 돌연변 : 야생 형 기생충 시작 비율이 1:100,000 기생충이며, 고립된 인구 (1:100) 탈출구의 돌연변이에만 1~2%입니다. 따라서 화면의 농축 능력은 1000 배입니다. 화면은 일반적으로 70 %가 가능한되어있는 120,000 기생충의 접종으로 시작하기 때문에, 우리는 일반적으로 농축의 두 라운드를 수행합니다. 격리된 기생충은 농축 라운드 사이에 성장하고 있습니다. 야생 형 기생충 : 1:1,000,000 탈출구 돌연변이로 시작하는 경우에도이 절차는 100 % 돌연변 인구로 안내합니다.
phenotypes를 확인하고 특성화하기위한 탈출구 분석은 개별 vacuoles의 차별을 허용 숙주 세포 감염의 다수가 필요합니다. 개별 기생충이 주변에 흩어져으로 탈출구의 높은 비율과 조건을 분석하는 경우에 특히 중요합니다. 그림 4에 나타난 바와 같이 egressed 집단이 잘 분리되지 않은 경우,이 비율을 과소 평가하기 쉽다한 공포 두명 egressed vacuoles를 세어 탈출구니다. 탈출구 및 침입 관련 프로세스이며, 어떤 온도에 민감한 phenotypes는 낮은 온도에서 가벼운 표현형를 표시하기 때문에, 모든 뮤턴트 비슷한 침략의 효율성을해야합니다. 이러한 돌연변 따라서 그들의 탈출구의 표현형의 정확한 평가를 위해 충분히 높지 공포 밀도를 얻기 위해 몇 배 높은 복용량에 주사해야합니다. 또한, 일부 탈출구를 inducers 효율적으로 네 기생충 이하를 포함하는 vacuoles의 탈출구를 자극하지 않습니다. 따라서 그것은 탈출구 분석을 시작할 때 vacuoles 여덟 기생충 이상을 포함하는 것이 중요합니다. 저희 연구실에서는 화면 뮤턴트 다른 탈출구 강화에 대해 특정 탈출구 확장기와 격리. 그들의 교차 반응을 프로 파일링하여 돌연변이 다른 클래스로 그룹화 할 수 있습니다. 마지막으로, 모든 탈출구의 돌연변이 온도에 민감한 될 것입니다. 탈출구를 inducers가 intracellula의 출시 이전 단계를 실행과 고립 특정 돌연변이에R 칼슘 2 + 이외의 온도에 민감한 phenotypes하는 경향이 있습니다. 이것은 신호가 세포내 칼슘 2 +의 출시에 converges 전에 빠져나갈을 일으킬 수 병렬 경로 때문입니다.

1 그림. 화학 mutagen 투약 적정. A. 플라크의 assays 다양한 EMS의 농도와 더불어 지적 당 기생충의 다양한 숫자를 사용하여 6 판에서 잘 수행했습니다. 하얀 반점은 HFF의 단일층에 형성된 기생 plaques입니다. B, EMS (B)와 ENU (C)의 다양한 복용량에 노출시 기생충 C.의 생존 곡선. 서바이벌은 플라크의 assays에 의해 평가되었다. 70 %의 살인을 유도 복용량은 돌연변이 유발 실험을 위해 선택됩니다. 세 독립적인 실험의 평균은 + / - 표준 편차가 표시됩니다.

그림 2. 시간 진행은 X 축으로 표시됩니다 반면, 탈출구 돌연변이 농축 화면의 도식 표현. 온도는 y 축은에 표시됩니다. 그린 기생충 빨간색 기생충이 야생 형 기생충을 반영 탈출구 돌연변이 기생충을 반영합니다. 탈출구의 유도에 의한 조건 및 자극의 변화의시기는 상단에 표시되며 온도 프로파일을 반영 파란색 라인에 화살표로 표시됩니다. Eidell 외에서 채택했다. 13.

그림 3. 탈출구 돌연변 phenotypes의 전형적인 농축. 다양한 비율 (X 축)에 야생 형 기생충에 혼합 탈출구의 돌연변이의 농축 결과. 화면 후 어른이 인구의 탈출구 돌연변 phenotypes의 비율은 y 축은에 꾸몄다되고 유동세포계측법 (탈출구 돌연변이 기생충은 세포질 YFP을 표명하여 평가되었다 야생 형 기생충은 싸이를 표현) RFP toplasmic. 세 독립적인 실험 결과는 빨강, 파랑, 녹색의 데이터 요소로 표시됩니다. Eidell 외에서 채택했다. 13.

4 그림. 탈출구 분석의 일반적인 결과입니다. . 화살표 4-8 기생충을 포함하는 네 가지 그대로 vacuoles을 표시합니다. B는. 화살표 네 개의 독립적인 egressed vacuoles을 반영 흩어진 기생충 네 가지 그룹을 표시합니다. 탈출구는 부정적인 컨트롤 ()로 A23187 (B) 또는 DMSO에 의해 유도되었다. 기생충은 세포질 YFP 22 표현.

그림 5. clonal 기생충 라인. 포 polyclonal 인구 (빨강, 파랑, 노랑, 녹색)을위한 시리얼 희석은 순차적으로 HFF 세포와 단일 384 잘 플레이트 합류로 희석한다. 행 C와 나는 당 잘 열 기생충을 받고가 각각 행 H와 N,까지 (40 μl + 40 μl) 희석 2 배. 회색의 그늘 잘마다 기생충의 감소 수를 나타냅니다. 일반적으로 단일 클론은 행 DF와 JL에서 발견된다.
| 화합물 | 재고 | 근무 농도 | T25 (10 ml) 쇼핑에 필요한 μl | 배양 시간 (분) |
| DTT | DMSO의 1 M | 5 MM | 50 | 15 |
| 에탄올 | 190 입증 | 5% | 500 | 30 |
| A23187 | DMSO 2 MM | 1 μm의 | 5 | 5 |
| nigericin에 * | DMSO 2 MM | 10 μm의 | 50 | 30 |
* nigericin가 풍부하게 사용하실 수 없습니다기생충 같은, 표준 화면 nigericin의 자극을 생존하지 않는다만이 탈출구 뮤턴트의 검증에 nigericin을 사용합니다.
절차에서 사용되는 표 1. 탈출구를 inducers. 10 ML HBBSc 25 밀리그램 / ML 화면 DS, 또는 돌연변이 유효성 검사 (탈출구 분석)에 대한 노 DS를 포함하는으로 희석. 시그마 - 올드 리치의 모든 화합물.
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설명한 프로토콜은 탈출구 결함으로 Toxoplasma 돌연변이를 분리하는 효율적인 방법을 제공합니다. 우리는 성공적으로 이중 침략의 표현형 13 일부 중 탈출구 경로의 여러 단계에 따라 돌연변이를 분리했습니다. 침략에 대한 잠재적인 효과는 차동 항체 염색법 23,24으로 비 침략 기생충으로부터 침공 차별화 소위 빨강 녹색 검정을 사용하여 결정하실 수 있습니다. 침략과 탈출구 assays 모두에 대해 그것은 기생충 13,22의 세포질에 autofluorescent 단백질 마커를 표현하는 것이 편리 될 수 있습니다. 기생충이 mutagenized하는 경우에는 이미이 나중에 immunofluorescence하여 추가 phenotypic 특성을 방해할 수있는 형광 단백질을 표현. 그것은 격리 후 돌연변이로 형광 마커를 추가하는 것이 언제나 가능합니다. 설명한 바와 같이, 단순하지 않은 형광 대안은 탈출구에 대한 비교 - 퀵 염색법이다.
t는 ...액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
우리는 공개 할게 없다.
이 작품은 미국 심장 협회 과학자 발달 그랜트 0635480N 및 건강 연구 보조금 AI081220 국립 연구소에 의해 재정 지원되었다. BIC은 성당 기사단이 눈 재단 연구 기금에 의해 지원됩니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 시약의 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
| ENU | 시그마 - 올드 리치 | N3385 | -20 ° C에서 DMSO, 가게에서 1 M 주식 |
| EMS | 시그마 - 올드 리치 | M0880 | -20 ° C에서 DMSO, 가게에서 1 M 주식 |
| Dextran 황산 | 시그마 - 올드 리치 | D4911 | |
| PDTC | 시그마 - 올드 리치 | P8765 | PBS 100 밀리미터 증권 |
| 비교 빠른 | EMD 화학 | 65044-93 | |
| 필터 홀더 | 콜 - Parmer | 540,100 | |
| 3 μm의 폴리 카보 네이트 필터 | 워트 먼지Schleicher & Schuell | 110,612 | |
| Hemocytometer | Hausser 과학 | 1475 | |
| 이 incubators 공동 | 다양한 제조 업체 | 35, 37 40 Humidified, 5 % CO 2, ° C | |
| 형광 현미경 | 다양한 제조 업체 | 63x이나 100x 오일 목적과 이상적인 반전, 넓은 필드 |
HBSSc (블랙 외 11 ~했다.)
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