Acinetobacter baumannii is een ziekteverwekker met de hoogste prioriteit van de Wereldgezondheidsorganisatie vanwege zijn alomvattende resistentie tegen alle klassen antibiotica1. Het is een opportunistische ziekteverwekker die vooral gehospitaliseerde, gewonde of immuungecompromitteerde mensen treft. A. baumannii ontwijkt antibiotica grotendeels via effluxpompen, de meest relevante is de Resistance-Nodulation-Division (RND)-familie van exporteurs2. Door te begrijpen hoe deze effluxpompen mechanistisch werken, kan men gerichte therapeutische opties ontwikkelen.
Een veel voorkomende manier waarop cellulaire processen specifiek kunnen worden onderscheiden, is door middel van genetische manipulatie. De instrumenten die beschikbaar zijn voor genetische studies van A. baumannii zijn echter beperkt, en om het experimentele ontwerp verder te verwarren, zijn klinische isolaten vaak resistent tegen de antibiotica die routinematig worden gebruikt voor selectie bij genetische manipulaties3. Een tweede hindernis die men tegenkomt bij het specifiek bestuderen van effluxpompen is dat ze strikt worden gereguleerd - vaak door onbekende factoren - waardoor het moeilijk is om een enkele pomp nauwkeurig te isoleren en functie toe te schrijven4. Omdat we deze noodzaak zagen om de onderzoekstoolbox uit te breiden, ontwikkelden we een mini-Tn7-gebaseerd, single-copy-insertion, induceerbaar expressiesysteem dat een Flp-recombinasedoelcassette (FRT) bevat, waarmee de selectiemarker 5,6,7 kan worden verwijderd (Figuur 1). Dit elegante kloon- en expressiesysteem, dat voor het eerst werd ontwikkeld voor Pseudomonas 8,9,10, werd gebruikt om enkelvoudige efluxpompcomplementen te genereren in een RND-effluxpomp-deficiënte stam van A. baumannii (ATCC 17978::ΔadeIJK,Δ adeFGH,Δ adeAB: hierna A. baumannii AB258) genoemd die we11. Omdat men in staat is om één effluxpomp tegelijk te bestuderen en de bacteriële cellen niet te overweldigen met expressie met hoge kopieën (zoals over het algemeen wordt gezien bij op plasmiden gebaseerde expressiesystemen), kan men beter leren over de kritische, fysiologische aspecten van elke effluxpomp met minimale interferentie en minder complicaties.
Dit artikel beschrijft hoe het mini-Tn7-systeem kan worden gebruikt om een verwijderd gen van belang, RND-effluxpomp adeIJK, aan te vullen in het chromosoom van A. baumannii AB258 door middel van een reeks ongecompliceerde stappen die in de loop van 9 dagen worden uitgevoerd7. De eerste reeks stappen herintroduceert de verwijderde effluxpompgenen die zijn gekloond in het mini-Tn7-gebaseerde insertieplasmide (Figuur 2A) op de enkele attTn7-insertieplaats stroomafwaarts van het goed geconserveerde glmS-gen (Figuur 3A). Dit proces wordt vergemakkelijkt door een niet-replicatief helperplasmide (Figuur 2B) dat codeert voor de transposasegenen die nodig zijn voor Tn7-gestuurde insertie. De tweede reeks stappen maakt gebruik van een excisieplasmide (Figuur 2C) voor Flp-recombinase-gemedieerde verwijdering van het gentamicine-gen geflankeerd door FRT-plaatsen (Figuur 3B) om een ongemarkeerde stam te creëren. Hoewel dit systeem wordt gebruikt om de essentiële rollen en mogelijke remmers van RND-effluxpompen met betrekking tot antibioticaresistentie op te helderen, kan het worden gebruikt om elk interessant gen te onderzoeken.