Azjatycki komar tygrysi Aedes albopictus (Skuse) (Diptera: Culicidae), który jest kluczowym wektorem wirusa dengi (DENV) w Azji i innych częściach świata1, jest naturalnym gospodarzem dwóch typów bakterii wewnątrzkomórkowych, Wolbachia (wAlbA i wAlbB), które są rozmieszczone w całej linii zarodkowej i tkance somatycznej2,3. Linia komórkowa Aa23 pochodząca z zarodków A. albopictus składa się z co najmniej dwóch typów komórek morfologicznych, z których oba wspierają infekcję4 i mogą być wyleczone z natywnego zakażenia Wolbachia za pomocą antybiotyków (Aa23-T). Biorąc pod uwagę, że Aa23 zachowuje tylko wAlbB, jest to użyteczny model do badania interakcji host-endosymbiont4,5,6.
Wolbachia jest przenoszona przez matkę i zaraża około 65% gatunków owadów8,9 i 28% gatunków komarów10. Infekuje różne tkanki i tworzy ścisłą symbiozę z gospodarzem, zwykle wywołując niezgodność cytoplazmatyczną (CI)11 i wymianę populacji poprzez manipulowanie układem rozrodczym gospodarza12,13. Te reakcje gospodarza zaobserwowano w naturalnych populacjach Drosophila simulans14 oraz u A. aegypti w klatce laboratoryjnej i próbie terenowej15. Ważną manipulacją niereprodukcyjną wywołaną przez Wolbachia jest indukowana oporność gospodarza na różne patogeny, w tym DENV, wirus Chikungunya (CHIKV) i wirus Zachodniego Nilu (WNV)16,17, w której może pośredniczyć ulepszony wrodzony układ odpornościowy symbiontu18,19, konkurencja między Wolbachia a wirusami o niezbędne zasoby gospodarza20oraz manipulowanie szlakami obrony wirusowej gospodarza21.
Ten protokół został opracowany do badania tych podstawowych mechanizmów wywołanych przez Wolbachię odpowiedzi przeciwwirusowych gospodarza. Wykorzystuje cztery metody wykrywania wewnątrzkomórkowego zakażenia Wolbachia komórkami Aa23. Metody te stanowią solidną podstawę teoretyczną do badań wewnątrzkomórkowego zakażenia Wolbachia innych gatunków gospodarzy. Pierwsza metoda, PCR – potężna technika pozwalająca na enzymatyczną amplifikację określonych regionów DNA bez wykorzystywania konwencjonalnych procedur klonowania – została wykorzystana do wykrycia DNA Wolbachia i określenia obecności/braku infekcji Wolbachia22. Druga metoda mierzy gęstość kopii DNA Wolbachia za pomocą ilościowego PCR (qPCR) w celu wiarygodnego wykrywania i pomiaru produktów wytwarzanych podczas każdego cyklu PCR, który jest wprost proporcjonalny do ilości matrycy przed PCR23. Trzecia metoda wykrywa obecność wewnątrzkomórkowych białek Wolbachia, przy użyciu western blot - jednego z najpotężniejszych narzędzi do wykrywania określonych białek w złożonych mieszaninach poprzez połączenie wysokiej zdolności separacji elektroforezy, specyficzności przeciwciał i czułości chromogennych reakcji enzymatycznych. Ostatnią metodą jest test immunofluorescencyjny (IFA), który łączy immunologię, biochemię i mikroskopię w celu wykrycia białka powierzchniowego Wolbachia (wsp) poprzez reakcję antygen-przeciwciało w celu potwierdzenia wychwytu komórkowego Wolbachia i określenia jego lokalizacji komórkowej.
Ten artykuł opisuje cztery metody wymienione powyżej do weryfikacji obecności Wolbachii w komórkach, które mogą być użyte do wykrycia, czy egzogenna Wolbachia została pomyślnie przetransfekowana i czy Wolbachia w komórce została usunięta. Po ustaleniu, czy Wolbachia jest obecna w komórkach, czy nie, można przeprowadzić wiele różnych analiz, w tym genomikę, proteomikę lub metabolomikę. Protokół ten demonstruje wykrywanie Wolbachii przez komórki Aa23, ale może być również stosowany w innych komórkach.