Aqui descrevemos um método para isolamento de RNA bacteriano de bactérias Listeria monocytogenes que crescem dentro de macrófagos murinos. Esta técnica pode ser usada com outros patógenos intracelulares e células hospedeiras de mamíferos.
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Artigo de método
Aqui descrevemos um método para isolamento de RNA bacteriano de bactérias Listeria monocytogenes que crescem dentro de macrófagos murinos. Esta técnica pode ser usada com outros patógenos intracelulares e células hospedeiras de mamíferos.
A análise do transcriptoma de patógenos bacterianos durante a infecção de mamíferos é uma ferramenta valiosa para estudar genes e fatores que medeiam a infecção. No entanto, isolar o RNA bacteriano de células ou tecidos infectados é uma tarefa desafiadora, uma vez que o RNA de mamíferos domina principalmente os lisados das células infectadas. Aqui descrevemos um método otimizado para isolamento de RNA de bactérias Listeria monocytogenes que crescem dentro de células de macrófagos derivadas da medula óssea. Após a infecção, as células são levemente lisadas e rapidamente filtradas para descartar a maioria das proteínas e RNA do hospedeiro, mantendo as bactérias intactas. Em seguida, o RNA bacteriano é isolado usando extração de fenol-SDS a quente seguida de tratamento com DNase. O RNA extraído é adequado para análise de transcrição gênica por várias técnicas. Este método é empregado com sucesso em nossos estudos de regulação gênica de Listeria monocytogenes durante a infecção de células de macrófagos 1-4. O protocolo pode ser facilmente modificado para estudar outros patógenos bacterianos e tipos de células.
Patógenos bacterianos intracelulares ─ bactérias que causam doenças infecciosas e capaz de crescer e reproduzir no interior das células de hospedeiros humanos ─ são um importante problema de saúde em todo o mundo 5. Para invadir e replicar dentro de uma célula de mamífero, patogénios intracelulares adquiriram sofisticados mecanismos de virulência e factores. Embora estes mecanismos são fundamentais para a capacidade de causar uma doença, pouco sabemos sobre a sua regulação e dinâmica. Uma vez que os perfis de bactérias cultivadas em meio líquido de expressão de genes não reflectem o ambiente real dentro de células hospedeiras, existe uma necessidade crescente de transcriptoma análises de bactérias cultivadas nos seus nichos intracelulares. Tais análises permitirá a decifração de adaptações bacterianas específicas desencadeadas pelo anfitrião e vai ajudar a identificar novos alvos para o projeto terapêutico. A análise do transcriptoma de bactérias cultivadas intracelularmente é altamente desafiador, uma vez ARN de mamífero superam ARN bacteriana por pelomenos dez vezes. Neste artigo, nós descrevemos um método experimental para isolar RNA bacteriana de Listeria monocytogenes bactérias que crescem no interior das células de macrófagos de murino. O ARN extraído pode ser utilizado para estudar adaptações intracelulares e mecanismos de virulência de bactérias patogénicas através de várias técnicas de análise de transcrição, tais como RT-PCR, o RNA-Seq, microarray e outras tecnologias de hibridação baseada.
L. monocytogenes é o agente causador de listeriose em humanos, uma doença com manifestações clínicas dirigidas principalmente indivíduos imunocomprometidos, idosos e mulheres grávidas 6. isto é um agente patogénico intracelular facultativo Gram-positiva que invade uma grande variedade de células de mamíferos que tenham sido utilizados durante décadas como um modelo em interacções hospedeiro-patogénio estuda 7. Após a invasão, ele reside inicialmente em um vacúolo ou fagossoma (no caso de células fagocíticas), a partir do qual ele deve escapar para tele hospedar citosol da célula, a fim de se replicar. Vários factores de virulência foram mostrados para mediar o processo de escape, principalmente a hemolisina de formação de poros, listeriolisina O (LLO) e duas fosfolipases 8 adicionais. No citosol das bactérias utilizam a maquinaria a polimerização de actina hospedeiro para impulsionar-se em filamentos de actina dentro da célula e para espalhar a partir de uma célula para outra (Figura 1). Todos os principais fatores de virulência de L. monocytogenes envolvidas na invasão, a sobrevivência e a replicação intracelular, são activados pelo regulador da transcrição mestre virulência, PrfA. 8-10.
Na última década, vários estudos realizados por nós e outros métodos para análise de transcriptoma de bactérias cultivadas intracelularmente aplicado com sucesso dentro das células hospedeiras 2,11-15. Duas abordagens principais são usadas para separar o RNA de bactérias de hospedeiro-ARN que são baseadas em: 1) enriquecimento selectivo de ARN bacteriana e 2) de isolamento de ARN por diferential lise celular. A primeira abordagem depende de hibridização subtrativa de extratos de RNA total de moléculas de RNA de mamíferos (por exemplo, utilizando kits comercialmente disponíveis) ou a captura seletiva de sequências transcritas bacterianas (SCOTS) 11. A segunda abordagem baseia-se na lise diferencial de bactérias e células hospedeiras, em que as células hospedeiras são lisadas, enquanto as células bacterianas permanecem intactos. As células bacterianas são em seguida separados a partir do lisado da célula hospedeira, geralmente por centrifugação, e o ARN é extraído por intermédio de técnicas convencionais. O principal problema com esta abordagem é que, juntamente com as bactérias intactas, as células hospedeiras núcleos também são isoladas, assim, as preparações de ARN ainda contêm ARN de mamífero. Uma maneira de ultrapassar este problema é separar as bactérias intactas a partir de células hospedeiras núcleos utilizando centrifugação diferencial, embora este processo normalmente leva tempo aumentar a preocupação de alterações no perfil de expressão de genes durante a extracção. Neste artigo apresentamos uma ba melhorada e rápidacteria protocolo de extracção de ARN, que é baseado no método de lise celular diferencial. Em primeiro lugar, L. monocytogenes infectados macrófagos são lisados com água fria. Em seguida, os núcleos de macrófagos são removidos por uma breve centrifugação e bactérias intactas são rapidamente recolhidas em filtros, a partir do qual o ARN é isolado usando extracção com fenol quente SDS-de ácidos nucleicos bacterianos.
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Nota: Durante toda a experiência, as células de macrófagos foram incubadas a 37 ° C numa incubadora de CO2-ar forçado 5% e levado para fora da incubadora apenas para manipulações experimentais, que são realizadas numa câmara de segurança biológica de Classe II. Trabalhando com L. bactérias monocytogenes é de acordo com o nível de segurança biológica 2 regulamentos.
1. Preparação de células e infecção bacteriana (Dia 1 e 2)
2. Ácidos Nucleicos Extraction (Dia 3)
Nota: Executar todas as manipulações com soluções de fenol e clorofórmio em um exaustor.
3. DNase Tratamento
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O sistema de modelo é mostrado na Figura 1 e inclui células de macrófagos infectados com L. monocytogenes bactérias, que se replicam no citoplasma de macrófagos. A Figura 2 representa o esquema experimental. A Figura 3 representa os resultados típicos de tal análise de RT-qPCR de genes de virulência durante WT L. monocytogenes crescimento em macrófagos em comparação com o crescimento em meio laboratorial rico BHI. Os re...
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O protocolo aqui descrito representa um método aperfeiçoado para o isolamento de ARN a partir de bactérias L. monocytogenes bactérias que crescem intracelularmente em células de macrófagos. Este protocolo baseia-se na lise diferencial de células e inclui duas etapas principais para enriquecimento de RNA bacteriana: sedimentação núcleos de macrófagos usando centrifugação e uma recolha rápida de bactérias por filtração. Estes passos são seguidos por um processo de extracção de ARN padrão. Embora este protocolo de...
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Os autores não têm nada a divulgar.
A pesquisa no laboratório Herskovits é apoiada por 335400 ERC e R01A/109048 bolsas do NIH.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Listeria monocytogenes 10403S | 20 | ||
| Macrófagos derivados da medula óssea preparados a partir de camundongos | 21 | ||
| H2O, livre de RNAse | Thermo Scientific | 10977-015 | Água tratada com DEPC pode ser usada |
| DMEM | Gibco | 41965039 | |
| Glutamina | Gibco | 25030081 | |
| Sodium pyruvate | Gibco | 11360-088 | |
| β-Mercaptoethanol | Gibco | 31350010 | |
| Pen/Strep | Gibco | 15140-122 | |
| Gentamicin | Sigma-Aldrich | G1397 | |
| FBS | Gibco | 10270106 | |
| Dulbecco' s Fosfato tamponado salino-PBS | Sigma-Aldrich | D8537 | |
| Infusão de coração cerebral (BHI) | Merckmillipore | 1104930500 | |
| Fenol saturado pH 4,3 | Fisher | BP1751I-400 | |
| Clorofórmio | Fisher BP1145-1 | ||
| Álcool iso-amílico | Sigma-Aldrich | W205702 | |
| Acetato de sódio | Sigma-Aldrich | ||
| EDTA | Sigma-Aldrich | EDS | |
| DNaseI | Fermentas | EN0521 | |
| SDS 10% | Sigma-Aldrich | L4522 | |
| Etanol absoluto | Merck Millipore | 1070174000 | |
| 37 ° C, 5% CO2 incubadora de ar forçado | Raspadores | Modelo 3111 | |
| da Thermo Scientific Suporte | de vidro Nunc 179693 | ||
| Kontes para filtros de 45 mm | Filtros Fisher | K953755-0045 | |
| MF-Millipore 45 mm, 0,45 µ m | Merck Millipore | HAWP04700 | |
| sistema SpeedVac | Thermo Scientific | SPD131DDA | |
| Vortex-Genie 2 | Scientific Industries | Modelo G560E | |
| NanoDrop Thermo Scientific | |||
| 145 mm placas de cultura de células | Greiner | 639 160 | |
| tubos de 1,7 ml, sem RNase | Axygen | MCT-175-C | |
| 30 &graus; C incubadora | Thermo Scientific | ||
| 65 ° Bloco de calor C | Thermo Scientific | ||
| 4 ° Centrífuga de mesa C | Eppendorf | 5417R | |
| Pipetas estéreis, tubos | Greiner | ||
| , nitrogênio | |||
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