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Extracromossômico plasmídeos são utilizados para estudos de repórter, que visam identificar a localização de certas proteínas dentro de uma célula ou alterações na estrutura celular das células mutantes. Para muitas abordagens, tais como controlo do ciclo celular, é fundamental expressar dois repórteres ao mesmo tempo. Isso agora é possível usando o nosso sistema de plasmídeo extracromossômico repórter dual (tabela 1). No dia 1, as células foram transfectadas antes de adicionar o marcador selecionável G418 após 5 h (Figura 1). No exemplo, NC4, DdB, Ax2 e os isolados selvagens independentemente derivados, V12M2 e WS2162 (complementar a tabela 1) foram transfectadas com o plasmídeo pPI289, que codifica para GFP-TubulinA, um marcador para microtúbulos e mCherry-PCNA, uma proteína que é usado para o monitoramento do ciclo celular(Figura 2). Após 32 h, as células foram observadas ao microscópio. A maioria das células expressa de ambas as proteínas da fusão fluorescente-etiquetadas, consistente com as anteriores relatórios essa expressão de dois jornalistas dos mesmo plasmídeo mostra expressão níveis semelhantes, que é quase impossível quando usando dois diferentes plasmídeos 18,19. Uma célula representativa para cada linha de celular (NC4, DdB, Ax2, V12M2 e WS2162), expressar o repórter dual desejado é mostrado na Figura 2B. As eficiências de transfeccao estão resumidas na Figura2C. NC4-derivado de célula linhas mostram as melhores eficiências de transfeccao. No entanto, para linhas de células V12M2 e WS2162, obteve-se um número consideravelmente elevado de transfectants.

Figura 2 : Expressão de um plasmídeo extracromossômico. (A) extracromossômico plasmídeos são diretamente transfectados em forma circular. Por exemplo, é mostrado o repórter dual pPI289. Os sites MIV ONGindicam a inserção do segundo repórter no plasmídeo de expressão extracromossômico. (B) Z-projeção de uma célula representante expressando GFP-TubulinA (citoplasmática) e mCherry-PCNA (em grande parte nuclear) para cinco linhas diferentes selvagem-tipo de pilha usada (NC4, DdB, Ax2, V12M2, WS2162). (C) o transfeccao eficiências para as linhas de cinco célula retratadas em (B) foram calculadas. É mostrada a média dos dois experimentos. Barras de erro indicam ± SD. clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Integração de um vetor de direcionamento em um locus genômico especificado é mais desafiador e exige uma análise mais cuidadosa da linhagem celular gerada. Na Figura 3, um act5- mCherry KI em NC4 é tentada. Primeiro, o plasmídeo deve ser linearizado para aumentar a frequência de eventos de recombinação seguindo do transfection. Por isso, o pDM1514 de plasmídeo é cortado com ONGMIV. Duas bandas são obtidas depois de executar o resumo em um gel de agarose. A banda de 4127 bp contém a construção desejada (Figura 3). Para transfeccao, o DNA digerido deve ser extraído do gel e purified usando um kit de extração de gel seguindo as instruções do fabricante.

Figura 3 : Preparação de act5 bater e DNA para transfeccao. Um exemplo do uso de um agir5 bata no pDM1514 o plasmídeo é mostrado. As etapas de preparação estão listadas a seguir. (A) antes de eletroporação, linearizar o plasmídeo usando os sites MIV ONGindicados. (B, C) Execute o plasmídeo cortado em um gel de agarose, até que as duas bandas esperadas são devidamente separadas. Cortar a banda de bp 4127 contendo o brasão de recombinação, mCherry e a resistência-gaveta, e gel de extrair o DNA. O DNA está agora pronto para transfeccao. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
O DNA purificado foi usado para transfeccao de células NC4. Depois de 5-6 dias de seleção, foram obtidos clones. Representante do transfection eficiências e a quantidade de clones identificados positivos para vários act5 bater-em tentativas estão resumidos na tabela 3. Dois clones de transfection NC4 foram aleatoriamente escolhidos e analisados por PCR(Figura 4), e ambos mostraram os padrões de banda prevista esperado de um batida-no e mais foram validados com análise de Southern blot para garantir uma integração única evento da construção para o genoma de20. O Borrão mostra uma integração clara único no locus a desejada act5 (Figura 4B). A linha de celular gerada NC4::act5-mCherry agora pode ser usada em experimentos.

Figura 4 : Validação de act5- mCherry KIs no NC4. (A) esquema e controle PCRs para a validação das integrações positivas em act5 locus. Os primers indicados foram usados para analisar dois clones independentes e o pai. Ambos os clones mostram as bandas esperadas para a resistência-gaveta e a jusante (P1) ou montante da primeira demão (P2), que não estão presentes na estirpe parental. A combinação da primeira demão (P1/P2) confirma a integração correta de gaveta mCherry e resistência para o locus act5 . O selvagem-tipo NC4 mostra a banda de bp de 2800 esperado, enquanto os dois clones KI faltam essa banda e em vez disso, exibir um produto PCR cerca de 1400 maiores de pares de bases. (B) esquema para a restrição usados digest e Southern blot. Ambos os clones de bater-se em mostram a menor banda de bp 3400, que é o resultado da integração da construção para o locus agir5, especificamente adicionais do Bcleu site na gaveta hptII resistência. Os shows do selvagem-tipo controle o esperado kb 5,8 resultantes de dois localizado a jusante Bclde sites. O Borrão foi cortado e emendado pela clareza. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
| construção orientada para o locus act5 | nome do plasmídeo | número de ocupados poços | número de clones verificados | Clones positivos | Corretas clones (%) | Dictyostelium estirpes utilizadas | eficiência de transfeccao (transfectants / 2 x 10 ^ 6/1 µ. g DNA) |
| LifeAct-mCherry | pPI226 | 7 | 7 | 1 | 14.2 | AX2 | 3.5 x 10 ^ -6 |
| LifeAct-GFP | pPI227 | 12 | 12 | 5 | 41,6 | AX2 | 6 x 10 ^ -6 |
| GFP | pDM1513 | 3 | 3 | 2 | 66,6 | AX2 | 1,5 x 10 ^ -6 |
| mCherry | pDM1514 | 3 | 3 | 1 | 33.3 | AX2 | 1,5 x 10 ^ -6 |
| GFP | pDM1513 | 66 | 9 | 5 | 55,5 | AX2 | 3.3 x 10 ^ -5 |
| mCherry | pDM1514 | 221 | 12 | 10 | 83,3 | AX2 | 1.1 x 10 ^ -4 |
| H2B-mCherry | pPI420 | 3 | 3 | 1 | 33.3 | AX2 | 1,5 x 10 ^ -6 |
| H2B-mCherry | pPI420 | 7 | 7 | 6 | 85,7 | AX2 | 3.5 x 10 ^ -6 |
| mCherry | pDM1514 | 10 | 10 | 7 | 70 | DdB | 5 x 10 ^ -6 |
| mCherry | pDM1514 | 240 | 12 | 11 | 91,6 | DdB | 1.2 x 10 ^ -4 |
| mCherry | pDM1514 | 320 | 12 | 12 | 100 | NC4 | 1.6 x 10 ^ -4 |
Tabela 3: Transfection eficiências e a quantidade de obtidos transfectants positivo para a geração de act5 KIs em fundos de estirpe diferente 22 .
O locus de agir5 oferece a expressão relativamente homogênea do repórter integrada21. As células de NC4::act5-mCherry geradas permitam experiências de mistura com outros act5 batida-ins usando uma proteína fluorescente diferente como GFP. Para enfatizar a grande vantagem deste sistema, são mostrados experimentos misturando com Ax2::act5-GFP . Devido à impossibilidade de transfect não-axénica selvagem-tipo pilhas, este tipo de abordagem não pôde ser realizado antes. Experimentos de mistura são uma ferramenta importante para analisar o comportamento da célula, porque eles permitem uma comparação direta entre linhas de células diferentes, experimentando condições experimentais idênticas. NC4 células crescem mais rápido em gramados bacterianos do que células Ax2 (Figura 5A). Isto pode ser devido a uma maior capacidade de fagocitar bactérias ou melhorada capacidade de mover e mostrar a quimiotaxia para uma fonte de alimento. Usando um ensaio do chemotaxis de folato Under agar, comparação direta de uma população de NC4::act5-mCherry e Ax2::act5-GFP foi realizada, mostrando que a NC4::act5-mCherry são muito mais eficientes na detecção de ácido fólico. Após 4 h, mais NC4::act5-mCherry de células foram capazes de rastejar sob o agarose de células Ax2::act5-GFP (Figura 5B). Analisar métricas padrão da quimiotaxia das células migrando sob o agarose revelou que as células de NC4::act5-mCherry foram mais rápido e mostraram resposta quimiotático mais forte do que células Ax2::act5-GFP (Figura 5C-E ).

Figura 5 : Usando o KIs agir5 para experiências de mistura de quimiotaxia baseada em imagem. (A) NC4::act5-mCherry e Ax2::act5-GFP expressando a proteína fluorescente indicada do locus agir5 foram analisados para a capacidade de crescer em um gramado bacteriano. Após 4 dias, foram medidos o diâmetro de placa surgido a partir de células de Dictyostelium chapeadas solitárias. Non-axénica act5:: NC4 células fazer placas significativamente maiores do que axénica células de Ax2::act5-GFP (média ± DP, * * * p < 0,0001, n = 3, escala bar 5 mm). (B) para uso da quimiotaxia de folato sob-agarose ensaio22 para comparar diretamente as habilidades Quimiotáticos dos NC4::act5-mCherry e Ax2::act5-GFP usado no (A), bactérias-crescido amibas de ambas as cepas foram misturadas na proporção de 50: 50. As células foram autorizadas a rastejar sob o agarose. Após 4 h, as células que estavam migrando para o gradiente de folato foram fotografadas usando um microscópio confocal. O número de células de NC4::act5-mCherry e Ax2::act5-GFP foi então determinado. NC4::act5-mCherry células foram mais eficientes na detecção de ácido fólico. Sobre 10 vezes mais NC4::act5-mCherry células foram encontradas em comparação com as células Ax2::act5-GFP (média ± DP, * * * p < 0,0001, n = 6, escala bar 100 µm). (C, D) As células foram filmadas por 60 min, e sua velocidade e índice de quimiotático foram calculados. Após a pré-selecção das células chemotactically mais responsivos (somente aqueles que migraram sob o agarose), Ax2::act5-GFP células apresentaram valores inferiores para velocidade de célula e quimiotaxia. Foram analisadas 50 células por linha celular. (média ± DP, * 0,01 < p, n = 3). (E) as faixas de NC4::act5-mCherry e Ax2::act5-GFPact5 bate-ins são plotadas mais de 60 min, mostrando o movimento mais direcionado para a fonte de chemoattractent das células NC4::act5-mCherry (média ± DP, * * * p < 0,0001, n = 6). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
As linhas de batida-na célula act5 também podem ser usadas por citometria de fluxo. Com o crescimento de bactérias, existem grandes diferenças de desenvolvimento entre cepas axénica e selvagem-tipos não-axénica. Após o desenvolvimento, os corpos frutíferos dos NC4 as células são aproximadamente duas vezes tão grandes quanto aqueles derivados de células Ax2. Se as células são misturadas, um corpo de frutificação tamanho intermediário é obtido. Para analisar a contribuição de ambas as linhas celulares mais quantitativamente, citometria de fluxo foi usada. Essas análises mostraram claramente que os corpos frutíferos de tamanho intermediário são devido aos diferentes níveis de contribuição de ambas as linhas de célula. Enquanto as células de NC4::act5-mCherry é composta por cerca de 75% dos esporos medidos, Ax2::act5-GFP contribuiu com apenas 25%, revelando uma potencial vantagem de aptidão para estirpes não-axénica (Figura 6). Desde que a análise não monitora a população da pilha de haste, existem duas possibilidades para explicar o desequilíbrio no desenvolvimento entre Ax2 e NC4. Uma possibilidade é que células Ax2 contribuam principalmente para a população da pilha de haste, ao invés de inserir a população celular do esporo. Como alternativa, mais células NC4 podem entrar no ciclo de desenvolvimento, com Ax2 relativamente atrasado, e são consequentemente incapazes de contribuir para a montagem de um corpo frutífero. A possibilidade de transfect não-axénica selvagem-tipo pilhas desenvolve ainda outras abordagens e simplifica procedimentos experimentais.

Figura 6: ato5 KIs permitem a análise das experiências de mistura usando citometria de fluxo. (A) NC4::act5-mCherry e Ax2::act5-GFP foram desenvolvidos separadamente ou em uma mistura de 50: 50 em placas de ágar não-nutriente. NC4::act5-mCherry células formam corpos frutíferos maiores do que Ax2::act5-GFP. Em vez disso, o mix mostra um tamanho intermediário (escala bar 5 mm). Microscopia de fluorescência confocal luz sugere uma maior quantidade de esporos de NC4::act5-mCherry nas cabeças dos esporos derivados de misturas. (B) para quantificar esta observação, os montantes de esporos no spore colhido cabeças da mistura experimental no (A) foram analisadas por citometria de fluxo. Cerca de 75% dos esporos originou-se de células de NC4::act5-mCherry , com apenas 25% de células Ax2::act5-GFP . (C) representante distribuição de esporos de ambas as linhas de célula mostradas em uma dispersão de citometria de fluxo. Cerca de 0,05% mostrar positivo mCherry e GFP sinaliza, sugerindo que os processos de fusão parassexuais ocorreram ou que esporos são colam uns aos outros. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
| Linha celular | Geneticamente, fundo | Número de referência | Publicado antes | Tipo |
| AX2 (Ka) | | DBS0235521 | Bloomfield et al., 2008 | tipo selvagem |
| NC4 (S) | | | Bloomfield et al., 2008 | tipo selvagem |
| act5::mCherry Clone 5 | NC4 | HM1912 | Paschke et al, 2018 | batida-em act5 |
| act5::GFP 2 Clone | AX2 | HM1930 | Paschke et al, 2018 | batida-em act5 |
| V12M2 | | | Bloomfield et al., 2008 | tipo selvagem |
| WS2162 | | | Bloomfield et al., 2008 | tipo selvagem |
Suplementares tabela 1: diferentes cepas de Dictyostelium estudou.