Aqui, propomos um método de detecção quantitativa baseado em marcação fluorescente (especialmente Luciferase) para avaliar com eficiência e precisão a atividade do T6SS bacteriano, que é adequado para análise de alto rendimento de cepas clínicas.
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Aqui, propomos um método de detecção quantitativa baseado em marcação fluorescente (especialmente Luciferase) para avaliar com eficiência e precisão a atividade do T6SS bacteriano, que é adequado para análise de alto rendimento de cepas clínicas.
O Sistema de Secreção Tipo VI (T6SS) é um mecanismo crucial que medeia as interações intercelulares em bactérias Gram-negativas, particularmente em espécies patogênicas como Acinetobacter baumannii. Estudos anteriores mostraram que o grande plasmídeo pAB3 na cepa A. baumannii ATCC 17978 codifica uma proteína semelhante a TetR que inibe a expressão de genes T6SS centrais. Em contraste, a cepa WTR- , que não possui pAB3, pode expressar e secretar de forma estável a proteína efetora T6SS Hcp e exibe a capacidade de matar E. coli. O gene tssM , um dos genes centrais do T6SS, é essencial para sua atividade; sua exclusão leva diretamente à inativação do T6SS. No entanto, os métodos tradicionais de detecção de atividade T6SS, como ensaios de eliminação, sofrem de baixo rendimento e sensibilidade insuficiente. Para lidar com essas limitações, desenvolvemos métodos de detecção quantitativa baseados na marcação fluorescente.
Para melhorar a detecção da atividade do T6SS, desenvolvemos três métodos de marcação fluorescente: (1) Um método de detecção quantitativa baseado na marcação da luciferase, que é caracterizado por alta especificidade, sensibilidade e reprodutibilidade, tornando-o adequado para análise de alto rendimento; (2) Um método de detecção baseado na marcação de proteína fluorescente verde (GFP), que, apesar de ser suscetível a interferências ambientais, oferece a vantagem de alto rendimento; (3) Detecção por citometria de fluxo, que pode avaliar quantitativamente a viabilidade bacteriana, mas é operacionalmente complexa e cara. Após uma comparação abrangente, o método de rotulagem baseado em luciferase provou ser o mais preciso, sensível e fácil de usar. Quando aplicado a 20 isolados clínicos de A. baumannii, este método foi confirmado para avaliar com rapidez e precisão a atividade do T6SS.
O Sistema de Secreção Tipo VI (T6SS) é um importante sistema de secreção de proteínas em bactérias Gram-negativas, amplamente envolvido na competição bacteriana, antagonismo contra hospedeiros eucarióticos e regulação das respostas imunes do hospedeiro 1,2. Ao injetar proteínas efetoras tóxicas em bactérias vizinhas ou células eucarióticas, o T6SS ajuda as bactérias a manter uma vantagem competitiva em ambientes complexos. Nos últimos anos, o papel significativo do T6SS na adaptabilidade, patogenicidade e interações microbianas bacterianas o tornou um hotspot de pesquisa, especialmente em patógenos multirresistentes, onde suas funções fornecem alvos potenciais para o desenvolvimento de novas estratégias antibacterianas 3,4,5.
Acinetobacter baumannii (Ab) é um patógeno oportunista Gram-negativo amplamente distribuído em ambientes hospitalares. Devido à sua alta resistência aos medicamentos e forte adaptabilidade, tornou-se um importante patógeno nosocomial em todo o mundo 6,7,8. A sobrevivência de A. baumannii em ambientes microbianos complexos depende de múltiplos sistemas de secreção, entre os quais o T6SS desempenha um papel fundamental em sua competição com outros micróbios e interações com o hospedeiro. Com seu cluster de genes T6SS altamente conservado e funções bem definidas, A. baumannii tornou-se um modelo ideal para estudar os mecanismos do T6SS. Além disso, a estrutura única do T6SS em A. baumannii fornece uma perspectiva distinta para revelar ainda mais a diversidade e as funções do T6SS.
O cluster de genes T6SS de A. baumannii contém 12 genes de proteínas centrais (como tssA-tssM, sem tssJ) e vários genes com funções desconhecidas (como tagX, tagN, tagF, etc.)2,9,10. Dentre eles, a proteína co-regulada pela hemolisina (Hcp) é um componente importante do T6SS, e sua secreção é considerada uma marca registrada do T6SS funcional. Estudos mostraram que o grande plasmídeo pAB3 em A. baumannii inibe a expressão de T6SS codificando uma proteína reguladora semelhante a TetR. Em contraste, cepas que perderam pAB3 (como WTR-) podem expressar e secretar Hcp de forma estável, exibindo atividade significativa de T6SS11. O gene tssM é um dos genes centrais do T6SS, e sua deleção leva diretamente à inativação do T6SS.
No entanto, os métodos tradicionais de detecção de atividade do T6SS (como ensaios de eliminação) têm limitações como baixo rendimento, baixa reprodutibilidade e sensibilidade insuficiente, o que restringe severamente o estudo aprofundado e a aplicação generalizada do T6SS5. Portanto, o desenvolvimento de métodos eficientes e precisos de detecção de atividade de T6SS tornou-se uma necessidade urgente na pesquisa atual. Este estudo tem como objetivo estabelecer e comparar métodos de detecção de atividade de T6SS baseados em marcação fluorescente para superar as deficiências dos métodos tradicionais. Por meio da tecnologia de marcação fluorescente, alcançamos o monitoramento quantitativo em tempo real da atividade do T6SS, fornecendo uma ferramenta mais precisa e confiável para o estudo das interações bacterianas. Este estudo validou a eficácia dos métodos de marcação fluorescente e, ao comparar as vantagens e desvantagens de diferentes estratégias de marcação fluorescente, forneceu novas perspectivas e suporte metodológico para pesquisas futuras. Ele não apenas oferece novos meios técnicos para a pesquisa do T6SS, mas também estabelece uma base científica para a compreensão dos complexos mecanismos de interações bacterianas e o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas antibacterianas.
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1. Fontes de estirpes e plasmídeos
2. Preparação de cepas bacterianas antes do experimento
3. Preparação de cepas de E. coli (GFP) / E. coli (Luciferase)
4. Western blotting
5. Preparação de placas de 96 poços com meio de ágar LB
6. Ensaio de morte de A. baumannii
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Os métodos tradicionais para detectar a atividade do T6SS geralmente envolvem a co-cultura de cepas predadoras e alvo em placas de ágar LB livres de antibióticos por 5 h, seguidas de raspagem das manchas bacterianas, ressuspensão-as e realização de diluições em série. A suspensão bacteriana diluída é então detectada em placas de ágar selectivas. Ao contar as colônias da cepa alvo nas placas no dia seguinte, a atividade do T6SS pode ser avaliada qualitativamente. No entanto, esse método tem limitações, incluindo procedime...
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O Sistema de Secreção Tipo VI (T6SS) é uma maquinaria multiproteica complexa cujas funções são realizadas principalmente através da secreção de proteínas efetoras. Essas proteínas efetoras medeiam a competição interbacteriana matando ou inibindo outras espécies bacterianas, proporcionando assim à bactéria hospedeira uma vantagem competitiva nas comunidades microbianas15. Além de seu papel na competição, estudos mostraram que o T6SS está envolvido em vários process...
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Os autores não têm nada a divulgar.
Reconhecemos e agradecemos a todos os autores, bem como a todo o laboratório, por sua assistência com suporte técnico e revisão de manuscritos. Este trabalho foi apoiado pelo Projeto Bethune da Universidade de Jilin 2024B20 e pelo Projeto de Desenvolvimento de Ciência e Tecnologia da Cidade de Changchun 23YQ10 e pelo Projeto Principal de Ciência e Tecnologia Nacional de Doenças Crônicas Não Transmissíveis 2024ZD0529700.
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 10%, 15% Kit de Preparação de Gel SDS-PAGE | Epizyme | PG112-20 | |
| ° C Freezer | Haier | HYCD-290 | |
| 37 ° C Incubadora | Bluepard | 181254254 | |
| 4 ° Geladeira C | Haier | HYC390-80 | |
| ° C Freezer | Haier | DW-86L726G(726L) | |
| Placa de 96 poços | JET | TCP010096 | |
| Agar | Biofrox | 8211KG001 | |
| Persulfato de Amônio (APS) | Thermo | 7727-54-0 | |
| Gabinete de Segurança Biológica | ESCO | AC2-4S1 | |
| Balança Eletrônica | Sartorius AG | BSA124S-CW | |
| Aparelho de eletroforese | BIO-RAD | POWER | |
| Máquina de gelo em flocos | GRANT | XB70 | |
| Citômetro de fluxo | BECKMAN COULTER | AW38143 | |
| Citometria de fluxo Tampão de coloração | proteintech | PF00018 | |
| Gel Imaging System | BIO-RAD | Gel Doc 2000 | |
| Glycine | Zike | ZK-L2577 | |
| Centrífuga de alta velocidade | Eppendorf | 5405IN106358 | |
| Anticorpo secundário de coelho / camundongo conjugado com HRP | proteintech | SA00001-2 | |
| LB Caldo | Solarbio | L8291 | |
| Centrífuga de alta velocidade de baixa temperatura | Thermo | 17R | |
| Metanol | Thermo | R40121 | |
| Micro UV-Vis Espectrofotômetro | Thermo | Nanodrop uma | |
| Microcentrífuga | allsheng | Mini-6k | |
| Microplate Reader | Bio-Tek | H1M | |
| NuPAGE LDS Sample Buffer | Thermo | NP0007 | |
| Solução de tampão de fosfato (PBS) | Zike | ZK-L1649 | |
| Precision Plus Protein Dual Color Standards | Bio-Rad | 1610374 | |
| SDS Tampão de carregamento de amostra | Beyotime | poo15L | |
| Leite em pó desnatado | Thermo | LP0033B | |
| Dodecyl Sulfate de sódio (SDS) | Zike | zk6885 | |
| Banho-maria termostático | JingHong | DK-420S | |
| Aparelho de Transferência | Bio-Rad | PowerPac HC | |
| Tris(hidroximetil)aminometano (Tris) | Zike | ZK-L2557 | |
| Aparelho de Eletroforese Vertical | Bio-Rad | Mii-PROTEAN Tetra |
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