После выделения транспозонов мутантов, одну колонию ПЦР-праймер, является надежной, метод с высокой пропускной для идентификации сайта вставки транспозона для каждого мутанта. Этот подход исходит из типичных вложенного протокола ПЦР, но здесь один праймер специфическую гибридизацию и / или не специально для матричной ДНК в зависимости от жесткости температуры отжига (рис 1А). Типичные продукты ПЦР состоит из нескольких фрагментов ДНК, большинство из которых являются специфическими (рис 1б). Использование другого праймера секвенирования, что отжигов правой вверх по течению от транспозона ITR и ниже последовательности признанной праймера амплификации обеспечивает специфичность для секвенирования стадии (рис 1С). Автоматизированная программа для анализа последовательности выравнивает полученные последовательности к Coxiella генома, обеспечивающей точное местонахождение транспозонов вставок (рис 1в). Все транспозонов вставки могут быть затем Эннotated на Coxiella генома (рис 1D).
Каждый Coxiella мутант выделяют и усиливается в axenically ACCM-2 среде перед хранением или любой скрининга. Рисунок 2 иллюстрирует пример 38 транспозонов мутантов в 16 точек / ICM Coxiella генов (фиг.2А). Чтобы оценить жизнеспособность Coxiella мутантов, аксенными кривые роста получены путем отбора проб с бактериальными культурами в течение 7 дней после инокуляции и применения бактериальной концентрации для анализа, описанного в 1.5 (Figurie 2b). Усиленные мутанты затем инкубировали с эпителиальных клеток, в трех повторах в 96-луночных планшетах в течение 7 дней. Все мутанты, полученные Coxiella быть GFP-тегами, внутриклеточные кривые роста получают путем измерения интенсивности флуоресценции GFP в каждую лунку, каждые 24 ч, и построения измеренных значений в зависимости от времени (фиг.2с).
Intrбесклеточные кривые роста обеспечивают количественный анализ фенотипов, связанных с каждым вставки транспозонов в геноме Coxiella. Чтобы добавить качественную информацию о тех же транспозонов мутантов, мы решили для автоматизированного сбора и анализа изображений. Через семь дней после заражения, пластины установлены, обрабатываются для иммунофлуоресценции, как описано в 4 и анализировали с помощью автоматизированного, эпифлуоресцентной микроскопа, как описано в 5 автоматизированное программное обеспечение анализа изображений, таких как CellProfiler (Broad Institute, www.cellprofiler.com ) обрабатывает полученные каналы самостоятельно и сегменты определены объекты для сравнительного анализа (рис 3). Это позволяет идентифицировать и морфологическое описание ядер клеток-хозяев, сотовые контуров, лизосом и Coxiella колоний (рис 3 верхние панели). Соотнося Coxiella колонии с клетками и лизосом позволяет identificatiна и конкретные морфологический анализ Coxiella -содержащих вакуолей (которые ЛАМПА1 положительным, рис 3 слева внизу панели). Соотнося Coxiella колонии с клетки-хозяина контуров позволяет идентифицировать и конкретные морфологический анализ зараженных клеток (рисунок 3 внизу в центре панели). Наконец, 4 канала объединяются для иллюстрации и целей контроля качества (рис 3 внизу справа панели).
Данные, полученные от автоматизированного анализа изображений, могут быть нанесены друг против друга, чтобы получить "мульти-фенотипические разброс участков". В качестве примера, на фиг.4А Средняя площадь (в мкм 2) Coxiella колоний представлен в зависимости от количества колоний на мобильный (фиг.4А), с тем чтобы определить мутации, которые влияют на внутриклеточную репликацию Coxiella (фенотип репликации) и / или Объем бактерий вторгнуться в клетки-хозяева (междунализация фенотип). Статистический анализ был использован для определения областей в результате рассеяния участка, соответствующего мягких (-4 (рис 4А, розовые и красные точки); мутации, которые повлияли Coxiella интернализации в клетках были сгруппированы в нижней части участка (рис 4А, светло- и темно-синие точки) и, наконец, зеленые точки на крайней правой области графике соответствуют мутаций, в результате не-значимых фенотипов ( Z-оценка> -2). Важно отметить, что мутанты, которые не повторить, но все еще в состоянии вторгнуться клеток-хозяев, обнаруживаются через 7 дней после заражения в виде отдельных бактерий или небольших колоний, прилегающих к принимающей клеточные ядра (рис 4C, вторая панель). Следовательно, размер Coxiella "Колообществах »будет в значительной степени зависеть но количество инфицированных клеток не будет отличаться по сравнению с WT Coxiella -infected клеток. Напротив, мутации, которые влияют на способность Coxiella о вторжении в клетки-хозяева, приводит к уменьшению количества колоний / ячейку. Когда это число значительно ниже 1, это указывает, что, в среднем, происходит снижение в общем количестве инфицированных клеток. Кроме того, средняя площадь (в мкм 2) Coxiella колоний может быть в виде зависимости от количества выживших клеток-хозяев инфекции (фиг.4В), чтобы определить мутации, которые придают цитотоксичность в Coxiella (цитотоксические фенотип). Как и выше, статистический анализ был использован для определения областей в результате рассеяния участка, соответствующего мягких (-4 (рис 3B зеленые точки). 37 мутации выживание мягко пострадавших клетка-хозяин (рис 3B, светло-красные точки), и 7 мутаций были особенно вредно для размещения выживания клеток (рис 3B, темно-красные точки). Пожалуйста, обратите внимание, что дополнительные параметры, полученные по автоматизированной методике анализа изображения может быть использован для получения других схем, в соответствии с экспериментальными потребностей.

Рисунок 1:. Секвенирование и аннотирование Coxiella транспозонов мутантов () одной колонии ПЦР-праймер используется для амплификации фрагментов ДНК, содержащих сайт вставки транспозонов. Праймера амплификации (Amp) используется как в качестве специфического и неспецифического грунтовки в зависимости от жесткости температуры отжига. (В) Типичная результат одной колонии грунт ПЦР. Каждый Reactiна производит количество фрагментов различного размера, некоторые из которых содержат вставки на сайт транспозона; некоторые другие случайным усиливается в качестве побочных продуктов в низкой жесткости ПЦР цикла. (С) Использование секвенирования праймер (SEQ), которая гибридизуется с последовательностью транспозонов позволяет секвенирование фрагментов интерес. Программное обеспечение (D) Анализ последовательности позволяет автоматически аннотацию транспозонов вставок на бактериальном геноме. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 2:. Аксенными и внутриклеточный рост Coxiella транспозонов мутантов (А) В пилотной экран, мы изолировали, секвенировали и подвергали скринингу 38 транспозона мутанты в 16 г базовогоены системы секреции точка / ICM Coxiella (обозначена красным). (Б) Для того чтобы оценить жизнеспособность каждого мутанта транспозонов, рост каждого изолята в аксенными культуральной среде контролируется в течение 8 дней с использованием флуоресцентно помеченные интеркалирования ДНК агента. (С) каждый мутант затем используется для инфицируют эпителиальные клетки. Как транспозонов обладает GFP кассету, внутриклеточный бактериальный рост контролируется более 7 дней после заражения, следуя вариации GFP флуоресценции, связанного с Coxiella репликации, используя микропланшет-ридера. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 3: Автоматизированный анализ изображения Coxiella инфекций авто.Mated эпифлуоресцентной микроскоп используется для изображения 21 позиции на лунку в трех повторах в 96-луночных планшетах. Сегменты программного обеспечения анализа изображений объектов в каждом приобретенных каналов для количественного и анализа. Во всех случаях, объекты, затрагивающие границу изображений исключены. () Канала Hoechst используется для идентификации хоста клеточные ядра (зелёный). (Б) Они используются в качестве затравки для идентификации клетки-хозяина контуры в канале Cy3 (положение ядер окружены синим, клеточные контуры в зеленый цвет). (С) канала Су5 используется для идентификации LAMP1-положительных отсеков (зелёный); только объекты, включенные в ранее выявленных клеточных контуров (в красном) сохраняются для анализа изображений. (D), GFP канала используется для идентификации Coxiella колонии (зелёный). (Е) Соотнося Coxiella колонии с LAMP1-положительных отсеков позволяет идентифицировать Coxiella -содержащих вакуоли (CCVS); только объекты, включенные в ранее выявленных клеточных контуров (зеленым) сохраняются для анализа изображений. (F) Соотнося Coxiella колонии с сотовыми контуров позволяет идентифицировать инфицированных клеток (псевдоцветной). (G) Изображения, полученные в флуоресценции каналов 4 (соответствует Coxiella колоний (зеленый), хост клеточных ядер (синий), плазмы клетки-хозяина мембраны (серый), LAMP1-положительных отсеков (красный)) сливаются и используется для иллюстрации и качества контроль. Масштаб бары 10 мкм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 4: Масштабная идентификация Coxiella факторов, участвующих в хозяина / возбудитель взаимодействуютионы. (A) Средняя площадь (в мкм 2) Coxiella колоний представлен в зависимости от относительного количества колоний на клетку, чтобы определить репликации и интернализации фенотипы интерес. Зеленые точки представляют фенотипы, которые отличаются от WT Coxiella по Z-счет> -2 (не значительный). Розовый и голубой точки представляют репликации и интернализации фенотипы, соответственно, с Z-счетом между -2 и -4 (мягких фенотипов). Красный и темно-синие точки представляют фенотипы с Z-счет ≤ -4 (сильные фенотипов). (В) Средняя площадь (в мкм 2) Coxiella колоний рассчитывают относительно общего количества клеток (инфицированных и не инфицированных), которые выжили 7 дней после заражения, чтобы оценить цитотоксическое действие в результате транспозонов вставок. Зеленые точки представляют фенотипы, которые отличаются от WT Coxiella по Z-счет> -2 (не значительный). Розовые точки представляют цитотоксической телenotypes с Z-счетом между -2 и -4 (мягких фенотипов). Красные точки представляют цитотоксические фенотипы с Z-счет ≤ -4 (сильные фенотипов). Стрелки указывают мутантов, показанных на соответствующий строчной буквы в С (С) Типичные изображения репликации, интернализации и цитотоксических фенотипов. Во всех случаях, хозяин клеточные ядра в красный, Coxiella колонии в зеленый. Масштаб бары 50 мкм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.