Здесь мы описываем метод выделения бактериальной РНК из бактерий Listeria monocytogenes, растущих внутри мышиных макрофагов. Этот метод может быть использован с другими внутриклеточными патогенами и клетками-хозяевами млекопитающих.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Здесь мы описываем метод выделения бактериальной РНК из бактерий Listeria monocytogenes, растущих внутри мышиных макрофагов. Этот метод может быть использован с другими внутриклеточными патогенами и клетками-хозяевами млекопитающих.
Анализ транскриптома бактериальных патогенов во время инфекции млекопитающих является ценным инструментом для изучения генов и факторов, которые опосредуют инфекцию. Тем не менее, выделение бактериальной РНК из инфицированных клеток или тканей является сложной задачей, поскольку РНК млекопитающих в основном доминирует в лизатах инфицированных клеток. В данной работе мы описываем оптимизированный метод выделения РНК бактерий Listeria monocytogenes, растущих в макрофагальных клетках костного мозга. После заражения клетки слегка лизируются и быстро фильтруются, чтобы отбросить большую часть белков и РНК хозяина, сохраняя при этом неповрежденные бактерии. Затем бактериальная РНК выделяется с помощью экстракции горячим фенолом-SDS с последующей обработкой ДНКазой. Выделенная РНК пригодна для анализа транскрипции генов с помощью нескольких методов. Этот метод успешно используется в наших исследованиях регуляции гена Listeria monocytogenes при инфицировании клеток макрофагов 1-4. Протокол может быть легко модифицирован для изучения других бактериальных патогенов и типов клеток.
Внутриклеточные бактериальные патогены ─ бактерии , вызывающие инфекционные заболевания и способны расти и воспроизводить внутри клеток человека хозяев ─ являются серьезной проблемой здравоохранения во всем мире 5. Для того, чтобы вторгнуться и размножаться внутри клетки млекопитающих, внутриклеточные патогены приобрели сложные механизмы вирулентности и факторы. В то время как эти механизмы имеют основополагающее значение для способности вызывать заболевание, мы мало знаем о их регуляции и динамики знают. Так как профили экспрессии генов бактерий, выращенных в жидких средах, не отражают реальную среду внутри клеток-хозяев, существует растущая потребность в транскриптома анализа бактерий, выращенных в их внутриклеточных ниш. Такой анализ позволит расшифровку специфических бактериальных адаптаций сработавших хозяином и поможет определить новые цели для терапевтического дизайна. Транскриптом анализ внутриклеточно выращенных бактерий является весьма сложной задачей, поскольку РНК млекопитающих превышает число бактерий РНК вкак минимум в десять раз. В этой рукописи мы опишем экспериментальный метод для выделения бактериальной РНК из листерий бактерий , растущих внутри мышиных клеток макрофагов. Извлеченный РНК может быть использован для изучения внутриклеточных адаптации и вирулентность механизмов патогенных бактерий с помощью различных методик анализа транскрипции, таких как RT-PCR, РНК-Seq, микрочипов и других гибридизацией на основе технологий.
L. моноцитогенес является возбудителем листериоза у людей, заболевание с клиническими проявлениями , ориентированных в первую очередь лица с ослабленным иммунитетом, пожилых людей и беременных женщин 6. Это является грамположительных факультативным внутриклеточным патогеном , который вторгается широкий спектр клеток млекопитающих , которые были использованы на протяжении десятилетий в качестве модели в хозяин-патоген взаимодействий изучает 7. После вторжения, он находится первоначально в вакуоли или фагосому (в случае фагоцитирующих клеток), из которых он должен уйти в тон пройдет цитозоль клетки для репликации. Несколько факторов вирулентности было показано, опосредует процесс утечки, в первую очередь в качестве порообразующего гемолизин, Listeriolysin O (ДСО) и два дополнительных фосфолипаз 8. В цитоплазме бактерии используют хозяина машины полимеризации актина , чтобы продвинуть себя на актиновых филаментов внутри клетки и передается от клетки к клетке (Рисунок 1). Все основные факторы вирулентности L. моноцитогенес , участвующие в инвазии, внутриклеточного выживания и репликации, активируются с помощью регулятора транскрипции мастер вирулентности, PrfA. 8-10.
В последнее десятилетие было проведено несколько исследований , проведенных нами и другие успешно применяются методы транскриптом анализа внутриклеточно выращенных бактерий внутри клеток хозяина 2,11-15. Два основных подхода используются для разделения бактериальной РНК из хозяина-РНК, которые основаны на: 1) селективное обогащение бактериальной РНК и 2) выделения РНК по сиситемахrential лизис клеток. Первый подход основан на субтрактивном гибридизации общих экстрактов РНК молекулы РНК млекопитающих (например , с использованием коммерчески доступных наборов) или селективного захвата бактериальных последовательностей транскрибируемых (шотландцы) 11. Второй подход основан на дифференциальном лизис бактерий и клеток-хозяев, в котором клетки-хозяева лизируют в то время как бактериальные клетки остаются нетронутыми. Бактериальные клетки затем отделяют от клетки-хозяина лизата, как правило, путем центрифугирования, и РНК экстрагируют с использованием стандартных методик. Основная проблема с использованием этого подхода является то, что вместе с интактной бактерии, клетки-хозяева ядра также изолированы, таким образом, препараты РНК по-прежнему содержат РНК млекопитающих. Один из способов решения этой проблемы заключается в разделении неповрежденные бактерии из клеток хозяина, ядер с использованием дифференциального центрифугирования, хотя эта процедура обычно занимает много времени поднимая беспокойство изменений в гене профиля экспрессии в процессе экстракции. В этой статье мы представляем улучшенный и быстрый баПротокол экстракции cteria РНК, которая основана на клеточной дифференциального лизиса подхода. Во- первых, Л. моноцитогенес инфицированные макрофаги клетки лизируют с холодной водой. Затем макрофаг ядра удалены кратковременным центрифугированием и неповрежденные бактерии быстро собирают на фильтрах, из которых РНК выделяют с помощью горячей экстракции фенолом-SDS бактериальных нуклеиновых кислот.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Примечание: В течение всего эксперимента, макрофаг клетки инкубируют при 37 ° С в атмосфере 5% СО 2 приточно-инкубаторе и вынимали из инкубатора только для экспериментальных манипуляций, которые выполняются в кабинете биологической безопасности класса II. Работа с L. моноцитогенес бактерии в соответствии с биологическим уровнем безопасности 2 правил.
1. Сотовый Подготовка и бактериальные инфекции (день 1 и 2)
2. нуклеиновые кислоты экстракции (3-й день)
Примечание: Выполнить все манипуляции с фенолом и хлороформом растворов в вытяжном шкафу.
3. ДНКазы Лечение
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Система модель показана на фиг.1 , и включает в себя клетки макрофагов инфицированных L. моноцитогенес бактерии, которые копируют в цитоплазме макрофага. Рисунок 2 представляет собой схему эксперимента. На рисунке 3 представлены типичные результаты такого анализа RT-КПЦР генов вирулентности во время WT L. моноцитогенес рост макрофагов по сравнению с ростом в богатых лабораторной среде BHI. Результаты показывают уровни т...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол , описанный здесь , представляет собой оптимизированный способ выделения бактериальной РНК из L. моноцитогенес бактерии растущих внутриклеточно в клетках макрофагов. Этот протокол основан на лизисе клеток дифференциального и включает в себя два основных шага для обогащения бактериальной РНК: макрофагальной ядер седиментации центрифугированием и быстрое скопление бактерий путем фильтрации. Эти шаги выполняются с помощью стандартной процедуры экстракции РНК. В то время как этот протокол описывает очистку...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Исследования в лаборатории Херсковица поддерживаются грантами 335400 ERC и R01A/109048 NIH.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Listeria monocytogenes 10403S | 20 | ||
| Макрофаги, полученные из костного мозга, полученные из C57B/6 самок мышей | 21 | ||
| H2O, без РНКазы | Thermo Scientific | 10977-015 | Можно использовать воду, обработанную DEPC |
| DMEM | Gibco | 41965039 | |
| глютамин | Gibco | 25030081 | |
| пируват натрия | Gibco | 11360-088 | |
| β-меркаптоэтанол | Gibco | 31350010 | |
| Pen/Strep | Gibco | 15140-122 | |
| Гентамицин | сигма-Олдрич | G1397 | |
| FBS | Gibco | 10270106 | |
| Dulbecco' s Фосфатно-солевой буфер-PBS | Sigma-Aldrich | D8537 | |
| Мозговая инфузия сердца (BHI) | Merckmillipore | 1104930500 | |
| Фенол насыщенный pH 4,3 | Fisher | BP1751I-400 | |
| Хлороформ | Fisher | BP1145-1 | |
| Изоамиловый спирт | Sigma-Aldrich | W205702 | |
| Ацетат натрия | Sigma-Aldrich | ||
| EDTA | Sigma-Aldrich | EDS | |
| DNaseI | Fermentas | EN0521 | |
| SDS 10% | Sigma-Aldrich | L4522 | |
| Абсолютный этанол | Merck Millipore | 1070174000 | |
| 37 ° C, 5% CO2 инкубатор с принудительной подачей воздуха | Thermo Scientific | Model 3111 | |
| Скребки для ячеек | Nunc | 179693 | |
| Kontes держатель стекла для фильтров 45 мм | Fisher | K953755-0045 | |
| MF-Millipore фильтры 45 мм, 0.45 &микро; m | Merck Millipore | HAWP04700 | |
| система SpeedVac | Thermo Scientific | SPD131DDA | |
| Vortex-Genie 2 | Scientific Industries | Model G560E | |
| NanoDrop | Thermo Scientific | ||
| 145 мм чашки для клеточных культур | Greiner | 639 160 | |
| пробирки 1,7 мл, без РНКазы | Axygen | MCT-175-C | |
| 30 ° C инкубатор | Thermo Scientific | ||
| 65 ° C нагревательный блок | Thermo Scientific | ||
| 4 ° C столовая центрифуга | Eppendorf | 5417R | |
| Стерильные пипетки, пробирки | Greiner | ||
| мл, жидкий | |||
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.