A tela de genética para isolar Toxoplasma gondii Host de células mutantes egresso

Summary

Encaminhar a genética é um método poderoso para desvendar a nível molecular de como<em> Toxoplasma</em> Egressos de sua célula hospedeira. Protocolos são fornecidos para mutagenizar quimicamente parasitas, enriquecer para os mutantes com defeitos na saída induzido, e validar o fenótipo de mutantes clonados.

Abstract

A generalizada, intracelular obrigatório, o protozoário parasita Toxoplasma gondii causa a doença oportunista em pacientes imunocomprometidos e causa defeitos congênitos em infecção congênita. O ciclo de replicação lítica é caracterizada por três fases: 1. invasão activa de uma célula hospedeira nucleada; 2. replicação no interior da célula hospedeira; 3. egresso activo a partir da célula hospedeira. O mecanismo de saída é cada vez mais apreciada como um processo único e altamente regulado, o que ainda é pouco compreendida no nível molecular. As vias de sinalização de saída subjacentes foram caracterizados através da utilização de agentes farmacológicos que actuam em diferentes aspectos das vias ^1-5. Como tal, vários accionadores independentes de saída têm sido identificados, que convergem sobre a libertação de Ca ^{2 +} intracelular, um sinal que é também crítico para a invasão da célula hospedeira ^6-8. Esse insight informou uma abordagem de gene candidato, que levou à identificaçãoficação da planta como a proteína quinase dependente de cálcio (CDPK) envolvidos na saída ^9. Além disso, vários avanços recentes na saída compreensão foram feitas usando (químico) abordagens genéticas ^10-12. Para combinar a riqueza de informação farmacológica com o aumento da acessibilidade genética de Toxoplasma que recentemente estabeleceu uma tela que permite o enriquecimento de mutantes do parasita com um defeito na saída da célula hospedeira ^13. Embora mutagénese química, utilizando N-etil-N-nitrosoureia (ENU) ou etilo metanossulfonato (EMS) tem sido utilizada há décadas no estudo da biologia Toxoplasma ^11,14,15, só recentemente tem mapeamento genético de mutações subjacentes aos fenótipos se rotina ^{16 -18.} Além disso, através da geração de mutantes sensíveis à temperatura, os processos essenciais podem ser dissecado e os genes subjacentes directamente identificado. Estes mutantes comportam-se como de tipo selvagem sob a temperatura permissiva (35 ° C), mas não conseguem proliferate à temperatura restritiva (40 ° C), como um resultado da mutação em questão. Aqui temos ilustrar um método de rastreio novo fenotípica para isolar mutantes com um fenótipo sensível à temperatura de saída ^13. O desafio para as telas de ingresso é separar egressos dos não-egressos parasitas, o que é complicado pela rápida re-invasão e aderência geral dos parasitas nas células hospedeiras. Uma tela de saída foi anteriormente estabelecido com base numa série de passos complicados biotinilação para separar intracelular de parasitas extracelulares ^11. Este método também não gerar mutantes condicionais, resultando em fenótipos fracos. O método descrito aqui supera a forte ligação de egressing parasitas através da inclusão de um concorrente glicano, sulfato de dextrano (DS), que impede a aderência de parasitas da célula hospedeira ^19. Além disso, os parasitas extracelulares são especificamente morto por pirrolidina ditiocarbamato (PDTC), o que deixa parasitas intracelularesileso ^20. Portanto, com uma nova tela fenotípica especificamente para isolar mutantes parasitas com defeitos na saída induzido, o poder da genética agora pode ser totalmente implantado para desvendar os mecanismos moleculares subjacentes à saída da célula hospedeira.

Protocol

Visão global Protocolos são fornecidos para definir primeiro a dosagem do agente mutagénico levando a uma morte 70% dos parasitas (protocolo 1). O procedimento seguinte é fornecido para enriquecer os mutantes egresso induzidas a partir de uma piscina parasita mutagenizada (protocolo 2, Figura 2). Isto é seguido por um protocolo para testar a incidência de mutantes de egresso na piscina enriquecido, ou para validar o fenótipo de saída em mutantes individuais (protocolo 3). Finalmente, um…

Discussion

O protocolo descrito proporciona um método eficiente para isolar mutantes Toxoplasma com um defeito de saída. Conseguimos isolado mutantes ao longo vários passos da via de saída, alguns dos quais têm um fenótipo invasão dupla ^13. Os potenciais efeitos na invasão pode ser determinada utilizando o chamado ensaio de vermelho-verde, o que diferencia invadido a partir de não-invadidas parasitas por coloração diferencial anticorpo ^23,24. Para os ensaios de ambos os invasão e sa…

Materials

Name of the reagent	Company	Catalogue number	Comments
ENU	Sigma-Aldrich	N3385	1 M Stock in DMSO, store at -20°C
EMS	Sigma-Aldrich	M0880	1 M Stock in DMSO, store at -20°C
Dextran Sulfate	Sigma-Aldrich	D4911
PDTC	Sigma-Aldrich	P8765	100 mM Stock in PBS
Diff Quick	EMD Chemicals	65044-93
Filter holder	Cole-Parmer	540100
3 μm polycarbonate filter	Whatman Schleicher & Schuell	110612
Hemocytometer	Hausser Scientific	1475
CO2 incubators	Various manufacturers		Humidified, 5% CO2, at 35, 37 and 40°C
Fluorescence microscope	Various manufacturers		Ideally inverted, wide-field with 63x or 100x oil objective

HBSSc (according to Black et al.¹¹):

• 98.0 ml Hanks Balanced Salt Solution (Hyclone catalog number SH30588)
• 100 μl 1M MgCl₂ (100 mM end)
• 100 μl 1M CaCl₂ (100 mM end)
• 2.0 ml 1M Hepes pH 7.3 (20 mM end)
• 84 mg NaHCO₃ (10 mM end)