Her presenterer vi Rundormer Caenorhabditis elegans som allsidig vert modell å studere mikrobiell interaksjon.
Vi viser en metode som bruker Caenorhabditis elegans som modell vert for å studere mikrobiell interaksjon. Mikrober er innført via kosten gjør tarmen den primære plasseringen for sykdom. Rundormer tarmen strukturelt og funksjonelt etterligner pattedyr tarmen og gjennomsiktig gjør det mottakelig for mikroskopiske studie av kolonisering. Her viser vi at patogener kan forårsake sykdom og død. Vi kan identifisere mikrobiell mutanter som viser endret virulens. Dets bevarte medfødte respons til biotiske stress gjør C. elegans et utmerket system å undersøke fasetter av verten medfødte immunsystemet interaksjoner. Vi viser at verter mutasjoner i genet dobbelt oksidase ikke kan produsere frie radikaler og ikke kan motstå mikrobiell fornærmelse. Vi viser ytterligere allsidighet av presentert overlevelse analysen ved å vise at det kan brukes til å studere virkningene av hemmere av mikrobiell vekst. Denne analysen kan også brukes til å oppdage fungal virulens faktorer som mål for utviklingen av romanen soppdrepende midler, i tillegg til å gi mulighet til videre avdekke vert-mikrobe interaksjoner. Utformingen av denne analysen egner seg godt til høy gjennomstrømning hele-genome skjermer, mens muligheten til å cryo-bevare ormer for fremtidig bruk gjør det en kostnadseffektiv og attraktive helt dyr modell å studere.
C. elegans har blitt brukt som en effektiv modell organisme for mer enn 50 år. I 1960 var sørafrikanske biolog Sydney Brenner C. elegans å studere neuronal utvikling, banet vei for en gammel herkomst forskere å studere ulike aspekter av cellen og dyr biologi i nematoder. Denne linjen inneholder nobelprisvinnerne Craig Mello og Andrew Fire for deres RNAi arbeid1, Robert Horvitz og John Sulston for sitt arbeid på orgel utvikling og apoptose2,3,4og Martin Chalfie for sitt arbeid med grønne fluorescerende protein5. Selv om denne modellen organismen er tradisjonelt brukt til å studere molekylære og utviklingspsykologi biologi, de siste 15 årene, har forskere begynt å bruke C. elegans å undersøke ulike human patogener inkludert Pseudomonas biologi aeruginosa, Staphylococcus aureus, Salmonella entericaog Serratia marcescens6,7,8,9,10. Disse studiene viste at mange av mekanismene som er involvert i interaksjonen som menneske-patogen er bevart i nematoder, men også at det er noen immunitet mekanismer som er unike for denne modellen organisme11,12. I naturen, C. elegans møter en rekke trusler fra inntatt patogener i jorda og dette har gitt en sterk seleksjonspress å utvikle og opprettholde en sofistikert medfødte immunsystemet i sin intestinal lumen. Mange av gener og mekanismer involvert i beskyttelse av intestinal lumen er orkestrert av svært bevart elementene som også finnes i høyere pattedyr11,13. C. elegans representerer derfor en flott modell å studere gastrointestinal patogener som Salmonella enterica14, Shigella boydii15eller Vibrio kolera16.
Her markere vi bemerkelsesverdig allsidigheten C. elegans som modell vert å studere smittsomme stoffer som C. albicans. C. elegans som modell vert gir høy gjennomstrømning screening for virulens som er mindre kostbart og tidkrevende enn en musemodell, som er vanlig å studere candidiasis42.
I denne studien viser vi at modellen og tilhørende overlevelse analysen kan trygt brukes for å studere vert medfødte immunsystemet effektor viktig å motvirke infeksjoner, patogen determinanter som driver virulente, og farmakologiske forbindelser som kan gripe inn i patogenesen. Ulik beskrevet tidligere analyser, denne metoden gir et middel for å studere eksponering til en patogen over levetiden til dyret, fra larvestadiet til voksen alder, heller enn bare voksen til døden43,44. I sammendraget, våre C. elegans – er C. albicans modellen en allsidig og kraftig verktøy som kan brukes ikke bare til å studere de genetisk basene som driver infeksjoner og immunitet, men også å identifisere nye forbindelser for terapeutisk intervensjon.
Metodene for assaying C. elegans infeksjon og overlevelse levetid eksponering for C. albicans som vi har beskrevet kan endres for å teste en patogen. Flytende kulturer i en annen bakterier eller sopp kan gjøres og matet til C. elegans på en lignende måte. I tillegg føljetong infeksjoner kan være assayed av første utsette Larvene til en patogen som beskrevet, og deretter overføre dyrene på en ny plate som inneholder en egen patogen etter nådde voksen alder.
…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeidet ble utført på og støttes av Worcester Polytechnic Institute.
Agar (granulated, bacterilogical grade) | Apex BioResearch Products | 20-248 | |
Aluminum Wire (95% Pt, 32 Gauge) | Genesee Scientific | 59-1M32P | |
Axiovision Zeiss Inverted Microscope | Axiovision Zeiss | ||
Bacto-Peptone | Fisher BioReagants | BP1420-500 | |
C. elegans strain Bli-3 | Caenorhabditis Genetics Center | Bli-3(e767) CB767 | |
Calcium Chloride | Fisher Scientific | BP51-250 | |
Cholesterol, Sigma Grade, minimum 99% | Sigma | C8667-25G | |
Disposable Culture Tubes (20 x 150 mm) | FIsherBrand | 14-961-33 | |
Dissection Microscope (NI-150 High Intensity Illuminator) | Nikon Instrument Inc. | ||
E. coli | Caenorhabditis Genetics Center | OP50 | |
GraphPad Prism (Survival Curve Analysis Software) | GraphPad Software | ||
LB Broth (Miller's) | Apex BioResearch Products | 11-120 | |
Magnesium Sulfate | Fisher Scientific | 10034-99-8 | |
Medium Petri Dishes (35 X 10 mm) | Falcon | 353001 | |
Potassium Phosphate monobasic | Sigma | P0662-500G | |
Sodium Chloride | Fisher Scientific | BP358-1 | |
Sodium Phosphate | Fisher Scientific | BP332-500 | |
Wildtype C. albicans SC5314 | ATCC | SC5314 | |
Wildtype C. elegans | Caenorhabditis Genetics Center | N2 |