Toksoplazma gondii insan nüfusunun yaklaşık üçte birini enfekte eden son derece başarılı bir hücre içi parazittir. Yüksek iletim hızı ağırlıklı olarak az pişmiş et tüketimi, memeli rezervuarlarına maruz kalma ve doğum sırasında konjenital iletim de dahil olmak üzere çeşitli iletim yolları kaynaklanmaktadır. T. gondii esas olarak immünazasyonlu bireylerde şiddetli morbidite ve mortaliteye yol açabilir fırsatçı enfeksiyonlara neden olur1,2,3,4,5,6. Şu anda akut toksoplazmoz tedavisinde kullanılan antibiyotikler konjenital ve gizli enfeksiyonların tedavisinde özellikle verimsiz ve bazı kişilerde şiddetli reaksiyonlara neden3,7,8. Böylece, acil bir ihtiyaç yeni terapötik belirlemek için var. Toxoplasma ve ev sahibi içindeki hücre altı süreçlerdeki farklılıkların anlaşılması potansiyel uyuşturucu hedeflerinin belirlenmesine yardımcı olacaktır. Bu nedenle, toxoplasmaiçinde bireysel genlerin rollerini incelemek için etkili ve uygun genom manipülasyon teknikleri gereklidir. Ayrıca, Toxoplasma phylum Apicomplexa aittir, Plasmodium spp. ve Cryptosporidium spp gibi diğer birçok önemli insan patojenleri içerir. Bu nedenle, Toxoplasma diğer apicomplexan parazitler temel biyoloji çalışmaya yardımcı olmak için bir model organizma olarak kullanılabilir.
Mikrobiyal patojenlere karşı yeni antibiyotikleri belirlemek için, mikrobiyal büyümenin bastırılmasında etkinliğini belirlemek için başlangıçta kimyasal bileşikler kütüphanesinin yüksek verim taraması yapılır. Şimdiye kadar, T hücre içi büyümesini ölçmek için çeşitli mikroplaka tabanlı büyüme tahlilleri geliştirilmiştir. gondii (yani, radyoaktif 3H-urasil kuruluş tabanlınicel9, t. gondii-spesifik antikorlar 10 kullanarak kantitatif ELISA tabanlı parazit tespiti10,11, β-galaktosidaz veya YFP ifade toksoplazma suşları12,13, ve son zamanlarda geliştirilen yüksek içerikli görüntüleme assay14).
Bu bireysel stratejilerin hepsinin benzersiz avantajları vardır; ancak, bazı sınırlamalar da uygulamalarını kısıtlar. Örneğin, Toxoplasma sadece çekirdekli hayvan hücrelerinde çoğalabildiği için, otofloresans veanti-T. gondii antikorlarının hücreleri barındırmak için spesifik olmayan bağlanması floresan bazlı ölçümlerde parazite neden olur. Ayrıca, radyoaktif izotopların kullanımı özel güvenlik uyumluluğu ve potansiyel güvenlik sorunları gerektirir. Bu tahlillerden bazıları, büyümeyi sürekli izlemek yerine büyümeyi tek bir zaman diliminde değerlendirmek için daha uygundur.
Burada sunulan hücre içi Toksoplazma büyüme nin nicelleştirilmesi için luciferase tabanlı bir protokoldür. Bir önceki çalışmada, NanoLuc luciferase geni Toxoplasma tubulin organizatörü altında klonlanmış ve bu luciferase ekspresyonu yapısı yabani tip (RHΔku80Δhxg suşu) parazitler içine bir RHΔku80Δhxgoluşturmak için transfeced oldu ::NLuc suşu (RHΔku80olarak anılacaktır ::NLuc afterafter)15. Bu suş bu çalışmada hücre içi büyüme tayini ve gen deletion için ebeveyn zorlanma olarak görev yaptı. RHΔku80kullanılarak ::NLuc suşu, insan sünnet derisi fibroblastlarında parazit büyümesi (HFF) parazit katlama süresini hesaplamak için 96 saatlik bir enfeksiyon sonrası dönemde izlendi.
Buna ek olarak, Parazit büyümesine karşı LHVS inhibisyonu etkinliği, IC50 değerini belirlemek için seri LHVS konsantrasyonlarına karşı Toxoplasma büyüme oranları çizilerek belirlenebilir. Önceki literatürtgCPL parazitlerde LHVS önemli bir hedef olduğunu ve LHVS ile tedavi akut ve kronik Toksoplazma enfeksiyonları16,17,,18,19gelişimini azalttığını bildirmiştir. Ayrıca, RHΔku80::NLuc bir TgCPL-eksik suşu oluşturmak için genom modifikasyonu için ebeveyn zorlanma olarak kullanılmıştır (RHΔku80Δcpl::NLuc), ve LHVS inhibisyonu bu mutant karşı ölçüldü. TgCPL-eksikparazitlerde LHVS için IC50 değerlerinin WT suşuna göre yükseltilerek, TgCPL'nin lhvs tarafından in vivo olarak hedeflendirildi.
Bu protokolde, RHΔku80::NLuc etkili bir homolog olmayan son birleştirme yolu (NHEJ) yoksun ebeveyn suşu olarak kullanılır, böylece çift crossover homoloji bağımlı rekombinasyon kolaylaştırmak (HDR)20,21. Ayrıca, 50 bp homolog bölgeler PCR tarafından bir ilaç direnci kaset her iki ucunda çevrilidir. PCR ürünü CRISPR-Cas9 tabanlı genom düzenleme araçları kullanarak HDR üzerinden tüm gen locus kaldırmak için bir onarım şablonu olarak hizmet vermektedir. Bu tür kısa homolog bölgeler kolayca astariçine dahil edilebilir, onarım şablonu üretimi için uygun bir strateji sağlayan. Bu protokol, evrensel gen silme ve endojen gen etiketleme gerçekleştirmek için değiştirilebilir.
Örneğin, en son yayınımızda, üç proteaz gen, TgCPL, TgCPB (Toxoplasma cathepsin B benzeri proteaz) ve TgSUB1 (Toxoplasma subtilisin benzeri proteaz 1), genetik olarak TgCRT (Toxoplasma kloroquine-direnç taşıyıcı) -bu yöntemi kullanarak eksik parazitler15. Ayrıca, TgAMN (bir putatif aminopeptidaz N [TgAMN, TGGT1_221310]) endojenetiketli 15. Lourido laboratuarı da benzer bir yöntem kullanarak Toxoplasma genomunda site yönelimli gen mutasyonu ve endojen gen etiketleme giriş için 40-43 bp aralığında kısa homolog bölgeler kullanılarak rapor22. Bu başarılı genom modifikasyonları, Toxoplasma gondii'dekigenom manipülasyonunu büyük ölçüde kolaylaştıran TgKU80-eksiksuşunda 40-50 bp homolog bölgenin verimli DNA rekombinasyonları için yeterli olduğunu göstermektedir.