Bu protokol, Klamidya trachomatisgelişimsel mutantları tanımlamak ve izole etmek için yönlendirilmiş ileri genetik yaklaşımda floresan organizatör-muhabirler, canlı hücre mikroskobu ve bireysel dahil çıkarma kullanır.
Yöntem makalesi
Bu protokol, Klamidya trachomatisgelişimsel mutantları tanımlamak ve izole etmek için yönlendirilmiş ileri genetik yaklaşımda floresan organizatör-muhabirler, canlı hücre mikroskobu ve bireysel dahil çıkarma kullanır.
Hücre içi bakteriyel patojen Klamidya trachomatis iki morfolojik ayrık gelişim formundan oluşan bir gelişim döngüsünden geçer. Replikatif olmayan temel cisim (EB) konaklayıcının enfeksiyonunu başlatır. Bir kez içinde, EB reticulate vücut (RB) içine ayırt eder. RB daha sonra bulaşıcı EB formuna geri ayırt etmeden önce, çoğaltma birden fazla tur uğrar. Hücre türleri arasında geçiş başarısızlığı ya ana konak işgali veya çoğaltma önler gibi bu döngü klamydial sağkalım için gereklidir.
Klamidya'nın zorunlu hücre içi doğasınedeniyle genetik tekniklerde sınırlamalar hücre tipi gelişiminde rol oynayan moleküler mekanizmaların tanımlanmasını engellemiştir. Canlı hücre mikroskobu ile birlikte hücre tipi anahtarlamanın gerçek zamanlı olarak görüntülenmesine olanak tanıyan yeni bir çift promotör-muhabir plazmid sistemi tasarladık. Hücre tipi gelişimin düzenlenmesinde yer alan genleri belirlemek için, canlı hücre promotör-muhabir sistemi, çift muhabir in kimyasal mutagenezi birleştirerek ileri genetik bir yaklaşım geliştirilmesi için kaldıraçlı, görüntüleme ve altered gelişimsel kinetik ile Klamidya izleme, mutantların klonal izolasyon izledi. Bu ileri genetik iş akışı genetik yollar geniş bir yelpazede içine yönlendirilmiş sorgulama için değiştirilebilir esnek bir araçtır.
Klamidya trachomatis (Ctr) onun hayatta kalma ve proliferasyon için gerekli olan bir bifhasik gelişim döngüsü ile ilerler zorunlu bir hücre içipatojen1. Bu döngü iki gelişimsel formdan oluşur: temel gövde (EB) ve retikülat gövdesi (RB). EB çoğaltma yetersiz ama etkili veya indüklenen endocytosis2ile hücre invazyonu aracılık . Bir kez ana bilgisayarda, EB çoğaltıcı RB olgunlaşır. RB, sonraki enfeksiyon turlarını başlatmak için EB'ye geri dönmeden önce birden fazla çoğaltma turu yapar.
Genetik araçların sınırlı dizi biyokimyasal çalışmalar veya vekil sistemlerin kullanımı için klamydial araştırma çoğu kısıtlamıştır. Sonuç olarak, gen regülasyonu ve gelişim döngüsünün kontrolü açıklaması zor olmuştur3,4. Klamydial alanında daha önemli sorunlardan biri klamydial gelişim döngüsünün yüksek çözünürlüklü zamansal izleme ve onun düzenlenmesinde yer proteinlerin belirlenmesidir. Klamydial gelişim döngüsü sırasında gen ekspresyonu geleneksel RNAseq, qPCR ve sabit hücre mikroskobu5dahil yıkıcı "bitiş noktası" yöntemleri ile yapılmıştır 5,6. Bu yöntemler paha biçilmez bilgiler sağlasa da, kullanılan teknikler zahmetli dir ve düşük zamansal çözünürlüğesahiptir 5,6.
Son on yıl içinde, Ctr genetik manipülasyon plazmid dönüşüm ve mutagenesis,7,8,9için yöntemlerin giriş ile ilerlemiştir. Bu çalışma için, plazmid tabanlı bir sistem bir enfeksiyon boyunca gerçek zamanlı olarak bireysel inklütal gelişimi izlemek için geliştirilmiştir. Bir chlamydial transformant hem bir RB ve EB hücre tipi özel organizatör-muhabir ifade oluşturuldu. RB özel muhabiri floresan protein Yonca erken RB gen euo upstream organizatörü eriterek inşa edilmiştir. EUO geç EB ilişkili genlerin bir alt kümesi bastırır transkripsiyondüzenleyici10. HCTBorganizatörü , EB nükleoid yoğuşması dahil bir histon benzeri protein kodlar, doğrudan mKate2 (RFP) upstream EB özel muhabir oluşturmak için klonlandı11. hctBprom-mKate2/euoprom-Clover için omurga p2TK2SW27oldu. HctB ve euo organizatörleri Ctr-L2 genomik DNA'sından güçlendirilmiştir. Her organizatör dizisi belirtilen klamydial gen artı ilgili ORF ilk 30 nükleotit (10 amino asit) için öngörülen transkripsiyon başlangıç alanının yukarı ~ 100 baz çiftleri oluşuyordu. Floresan FP varyantları ticari olarak Ctr kodonu optimize gen blokları olarak elde edildi ve her bir klamydial gen ve promotör ilk 30 nükleotit ile çerçeve içinde klonlanmış. IncD terminatör doğrudan mKate2 aşağı klonlanmış oldu. İkinci organizatör-muhabir incD terminatör aşağı yerleştirildi. P2TK2SW2'deki ampisilin direnç geni(bla)pBam4'ten aadA geni (Spectinomycin direnci) ile değiştirildi. Bu son yapı p2TK2 sonuçlandı-hctBprom-mKate2/euoprom-Clover (Şekil 1A) Ctr-L27dönüştürülmüştür . Bu RB/EB muhabiri, canlı hücre mikroskopisi kullanılarak tek dahil ler içinde gelişim döngüsünün gözlemlemesine olanak sağlar (Şekil 1B,C).
Organizatör-muhabir yapımımızı kimyasal mutagenez ile birlikte kullanan bir protokol, Ctr serovar L2'nin mutajenleşmiş popülasyonlarından gelişimsel anormallikler sergileyen bireysel klonları izlemek ve izole etmek için bir protokol geliştirildi. Bu protokol, tek tek klamydial inklüetlerin doğrudan izlenmesine, zaman içinde gen ekspresyonunun izlenmesine, değişmiş bir gelişimsel gen ekspresyonu deseni ifade eden klamyal klonların tanımlanmasına ve Klamidya'nın tek tek içermelerden klonal izolasyonuna olanak sağlar.
Bu protokol özellikle klamydial gelişime dahil olan genlerin tanımlanması için oluşturulmuş olsa da, herhangi bir sayıda kimydial genetik yolu sorgulamak için kolayca uyarlanabilir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu protokolde kullanılan tüm Python komut dosyaları Github https://github.com/SGrasshopper/Live-cell-data-processing
1. Mutagenize Muhabiri Klamidya
NOT: Ctr-L2-hctBprom-mKate2/euoprom-Clover EB'ler, eksenik ortam CIP-1'de etil metansülfonat (EMS) kullanılarak doğrudan mutajenleştirildi, çünkü bu ortam EB enfektivitesinin bakımını ve bakımını destekler12.
2. Mutant Ctr görüntüleme
3. Değişmiş gelişimsel fenotiplerle mutajenleştirilmiş Klamidya'yı tanımlamak ve izole etmek
4. Mutant izole fenotiplerin doğrulanması
5. İzole doğrulama için veri analizi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Organizatörümüzün-muhabir chlamydial zorlanmamızın direkt EMS mutagenezi, enfektelikte ~u azalma ile sonuçlandı. Açıklanan canlı hücre görüntüleme protokolü kullanılarak, ~600 dahil etme 24 saatlik bir süre boyunca görüntülendi ve izlendi. Her iki muhabirin floresan ifade kinetiği özel Python not defteri komut dosyaları kullanılarak görselleştirildi. İzolasyon için aday mutajenize Chlamydia belirlemek için iki görselleştirme yaklaşımı uygulanmıştır. İlk metodoloji (adım 3.3.8) euo ve hctB organ...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Klamydial gelişim döngüsünü kontrol eden mekanizmaların incelenmesi, mevcut genetik araçların sınırlamaları nedeniyle engellenmiştir. Canlı hücreli otomatik mikroskopi ile birlikte organizatör-muhabirkla Klamidya'yı istihdam eden bir sistem, 24 saatlik bir süre içinde bireysel içermelerde hücre tipi gelişimin izlenmesini sağlayan bir sistem inşa edilmiştir. Bu sistem, kimyasal mutagenez ve doğrudan dahil izolasyon ile birlikte hızlı ve klonsal klamidya değiştirilmiş gelişimsel profilleri ifade seçmek iç...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Washington State Üniversitesi'nden Dr. Anders Omsland'a CIP-1 baltalı medyayı sağladığı için teşekkür ederiz. Bu çalışma NIH hibe R01AI130072, R21AI135691 ve R21AI113617 tarafından desteklenmiştir. Idaho Üniversitesi ve Merkezi Modelleme Karmaşık Etkileşimler için kendi NIH hibe P20GM104420 aracılığıyla başlangıç fonları tarafından ek destek sağlanmıştır.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 24 oyuklu polistiren plakalar | Corning | 3524 | İzolatların yeniden enfeksiyonu için hücre kültürü büyümesi |
| 6 oyuklu cam alt plakalar | Cellvis | P06-1.5H-N | Görüntüleme için hücre kültürü büyümesi |
| 96 oyuklu cam alt plakalar | Nunc | 165305 | Görüntüleme için hücre kültürü büyümesi |
| Kalın çizgi CO2 Ünitesi | OKO Labs | CO2 ÜNITESI BL | Sahne inkübatörü CO2 kontrolü |
| Kalın çizgi T Ünitesi | OKO Labs | H301-T-UNIT-BL-PLUS | Sahne inkübatörü sıcaklık kontrolü |
| Borosilikat cam kılcal borular | Sutter Enstrüman | B1005010 | Kılcal borular |
| BrightLine bant geçiren emisyon filtresi (514/30nm) | Semrock | FF01-514/30-25 | Fluoescent filtre küpü |
| BrightLine bant geçiren emisyon filtresi (641/75nm) | Semrock | FF02-641/ 75-25 | Fluoescent filtre küpü |
| CellTram Vario | Eppendorf | 5196000030 | Mikroenjektör |
| Chlamydia trachmatis serovar L2 | ATCC | VR-577 | Chlamydia trachomatis |
| CIP-1 ortamı | Kurum içi | NA | Axenic media. %1 FBS, 25 & mu ile desteklenmiş IPB; M amino asitler, 0.5 mM G6P, 1.0 mM ATP, 0.5 mM DTT ve 50 μ M GTP, UTP ve CTP. (Omsland, A. 2012) kendi bünyesinde yapılmıştır. |
| Cos-7 hücreleri (ATCC) | ATCC | CRL-1651 | Afrika yeşil maymun böbrek hücresi (konakçı hücreler) |
| Sikloheksimid | MP Biyomedikaller | 194527 | Konak hücre büyüme inhibitörü |
| Etil metansülfonat, %99 | Acros Organics | AC205260100 | Mutagen |
| Fetal Plex | İkizler Biyo-Ürünler | 100-602 | Baz büyüme ortamı için takviye |
| Fiji/ImageJ | https://imagej.net/Fiji | NA | Açık kaynak Görüntü analiz yazılımı. https://imagej.net/Fiji |
| Galaxy 170 S CO2 inkübatörü | Eppendorf | CO1700100X | Hücre kültürü inkübasyon |
| gblokları (Floresan FP varyantları: Yonca ve mKate2) | Entegre DNA Teknolojileri | klonlama için Ctr optimize edilmiş FP varyanlarının NA gblock ORF'leri | |
| 15710-064 | Büyüme ortamı için antibiyotik | ||
| HBSS (Hank'in Dengeli Tuz Çözeltisi) | Corning | 21-020-CM | Konak hücreler durulanır |
| Heparin sodyum | Amersham Life Science | 16920 | konak hücre ve EB'ler arasındaki erken elektrostatik etkileşimleri inhibe eder ve tersine çevirir |
| HEPES 1M | GE Life Sciences | SH30237.01 | Büyüme ortamı için pH tamponu |
| InjectMan | Eppendorf | 5179 000.018 | Mikromanipülatör |
| Jupyter Notebook | https://jupyter.org/ | NA | İnklüzyon izlerinin görselleştirilmesi. https://jupyter.org/ |
| Lambda 10-3 | Sutter Aleti | LB10-3 | Filtre tekerleği kontrol cihazı |
| Oko Touch | OKO Labs | Bold line T ve CO2 Ünitesini kontrol etmek için | Oko Touch |
| Arayüzü Önceki XY aşaması | Önceki | H107 | Motorlu XY mikroskop aşaması |
| PrismR Santrifüj | Labnet | C2500-R | Sıcaklık kontrollü mikrosantrifüj |
| Problot Hibridizasyon fırını | Labnet | H1200A | Chlamydia Proscan II ile enfeksiyon için Sallanan İnkübatör |
| Önceki | H30V4 | XYZ mikroskop kademe kontrol cihazı | |
| Arıtıcı Sınıf 2 Biyogüvenlik Kabini | Labconco | 362804 | Hücre kültürü çalışması |
| RPMI-1640 (fenol kırmızısı yok) | Gibco | 11835-030 | Görüntüleme için baz büyüme ortamı |
| RPMI-1640 (fenol kırmızısı) | GE Yaşam Bilimleri | SH30027.01 | Temel büyüme ortamı |
| kapsamıLED uyarma LED'leri (470nm, 595nm) | kapsamLED | F140 | Uyarma ışığı |
| Sonik Ayırıcı Model 500 | Fisher Scientific | 15-338-550 | Sonikatör, klamidyal pelet yeniden askıya alma |
| Aşama inkübatörü | OKO Labs | H301-K-FRAME | Küme kuyusu plakası inkübasyon odası |
| sükroz-fosfat-glutamat tamponu 1X (SPG) | Kurum içi | NA | Klamidyal depolama tamponu. (10 mM sodyum fosfat [8 mM K 2HPO 4, 2 mM KH 2PO 4], 220 mM sükroz, 0.50 mM L-glutamik asit; pH 7.4) |
| T-75 Şişeler | Termo Bilimsel | 156499 | Hücre kültürü büyümesi |
| TE 300 ters mikroskop | Nikon | 16724 | mikroskop |
| THOR LED | Thor Labs | LEDD1B | Beyaz ışık |
| Tripsin | Corning | 25-052-CI | Plakalara tohumlamak için konakçı hücreleri şişeden çıkarır |
| Zyla sCMOS | Andor | ZYLA-5.5-USB3 | görüntüleme kamerası |
| &mikro; Manager 2.0gamma | https://github.com/micro-manager/micro-manager | NA | Açık kaynak otomatik mikroskop kontrol yazılım paketi |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste
İzin iste