Yersinia, Vibrio, Escherichia, Pseudomonas ve Shigella gibi klinik olarak anlamlı birçok Gram-negatif patojen, efektör proteinleri konakçı hücrelere enjekte etmek için tip III salgı sistemini (T3SS) kodlar1. Birçok bakteri türünde, T3SS sıkı düzenleyici kontrol altındadır2. Örneğin, Yersinia T3SS efektör proteinlerinin hedef konak hücrelere translokasyonu, konak savunma mekanizmalarını bozmak ve konak dokuların bakteriyel kolonizasyonunu sağlamak için kritik öneme sahiptir. Bununla birlikte, Yersinia T3SS aktivitesi metabolik olarak külfetlidir ve konakçı immün reseptörleri tarafından tanınmayı tetikleyebilir3. Buna göre, belirli çevresel ipuçlarını algılayan düzenleyiciler, birçok bakteri türünde T3SS genlerinin ekspresyonunu kontrol eder. Yersinia gibi patojenler, enfeksiyon döngüleri sırasında kritik virülans faktörlerinin ekspresyonunu etkileyen çevresel değişiklikler yaşadığından, bakteriyel patojenler tarafından işgal edilen konakçı nişlerinin göze çarpan özelliklerini taklit eden laboratuvar koşullarının geliştirilmesi önemlidir. Spesifik olarak, oksijen gerginliği ve demir mevcudiyeti, uzay-zamansal bir şekilde çeşitli doku bölgeleri arasında farklılık gösterir ve T3SS 4,5,6 gibi virülans genlerinin ekspresyonunu etkiler. Bu nedenle, bu yöntemin amacı, oksijen ve demirin Yersinia T3SS'nin ekspresyonunu nasıl etkilediğini değerlendirmektir. Bu, konakçı-patojen etkileşiminin dinamikleri hakkında fikir verecektir.
Burada açıklanan yöntem, Yersinia pseudotuberculosis'in aerobik ve anaerobik olarak nasıl kültürleneceğini ve ayrıca aerobik veya anaerobik büyüme sırasında Yersinia demir depolarının nasıl tüketileceğini detaylandırır. Bu değişken koşullar altında bakterilerin başarılı bir şekilde kültürlenmesiyle ilgili olarak burada vurgulanan birkaç önemli husus vardır. İlk olarak, anaerobik kültürleme, medya tarifinde belirtilen bir değişiklik olan ek glikoz takviyesi gerektirir. İkincisi, Y. pseudotuberculosis, demiri çevreden sağlam bir şekilde temizleyebilen sideroforlar ve diğer demir alım sistemlerini kullandığından, kültür ortamının ve laboratuvar cam malzemelerinin mümkün olduğunca demir içermemesini sağlamaya özel önem verilmektedir7. Önceki çalışmalar, demir açlığını taklit etmek için zengin ortamlı bakteri kültürlerinden demiri tüketmek için dipiridil gibi demir şelatörleri kullanmıştır 8,9. Bununla birlikte, demir açlığına neden olmak için Yersinia demir depolarının tükenmesi, cam eşyalarda ve ortamlarda kalan demirin uzaklaştırılmasını ve ayrıca demir yokluğunda uzun süreli büyümeyi gerektirir. Bu protokol, tam demir açlığını sağlamak için bakterileri birkaç nesil boyunca kültürlemenin yanı sıra, artık demiri uzaklaştırmak için cam eşyaların asitle nasıl yıkanacağını ve ortamın nasıl şelatlanacağını detaylandırır. Demir açlığı, burada yfeA ve bfd ile gösterildiği gibi, koşullar boyunca iyi karakterize edilmiş demire duyarlı genlerin nispi transkript seviyelerinin ölçülmesiyle sağlanabilir.
Bu protokolün doruk noktası, kültür süpernatantını trikloroasetik asit (TCA) ile muamele ederek ve salgılanan proteinleri SDS-PAGE aracılığıyla görselleştirerek bu koşulların her birinden salgılanan T3SS efektör proteinlerinin nasıl çökeltileceğini gösterir. Son olarak, nispi T3SS aktivitesi, salgılanan proteinlerin gümüş boyama yoluyla görselleştirilmesi ve Yersinia dış proteinleri (Yops) 10 olarak adlandırılan T3SS efektör proteinlerinin nispi seviyelerinin ölçülmesiyle değerlendirilir.
T3SS aktivite testleri genellikle kültür süpernanında T3SS efektör protein seviyelerini tespit etmek için spesifik antikorlar kullanır. Bununla birlikte, T3SS efektör proteinleri için western blotting antikorları genellikle ticari olarak mevcut değildir. Bu nedenle, bu yöntemde T3SS aktivitesinin nihai görselleştirmesinin spesifik antikorlar gerektirmemesini ve bunun yerine salgılanan tüm proteinlerin görselleştirilmesine izin veren gümüş boyamadan yararlanabilmesini sağlamak için özel dikkat gösterilmiştir. Bu yöntem Y. pseudotuberculosis için özel olarak tasarlanmış ve optimize edilmiş olsa da, kesin ortam koşulları ve kuluçka süreleri değişse de diğer bakteri türlerine uyarlanabilir.