Burada açıklanan bakteri gen ekspresyonu hayvan dokularında hücresel düzeyde analiz etmek için bir yöntemdir. Bu yöntem ve doku ortamındaki bakteriyel bir nüfus enfeksiyon sırasında içinde meydana gelen fenotipik çeşitlilik eğitimi için bir kaynak sağlar.
Bakteriyel virülans genler kez transkripsiyon düzeyinde farklı çevresel sinyallere yanıt multipl faktörler tarafından düzenlenmektedir. Bazı faktörler doğrudan virülans genler üzerinde hareket; diğerleri Patogenez aşağı akım düzenleyiciler ifade veya regülatör etkinlik etkileyen sinyalleri birikimi ayarlayarak kontrol. Yönetmelik kapsamlı vitro büyüme sırasında okudu iken, nispeten az nasıl gen ekspresyonu enfeksiyon sırasında ayarlanır bilinir. Belirli gen ürünü terapötik müdahale için bir aday olduğunda böyle önemli bir bilgidir. Transkripsiyon yaklaşımlar gibi nicel, gerçek zamanlı RT-PCR ve RNA-Seq gen ekspresyonu küresel düzeyde incelemek ama bakteriyel RNA ana bilgisayar RNA ve örnek ile karşılaştırıldığında düşük bolluk dahil olmak üzere birçok teknik sorunlar muzdarip için güçlü yolu vardır RNases tarafından bozulması. Floresan gazetecilere kullanarak düzenleme değerlendirmek nispeten kolaydır ve benzersiz spektral özellikleri ile floresan proteinler ile multiplexed. Yöntemi gen ekspresyonu bakteriyel düzenleyici ağları etkileyen karmaşık üç boyutlu mimari ve physiochemical degradeler sergi dokularda tek hücreli, kronolojik zamanmekansal analizine olanak sağlar. Veri toplu Nüfus ortalaması bu tür bilgileri kaybolur. Burada, bakteriyel patojenler içinde in situgen ifadesinde miktarının bir yöntem açıklanmaktadır. Bu yöntem basit doku işleme ve floresan muhabir proteinler üzerinden doğrudan gözlem dayanır. Biz bu sistem yardımcı programı olan gen ürünü bağışıklık kaçırma ve ex vivo ve içinde vivo tam virülans için gereklidir Staphylococcus aureus thermonuclease (nuc), ifade inceleyerek göstermek. Biz o nük-gfp şiddetle renal apse ifade edilir ve türdeş olmayan gen ekspresyonu nedeniyle kısmen tamamen meşgul bağışıklık yanıtıyla apse nuc organizatörü faaliyete belirgin mekansal düzenleme için ortaya çıkarmak göstermek. Yöntem manipulatable bir genetik sistemi ile herhangi bir bakteri ve preklinik çalışmalar ve ilaç geliştirme için değerli bilgi veren herhangi bir enfeksiyon modeli uygulanır.
Bakteri differentially adaptasyon ve hayatta kalmak için gerekli genler ifade ederek değişiklik çevreleri beslenme durumu ve fizyolojik şartlarda değişen cevap. Örneğin, fırsatçı patojenler yüzeyler, nispeten düşük yoğunlukları ve çoğu kez zararsız vücut kolonize. Bir kez bakteri fiziksel ve kimyasal bariyerler nüfuz, ancak, bu ana bilgisayar bağışıklık hücre karşı savunma ve sınırlı besin kullanılabilirlik1ile uğraşmak zorundadır. Örnek olarak, Staphylococcus aureus nüfusun yaklaşık üçte biri asymptomatically colonizes ama aynı zamanda yıkıcı deri ve yumuşak doku enfeksiyonları, osteomiyelit, endokardit ve bakteriyemi2nedeni. S. aureus bir patojen olarak başarısı kez metabolik olarak esneklik yanı sıra kan dolaşımına kaçmak ve periferik dokularda çoğaltmak bakteri etkinleştirmek yüzey ilişkili ve salgılanan virülans faktörleri bir cephanelik atfedilir 3,4,5. Stafilokokal hastalığı nedeniyle ana ölüm bir evrimsel çıkmaz ve yeni ev sahibi6sınırları iletim olduğundan, virülans faktörü üretime bağlılık dikkatle denetlenmelidir.
Karmaşık bir düzenleyici ağı kodlamayan RNA’ların yanıt için a değişiklik-in çevre uyaranlara ve proteinler de dahil olmak üzere hücre yoğunluğu, büyüme aşaması, nötrofil ilişkili faktörler ve besin durumu virülans genler, ifade edilir emin olmak için kesin zaman ve yer içinde ana bilgisayar doku7,8,9,10,11,12,13. Örneğin, SaeR/S iki bileşen sistemi (TCS) sensör kinaz (SaeS) ve yanıt regülatörü (SaeR)14üzerinden birkaç virülans faktörleri ifade düzenlemektedir. SaeS autophosphorylated ana bilgisayar sinyalleri (örneğin, insan nötrofil peptidler [HNPs], calprotectin)8,15,16yanıt olarak korunmuş histidin kalıntısı üzerinde olduğunu. Phosphoryl grubu sonra SaeR, harekete geçirmek o DNA’ya bağlanıcı protein üzerinde bir aspartat kalıntı aktarılır (SaeR ~ P)17. SaeR/S TCS fibronektin proteinler (FnBPs), leukocidins ve koagülaz14,18,19,20gibi patogenezinde katkıda 20’den fazla gen düzenlemektedir. Hedefleri SaeR düzeyi olarak indüklenen olasılığı yüksek benzeşme ve düşük-benzeşme gen hedefleri içine gizli ~ P onun ipuçlarını21‘ e maruz kaldığında yükselir. SaeR/S etkinlik gen ekspresyonu Agr çekirdek algılama sistemi gibi diğer düzenleyiciler, önleyici toksinler protein (Rot) ve alternatif sigma faktörü B (SigB)22,23,24tarafından kontrol edilir.
nuc Staphylococcus aureus bir Sae-bağımlı virülans gen ve thermonuclease (Nuc), neutrophilic extracellular trap (ağlar) kaçan ve dağıtımı sırasında için gerekli olan kodlar Tabii ki enfeksiyon25,26. Nuc ifade tarafından CodY dallı zincirli amino asitler ve GTP27varlığında da şiddetle dolaylı olarak bastırılmış ve doğrudan Stafilokokal aksesuar regülatör protein SarA28,29 tarafından bastırılmış , olan faaliyet oksijen (redoks devlet) ve pH30tarafından etkiledi. SAE ve nuc mutantlar enfeksiyon fare modellerinde zayıflatılmış verilen bu, onların ilgili etkinlikleri26,31inhibe kimyasal müdahaleler gelişmekte olan ilgi olduğunu. Buna rağmen onların düzenleme sırasında enfeksiyon ile ilgili hiçbir bilgi yoktur.
Floresan gazetecilere Gen ifadesinin tek hücre düzeyinde ölçmek ve izlemek için kullanılmaktadır. Burada, biz Smiktarının bir yöntem mevcut. aureus gen ekspresyonu enfeksiyon sırasında ne zaman çifte ile tüp bebek transcriptome Analizi ve manyetik rezonans görüntüleme (MRG) ve manyetik rezonans spektroskopi (MRS), gibi güçlü görüntüleme teknikleri ortaya nasıl bakteriyel Fizyoloji vivo ve belirli niş içinde besin göreli zenginliği düzenlenmiştir. Yöntem bakteriyel herhangi bir patojen uysal bir genetik sistemi ile uygulanabilir.
Genom bütünleştirici vektör genel bakış.
Genom bütünleştirici vektör pRB4 500 baz çifti her S. aureus USA300 SAUSA300_0087 pseudogene Homolog rekombinasyon kolaylaştırmak için akış yukarı ve aşağı akım bölgelerinden içerir. pRB4 eritromisin direnç kaset (ermC) ve opsonins beta galaktozidaz gen bgaB mavi/beyaz tarama rekombinasyonlar32içeren sıcaklığa duyarlı pMAD vektör omurga türetilir. Mühendislik muhabir yapı da seçimden sonra genom entegrasyon ve plazmid eleme yanı sıra ilgi superfolder yeşil düzenleyici bölgesi sigorta için EcoRI ve SmaI siteleri için kloramfenikol direnç işaretçisi (kedi) içeren Floresan protein (sGFP) (Şekil 1). Seçtiğiniz ribozom bağlama Makinası (KÇY) bir muhabir aktivitesini etkiler ve ampirik optimizasyonu33kez gerektirir bilinir. Böylece, bir KÇY sağlanan. Burada, yerel ribozom bağlama sitesi gen ekspresyonu daha doğal bir desen için sağlamak için kullanılır, ancak diğer sitelerde kullanılabilir.
Bakteriyel enfeksiyon hastalıkları antibiyotik direnci belirleyicileri46edinimi nedeniyle Dünya çapında bir artan sağlık sorunu vardır. Ana bilgisayar ortamları uyum gelişim ve hayatta kalma sırasında enfeksiyon için gerekli olduğundan, patojen fitness artırmak gen ifade programları hedefleme stratejileri tedavi amaçlı işe yarayabilir. Böyle bir programı bağışıklık kaçırma47yılında önemli bir rol oynamak için daha önce gösterilen SaeR/S iki…
The authors have nothing to disclose.
Alexander Horswill PsarAP1– tdTomato füzyon ve Karen Creswell hediye Akış Sitometresi Analizi ile ilgili yardım için teşekkür ediyoruz. Biz Ayrıca Alyssa King istatistiksel analiz tavsiyeler için teşekkür ederiz. Bu eser kısmen bir NIH Exploratory/gelişim Araştırma Ödülü (grant AI123708) ve SRB fakülte başlangıç fonlar tarafından finanse edildi. Fon çalışma tasarım, veri toplama ve yorumu veya iş yayını için göndermek için karar herhangi bir rolü yoktu.
5% sheep blood | Hardy Diagnostics (Santa Maria, CA) | A10 | |
5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galactopyranoside (X-Gal) | ThermoScientific | R0402 | |
Ampicillin | Fisher Scientific | BP1760-25 | |
C57Bl/6 Mice | Charles River | NA | |
Chloramphenicol | Sigma-Aldrich | C-0378 | |
confocal laser scanning microscope | Zeiss | NA | |
cryostat microtome | Thermo Scientific | NA | |
Culture, Cap | VWR International | 2005-02512 | |
D+2:25NA Oligo | Integrated DNA Technologies (Coralville, Iowa) | NA | |
DNA Ligase | New England Biolabs | M0202S | |
Erythromycin | Sigma-Aldrich | E5389 | |
Flow Analyzer | Becton Dickinson | NA | |
glass beads | Sigma | Z273627 | |
Miniprep, plasmid | Promega | A1220 | |
orbital shaking water bath | New Brunswick Innova | NA | |
PCR purification | QIagen | 28106 | |
Phosphate Buffer Saline (PBS) | Cellgrow | 46-013-CM | |
Plate reader | Tecan | NA | |
Precellys 24 homogenizer | Bertin Laboratories | NA | |
pUC57-Kan | GenScript (Piscataway, NJ) | NA | |
Q5 Taq DNA Polymerase | New England Biolabs (Ipswich, MA) | M0491S | |
Restriction Enzymes | New England Biolabs (Ipswich, MA) | R0150S (PvuI), R3136S (BamHI), R0144S (BglII), R3131S (NheI), R0101S (EcoRI), R0141S (SmaI). | |
Reverse transcriptase | New England BioLabs | E6300L | |
Sanger Sequencing | Genewiz (Germantown, MD) | NA | |
Sub Xero clear tissue freezing medium | Mercedes Medical | MER5000 | |
Superfrost Plus microscope slides | Fisher Scientific | 12-550-15 | |
superloop | GE Lifesciences | 18111382 | |
Syringe, Filter | VWR International | 28145-481 | |
Syto 40 | Thermo Fisher Scientific | S11351 | Membrane permeant nucleic acid stain |
Tetracycline | Sigma-Aldrich | T7660 | |
Tryptic Soy Broth | VWR | 90000-376 | |
UV-visible spectrophotometer | Beckman Coulter-DU350 | NA | |
Vectashield Antifade Mounting medium with DAPI | Vector Laboratories | H-1500 |