Testing Protozoacidal di Ligand-litica Peptidi Contro Gut Termite protozoi In vitro (Cultura protozoi) e In vivo (Microiniezione in Termite hindgut)
Summary
Vi presentiamo le procedure per dimostrare che ligandi si legano alla membrana superficiale della cellulosa digestione protozoi nell'intestino delle termiti di Formosa sotterraneo usando la microscopia a fluorescenza e che ligandi accoppiato con peptidi litici uccidere questi protozoi<em> In vitro</em> (Anaerobica cultura protozoi) e<em> In vivo</em> (Iniezione nel hindgut termite).
Abstract
Stiamo sviluppando un nuovo approccio per il controllo delle termiti sotterranee che avrebbe portato alla ridotta dipendenza l'uso di pesticidi chimici. Termiti sotterranee dipendono da protozoi del hindguts dei lavoratori di digerire in modo efficiente legno. Peptidi litici hanno dimostrato di uccidere una varietà di protozoi parassiti (Mutwiri et al. 2000) e anche protozoi nell'intestino della termite Formosa sotterraneo, Coptotermes formosanus (Husseneder e Collier 2009). Peptidi litici sono parte del sistema immunitario aspecifico degli eucarioti, e distruggere le membrane di microrganismi (Leuschner e Hansel 2004). La maggior parte dei peptidi litici non sono suscettibili di nuocere eucarioti superiori, perché non influiscono sul elettricamente neutro colesterolo contenenti le membrane delle cellule di eucarioti superiori (Javadpour et al. 1996). Azione del peptide litica può essere mirata a specifici tipi cellulari con l'aggiunta di un legante. Per esempio, Hansel et al. (2007) ha riferito che peptidi litici coniugati con ligandi dei recettori di membrana di cellule di cancro potrebbero essere utilizzati per distruggere le cellule tumorali del seno, mentre peptidi litici da solo o coniugato con non specifici peptidi non sono stati efficaci. Peptidi litici inoltre sono stati coniugati con ormoni umani che si legano ai recettori sulle cellule tumorali per la distruzione mirata delle cellule del cancro alla prostata e ai testicoli (Leuschner e Hansel 2004).
In questo articolo presentiamo le tecniche utilizzate per dimostrare l'attività protozoacidal di un peptide litico (Ecate), accoppiato ad un ligando eptapeptide che si lega alla membrana superficiale di protozoi dall'intestino di termiti sotterranee Formosa. Queste tecniche includono estirpazione dell'intestino dai lavoratori delle termiti, la cultura anaerobica di budello protozoi (Pseudotrichonympha grassii, Holomastigotoides hartmanni,
Spirotrichonympha leidyi), la conferma microscopici che il legante marcato con un colorante fluorescente si lega l'intestino termite protozoi e altri protozoi a vita libera ma non di batteri o tessuto intestinale. Abbiamo anche dimostrato che il legante stesso accoppiato ad un peptide litici uccide in modo efficiente intestino termite protozoi in vitro (cultura protozoi) e in vivo (microiniezione in hindgut dei lavoratori), ma è meno bacteriacidal che il peptide litica da sola. La perdita di protozoi porta alla morte delle termiti in meno di due settimane.
In futuro, saremo geneticamente ingegnere microrganismi che possono sopravvivere nel hindgut termiti e diffondere attraverso una colonia di termiti come "cavalli di Troia" per esprimere ligando-litica peptidi che avrebbero ucciso i protozoi nell'intestino delle termiti e successivamente uccidere le termiti nella colonia . Ligando-litica peptidi potrebbe anche essere utile per lo sviluppo di farmaci contro protozoi parassiti.
Protocol
Discussion
Ligando-litica peptidi sono stati utilizzati con successo per raggiungere in modo efficace e distruggere le cellule tumorali (Hansel e Leuschner 2004, Hansel et al. 2007). Sulla base di questo concetto, abbiamo sviluppato un ligando eptapeptide che si lega alla superficie di protozoi nell'intestino delle termiti di Formosa sotterranee e accoppiato a un peptide litica con l'obiettivo di distruggere queste obbligare cellulosa digerire simbionti nell'intestino delle termiti per raggiungere termite cont…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ringraziamo il Dr. Allison Richard, ex direttore della struttura peptide LSU per la sintesi ligando fluorescente, il Centro per la Ricerca Interdisciplinaray Biotecnologie, UF per il ligando-litica sintesi del peptide, e l'impianto Microscopio Socolovsky per dare accesso al microscopio a fluorescenza. Il finanziamento è stato fornito dal Programma di Sviluppo SERDP esplorativi (SEED) del Dipartimento della Difesa, Dipartimento di Energia e Agenzia di Protezione Ambientale, il Programma AgCenter squadra Biotecnologie interdisciplinare e lo stato della Louisiana.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Sigmacote | Sigma Aldrich | SL-2 | ||
| EDANS | Novabiochem | |||
| Anaerobic glove box | Coy Laboratories, Inc. | Custom made | ||
| Intellus environmental controller | Percival | I36NL | ||
| PC-10 Glass micropipette puller | Narishige Scientific Instrument Lab | PC-10 | ||
| Glass needles (Model GD-1, 1 X 900 mm) | Narishige Scientific Instrument Lab | GD-1 | ||
| Leitz micromanipulators | Vermont Optechs, Inc. | ACS01 | ||
| Microinjector | Tritech Research, Inc. | MINJ-1 | ||
| Microcaps | Drummond Scientific Company | 1-000-0005 | ||
| LEICA fluorescence imaging system | Leica | DMRxA2 | ||
| LEICA dissecting scope | Leica | MZ16 | ||
| LEICA microscope | Leica | DMLB | ||
| Olympus dissecting scope | Olympus | SZ61 |
References
- Hansel, W., Leuschner, C., Enright, F. Conjugates of lytic peptides and LHRH or βCG target and cause necrosis of prostate cancers and metastases. Mol. Cell. Endocrinol. 269, 26-33 (2007).
- Husseneder, C., Collier, R. E., Bourtzis, K., Miller, T. A. Paratransgenesis for termite control. Insect Symbiosis. 3, 361-376 (2009).
- Husseneder, C., Grace, J. K., Oishi, D. E. Use of genetically engineered bacteria (Escherichia coli) to monitor ingestion, loss and transfer of bacteria in termites. Curr. Microbiol. 50, 119-123 (2005).
- Husseneder, C., Grace, J. K. Genetically engineered termite gut bacteria deliver and spread foreign genes in termite colonies. Appl. Microbiol. Biotechnol. 68, 360-367 (2005).
- Javadpour, M. M., Juban, M. M., Lo, W. C., Bishop, S. M., Alberty, J. B., Cowell, S. M., Becker, C. L., Mc Laughlin, M. L. De novo antimicrobial peptides with low mammalian cell toxicity. J. Med. Chem. 39, 3107-3113 (1996).
- Lai, P. Y., Tamashiro, M., Fuji, J. K. Abundance and distribution of the three species of symbiotic protozoa in the hindgut of Coptotermes formosanus (Isoptera). Proc. Haw. Entomol. Soc. 24, 271-276 (1983).
- Leuschner, C., Hansel, W. Membrane disrupting lytic peptides for cancer treatments. Curr. Pharm. Des. 10, 2299-2310 (2004).
- Mutwiri, G. K., Henk, W. G., Enright, F. M., Corbeil, L. B. Effect of the Antimicrobial Peptide, d-Hecate, on Trichomonads. J. Parasitol. 86, 1355-1359 (2000).
- Trager, W. The cultivation of a cellulose-digesting flagellate, Trichomonas termopsidis, and of certain other termite protozoa. Biol. Bull. 66, 182-190 (1934).
