Wir berichten Entwicklung einer negativen Auslese-System in<em> E. histolytica</em> Auf transgene Expression eines chimären Proteins (FCU1) und die Auswahl mit der Prodrug 5-Fluorocytosin basiert. Die FCU1 Protein ist eine Mischung aus Hefe Cytosindeaminase und Uracil phosphoribosyltransferase. Expression von FCU1 führte zu einer erhöhten<em> E. histolytica</em> Sensibilität gegenüber 5-Fluorocytosin.
Entamoeba histolytica ist der Erreger der Amöbiasis und infiziert von bis zu 10% der Weltbevölkerung. Die molekulare Techniken, die die Up-und Down-Regulation der Genexpression aktiviert haben verlassen sich auf die Transfektion von Plasmiden stabil aufrechterhalten. Während diese unser Verständnis von Entamoeba Virulenzfaktoren erhöht haben, um die Kapazität exogener DNA in Genom, die es erlauben reversen Genetik Experimente, würde einen erheblichen Vorteil in der Studie von diesem Parasiten wäre zu integrieren. Die Herausforderungen durch diesen Organismus besprochen werden, Unfähigkeit, für die homologe Rekombination Ereignisse und Schwierigkeiten zu episomalen Plasmid-DNA aus transfizierten Trophozoiten Heilung zu wählen. Die späteren Ergebnisse in einem hohen Hintergrund exogener DNA, ein großes Problem bei der Identifizierung von Trophozoiten, in dem eine bona fide genomische Integration Ereignis eingetreten ist. Wir berichten über die Entwicklung einer negativen Auslese-System auf transgene Expression einer Hefe Cytosindeaminase und Uracil Phosphoribosyltransferase Chimäre (FCU1) und die Auswahl mit Prodrug 5-Fluorocytosin (5-FC) basiert. Die FCU1 Enzym wandelt ungiftig 5-FC in toxischen 5-Fluorouracil und 5-Fluoruridin-5'-monophosphat. E. histolytica Linien auszudrücken FCU1 wurde festgestellt, dass 30-fach empfindlicher auf das Pro-Pharmakon im Vergleich zur Kontrollgruppe Belastung werden.
Obwohl es erhebliche Fortschritte in der Entamoeba molekularbiologische Werkzeuge wurden gibt es keine aktuellen Methoden zur Verfügung, zu löschen oder zu stören Gene 4. Knockdown von Gen-Expression wurde durch die Verwendung von Haarnadel RNAs 5, small interfering RNA 6 wurde erreicht und bakteriell exprimierten dsRNA 7. Allerdings sind diese Methoden während mit Wirkung für die jeweiligen Zielgene, haben mehrere Einschränkungen, einschließlich der Verwendung von teuren Chemikalien, kontinuierliche Selektion gegen Antibiotika und die Notwendigkeit einer ständigen Überprüfung durch die hohe Inzidenz der Reversion Laufe der Zeit auftreten (Alicia Linford, persönliche Mitteilung) 8.
Jede Plasmid kann in Entamoeba replizieren, da es offenbar keine strikte Reihenfolge Voraussetzung für Herkunft der DNA-Replikation 9, und so einmal transfiziert, ist es meist schwierig, ein Plasmid zu heilen. Dies schränkt die mögliche Verwendung von intakten Plasmiden in Rekombination und Gen-Knockout-Versuchen. Negative Selektionsmarker sind Schlüsselkomponenten von Gen-Targeting-Methoden, wie sie können verwendet werden, um rekombinante Subpopulationen zu beseitigen. Wir haben erfolgreich ein Codon Ausdruck optimiert FCU1 Gen in Entamoeba histolytica und getestet sein Potenzial als negative Selektionsmarker. Dieser Gen-Fusion hat für Suizid-Gen-Therapie von humanen Tumorzellen eingesetzt und metabolisiert das Prodrug 5-FC in giftige Folgeprodukte was zu einer Hemmung der RNA-und DNA-Synthese 10. FCU1 wurde vor kurzem als eine negative Selektionsmarker in Plasmodium, ein weiteres einzelligen Parasiten verwendet. Plasmodium berghei exprimieren FCU1 gefunden wurden, werden fast 1000-fach empfindlicher auf das Pro-Pharmakon in vitro und in vivo Behandlung mit 5-FC starben mehr als 99,9% der infizieren rekombinanten Parasiten in die Erythrozyten-Stufen-Maus-Modell der Malaria 11. E. histolytica exprimieren FCU1 zeigten nur eine 30-fach erhöhte Empfindlichkeit gegenüber dem Prodrug 5-FC im Gegensatz zu der Empfindlichkeit in P. beobachtet berghei. Mögliche Gründe dafür könnten großen Pool von Nukleotiden in das Nährmedium im Wettbewerb mit den toxischen Metaboliten werden.
In beiden P. berghei und P. falciparum die FCU1 Marker in gezielten Gen-Unterbrechung verwendet wurde. Studien 11,12. Wir wollen die Entamoeba-Genom durch homologe Rekombination zu manipulieren. Die Validierung der FCU1/5-FC negative Selektion ist ein wichtiger Schritt in Richtung dieses Ziels.
The authors have nothing to disclose.
Wir möchten Dr. Philippe Erbs, die uns mit der Reihenfolge der FCU1 Gen danken. Diese Arbeit wurde vom NIH AI 26649 unterstützt.
Material Name | Typ | Company | Catalogue Number | Comments |
TYI-S-33 medium | ATCC | Reference included in the text | ||
5-Fluorocytosine | Sigma | F7129 | ||
Cell tracker green CMFDA | Invitrogen | C2925 | ||
Spectra Max M2 plate-reader | Molecular Devices |