Riportiamo lo sviluppo di un sistema di selezione negativa<em> E. histolytica</em> Basato sulla espressione transgenica di una proteina chimerica (FCU1) e selezione con il profarmaco 5-fluorocytosine. La proteina FCU1 è una fusione di deaminasi lievito citosina e uracile fosforibosil. Espressione di FCU1 comportato un aumento della<em> E. histolytica</emSensibilità> verso 5-fluorocytosine.
Entamoeba histolytica è l'agente eziologico di amebiasi e infetta fino al 10% della popolazione mondiale. Le tecniche molecolari che hanno permesso l'up-e down-regolazione dell'espressione genica contare sulla trasfezione di plasmidi stabilmente mantenuta. Anche se questi hanno aumentato la nostra comprensione dei fattori di virulenza Entamoeba, la capacità di integrare DNA esogeno nel genoma, che consentirebbe invertire esperimenti di genetica, sarebbe un vantaggio significativo nello studio di questo parassita. Le sfide presentate da questo organismo comprendono incapacità di selezionare, per eventi di ricombinazione omologa e la difficoltà di curare episomiale DNA plasmidico da trofozoiti transfettate. I risultati più avanti in un contesto alto di DNA esogeno, un grave problema per l'identificazione di trofozoiti in cui un evento bona fide integrazione genomica si è verificato. Riportiamo lo sviluppo di un sistema di selezione basato sulla negativo espressione transgenica di una citosina deaminasi lievito e uracile fosforibosil transferasi chimera (FCU1) e selezione con profarmaco 5-fluorocytosine (5-FC). L'enzima converte FCU1 non tossico 5-FC in tossico 5-fluorouracile e 5-fluorouridina-5'-monofosfato. E. Linee che esprimono histolytica FCU1 sono risultati essere 30 volte più sensibile alla profarmaco rispetto al ceppo di controllo.
Anche se ci sono stati progressi sostanziali in Entamoeba strumenti molecolari biologici non esistono metodi attualmente disponibili per eliminare o interrompere geni 4. Knockdown di espressione genica specifici è stato raggiunto con l'uso di RNA a gomito 5, piccoli RNA interferenti 6 e batteri espresso dsRNA 7. Tuttavia questi metodi efficaci, mentre per i geni bersaglio rispettivi, hanno diverse limitazioni compreso l'uso di prodotti chimici costosi, selezione continua contro gli antibiotici e la necessità per la convalida costante a causa della elevata incidenza di ritorno che si verificano nel tempo (Alicia Linford, comunicazione personale) 8.
Ogni plasmide può replicare in Entamoeba come non c'è a quanto pare un requisito sequenza rigorosa delle origini di replicazione del DNA 9 e così una volta transfettate, di solito è difficile da curare un plasmide. Questo limita la possibilità di usare i plasmidi intatto negli esperimenti di knockout e ricombinazione genica. Marcatori di selezione negativa sono i componenti chiave del gene targeting metodi possono essere utilizzati per eliminare le sottopopolazioni ricombinante. Abbiamo espresso con successo un codone ottimizzato FCU1 gene in Entamoeba histolytica e testato le sue potenzialità come marcatore negativo selezionabile. Questo gene di fusione è stato utilizzato per la terapia genica suicidio delle cellule tumorali umane e metabolizza il profarmaco 5-FC in tossici prodotti a valle con conseguente inibizione della sintesi del DNA e RNA 10. FCU1 è stato recentemente utilizzato come marcatore negativo selezionabile in Plasmodium, un protozoo parassita. Plasmodium cellule che esprimono berghei FCU1 sono risultati essere quasi 1000 volte più sensibili al pro-farmaco in vitro e in vivo, il trattamento con 5-FC ha ucciso oltre il 99,9% del infettare i parassiti ricombinante nella fase eritrocitaria modello murino della malaria 11. E. cellule che esprimono histolytica FCU1 hanno mostrato solo un 30-volte maggiore sensibilità al profarmaco 5-FC in contrasto con la sensibilità osservata in P. berghei. I motivi possibili di questo potrebbe essere grande piscina di nucleotidi disponibili nel terreno di coltura in competizione con i metaboliti tossici.
In entrambi i P. berghei e P. falciparum il marcatore FCU1 è stato utilizzato in rottura genica mirata. studi 11,12. Il nostro obiettivo è di manipolare il genoma Entamoeba utilizzando la ricombinazione omologa. La validazione del sistema FCU1/5-FC selezione negativa è un passo significativo verso questo obiettivo.
The authors have nothing to disclose.
Vorremmo ringraziare il Dott. Philippe Erbs per averci fornito la sequenza delle FCU1 genica. Questo lavoro è stato sostenuto da NIH concedere AI 26649.
Material Name | Type | 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 |