Ca^{2 +} reglerar alla kända cellprocesser, inklusive cytoskeletal omorganisation, inflammatoriskt svar och cell death vägar besläktade med värd-patogen interaktioner^1,2,3. Under fysiologiska betingelser, basal cytosoliska Ca^{2 +} koncentrationerna är låga, i hundratals nM räckvidd, men kan bli föremål för övergående ökningar vid agonist stimulering. Dessa variationer visar ofta oscillerande beteende genom åtgärder av pumpar och kanaler på plasma och endoplasmatiska retiklet membran. Mönstret av dessa svängningar kännetecknas av tid, varaktighet och amplituden av Ca^{2 +} ökar och dekrypteras av celler, som i sin tur utlöser specifika reaktioner i vad som kallas den Ca^{2 +} kod^4,5 . En ihållande ökning av cytosoliska Ca^{2 +} koncentrationen under sjukdomstillstånd kan leda till celldöd som är associerad med permeabiliseringen av mitokondriell membran och frisläppandet av pro-apoptotiska eller nekrotiska faktorer^{6, 7}.

Shigella, vilka smittämnen av bacillär dysenteri, invaderar epitelcellerna genom att injicera effektorer i värdceller använder en typ III sekretion system (T3SS)^8,9. En Shigella invasion av värdceller associeras med lokala och globala Ca^{2 +} signaler som framkallas av T3SS. När det gäller pore-bilda toxiner, den T3SS translocon som infogas i värd cellmembran och krävs för injektion av T3SS effektorer är troligen ansvarig för aktivering av PLC och inositol (1, 4, 5) trisphosphate (InsP3)-beroende Ca^{2 +} släpp. Kombinationen av den lokaliserade PLC-stimuleringen och ackumulation av polymeriserat aktin på platser Shigella invasion resultat i ett onormalt långvariga InsP3-beroende Ca^{2 +} släpp¹⁰. Den typ III effektor IpgD, en fosfatidyl 4,5 bisphosphate (PIP2) -4-fosfatas, begränsar det lokala PIP2, därmed styra mängden tillgängligt substrat för PLC att generera InsP3, vilket bidrar till förlossningen av lokala Ca^{2 +} Svaren på bakteriell invasion platser^11,12. Dessa lokala Ca^{2 +} svar sannolikt bidra till aktin polymerisation Shigella invasion platser¹⁰. Globala Ca^{2 +} svar som är också framkallas av Shigella, dock är överflödiga för bakteriell invasion processen men utlösa öppnandet av connexin hemichannels på plasmamembranet och lanseringen av ATP i den extracellulära fack. Släppta ATP agerar på ett sätt som parakrin, stimulerar i sin tur Ca^{2 +} oscillerande svaren i cellerna bredvid den infektera cellen. IpgD ansvarar också för att forma globala Ca^{2 +} svar till oberäkneligt isolerade svaren med långsam dynamik. Så småningom, efter en långvarig bakteriell infektion leder IpgD till hämning av InsP3-medierad Ca^{2 +} signaler. Genom dess inblandning med Ca^{2 +} signalering, IpgD försenar en Ca^{2 +}-beroende calpain aktivering leder till demonteringen av fokal vidhäftning strukturer och den för tidig avlossning av infekterade celler¹³.

Medan Ca^{2 +} signaler är inblandade i kritiska aspekter av patogenes, väcker användning av en mikroorganism en rad tekniska utmaningar som inte uppstår i klassiskt agonist studier. De protokoll som beskrivs använder här vanliga lysrör Ca^{2 +} kemiska indikatorn Fluo-4 som vi konstruerade för att karakterisera lokala Ca^{2 +} signaler under en Shigella infektion. Steg som är kritiska för att upptäcka dessa signaler diskuteras, liksom förfaranden som genomförts för deras kvantitativ analys som krävs för att karaktärisera rollen av bakteriell effektorer i Ca^{2 +} signalering.