我们描述了定性检测,监测细菌介导的竞争<em>铜绿假单胞菌</em>类型的VI分泌系统(T6SS)的。分析依赖的生存/杀死大肠杆菌靶细胞背着<em> lacZ的</em>记者。这种技术是可调的,以评估杀菌/抑菌活性精通T6SS的微生物。
Ⅵ型分泌的系统(T6SSs)是分子纳米机器允许革兰阴性菌,运输和注入的蛋白质,用于广泛的各种靶细胞1,2。该T6SS是组成13核心部件,并显示与尾管的噬菌体3的结构上的相似之处。噬菌体使用的球管和删余的移动设备以穿透的目标细菌细胞信封并注入DNA。它提出,T6SS创建一个特定的路径中的细菌细胞信封驱动效应器和毒素的表面是一个倒置的噬菌体的移动设备。这一过程可以采取进一步的T6SS装置可以穿孔与其他细胞的细菌接触,从而注入到这些目标的效应。尾管和穿刺装置部分的T6SS作出与赛和VgrG蛋白中,分别为4,5。
通过s已被证明的多功能性的T6SS各种细菌病原体tudies使用。的的霍乱弧菌 T6SS可以重塑真核宿主细胞骨架的注入“进化”VgrG的一个C-末端的肌动蛋白交联域6,7。另一个明显的例子是最近使用绿脓杆菌能够瞄准并杀死细菌在一个T6SS依赖性,从 而推动建立细菌微生物在特定的细分市场,有竞争力的环境8,9,10记录。
在后者的情况下,三个T6SS分泌蛋白,即TSE1,TSE2及TSE3,已被确定为在目标细菌( 图1)喷射的毒素。的供体细胞是从这些效应的有害影响的保护,通过抗毒素机制,介导由Tsi1 Tsi2和Tsi3免疫蛋白8,9,10。这种抗菌活性可以被监控当T6SS,精通细菌的共培养在S固体表面,在与其他细菌物种或与T6SS惰性细菌属同一物种的8,11,12,13的竞争。
现有的数据强调了数值方法的细菌竞争法,包括费时CFU计数,它在很大程度上依赖于抗生素制造商。在的情况下的抗生素的耐药菌株,如P.铜绿假单胞菌 ,这些方法可以是不合适的。此外,约200种不同的超过100个细菌基因组的14 T6SS位点的识别,方便的筛选工具,是非常可取的。我们开发了一种检测是容易使用的,并要求标准实验室材料和试剂。该方法提供了一种快速和定性的技术来监测T6SS依赖性杀菌/抑菌活性通过使用记者菌株作为食饵(在这种情况下, 大肠杆菌 DH5α)允许一个互补的 lacZ基因。总体而言,此方法的grap嗝的T6SS相关的表型琼脂平板上,并允许快速识别。这个试验性的协议可适于考虑到特定的条件,例如生长培养基,温度或时间的接触的其他菌株或细菌物种。
在这篇文章中介绍的方法,可以用肉眼观察的T6SS介导的杀菌/抑菌活性。的琼脂板的表面上进行测定。先前已表明,T6SS依赖杀灭试验进行混合细菌液体培养的效率不高,可能是因为缺乏稳定的两种细菌之间的联系8。相信该T6SS是一种机制类似于使用噬菌体注入DNA导入靶细胞的17中的一项操作。在液体培养中,管样结构的T6SS可能更容易地打破,细菌间的接触可以被丢失,和毒素不能有效地传递。
孵育时间,最初5个小时的接触,我们描述的供体菌和猎物之间有足够的观察杀死细菌之间P.绿脓杆菌和大肠杆菌大肠杆菌 ,如在图3中示出</strong>。然而,这是可取的调整通过执行中的动力学为了优化的实验条件下的培养时间。
由于这种方法是基于色彩技术,输出的结果可能会受到影响的供体菌的色素沉着。例如,在的情况下的 P 铜绿假单胞菌 ,某些菌株产生高水平的着色颜料,如绿脓素和pyoverdine,这可能会干扰化验读数,使得从猎物的区别相对困难。其他的显色的β-半乳糖苷酶的底物,如-半乳糖苷酶的品红或红色-半乳糖苷酶,可用于代替的X-gal的( 表1)。
竞争法可以利用的其他报告基因的读出。例如,也进行了类似的试验,使用绿色荧光蛋白标记的猎物12。
我们的分析,而不能定量,提供了一个很好的指示的T6SS活动,因为它是基于生存或杀害记者的猎物。该技术存在的优点是容易和方便地评价从任何细菌物种的杀菌/抑菌活性T6SSs。到目前为止,的T6SS活性已经显示出对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性细菌的T6SS敏感没有明确的例子已报道12。这是交不亲和的文化,以测试不同的细菌种类也很明显, 如生长温度,氧,特定的媒体是要考虑的。
我们的分析也可用于评估的T6SS组件是绝对必要的,因为即使痕迹的分泌毒素足以杀死的猎物。即使是活动能力弱的T6SS就可以清楚地检测到我们的试验相比,标准的程序测试T6SS依赖分泌培养上清液和免疫印迹分析。然而,仍然需要一个适当的集落形成单位(CFU)计数准确定量本T6SS活动。
The authors have nothing to disclose.
这项工作是由威康信托基金会资助WT091939MA。阿兰·Filloux是由英国皇家学会的支持。
Name of Reagent/Material | Company | Catalogue Number | Comments |
P. aeruginosa PAKΔretS (D+) (active T6SS) |
Lab strain | Described in Reference 16 | |
P. aeruginosa PAKΔretSΔH1-T6SS (D–)(inactive T6SS) | This study | The H1-T6SS cluster (encompassing the genes PA0070 to PA0095) has been deleted by allelic exchange following the procedure described in Reference 18. The mutator fragment was generated with the following set of primers: The Up fragment primers: 5′-ATGGTCAACGACATGGAGCTGGAG-3′, and 5’CGAGGCCGATCAGGCCTTCAGAACTGA-3′. The Down fragment primers : 5′-TCAGGCCTTCAGAACTGAAGCGGCGCA-3′, 5'-GGTGGCGTTCAACAGTTCCATGTC-3' |
|
E.coli DH5α | Invitrogen | 18258-012 | F- φ80lacZΔM15 Δ(lacZYA-argF) U169 recA1 endA1 hsdR17 (rk-, mk+) phoA supE44 λ- thi-1 gyrA96 relA1 |
pBluescript II SK(+) | Agilent | 212205 | This vector expresses the α peptide of β-galactosidase used for α-complementation. |
X-gal | Invitrogen | 15520-018 | Use at 40 μg/ml |
Luria Bertani agar | Merck-chemicals | 1.10283.0500 | |
TSB (casein soya bean broth) | Oxoid | CM109 | |
Vortex shaker Genius 3 | IKA | 3340000 | |
Scanner | Epson | V700 | |
Spectrophotometer | WPA Biowave | CO8000 Cell Density Meter | |
Magenta-gal | Bioworld | 30350001-1 (715241) | |
Red-gal | Research organics | 1364c | |
Table 1. Strain, plasmid, material and reagent used. |