우리는에 의해 중재 세균 경쟁 업체를 모니터 할 수있는 질적 분석을 설명<em> 녹농균</em> 유형 VI의 분비 시스템 (T6SS). 검정은을 가진 대장균 대상 세포의 생존 / 살인에 의존<em> lacZ</em> – 기자. 이 기술은 T6SS – 숙련 된 미생물의 bactericidal / bacteriostasis 활동을 평가하는 조절합니다.
유형 VI의 분비 시스템 (T6SSs)는 그람 음성 박테리아 타겟 세포의 1,2 다양한으로 단백질을 운반하고 주입 할 수 있도록 분자 nanomachines 있습니다. T6SS은 13 핵심 구성 요소로 구성하고 bacteriophages 3의 꼬리 – 관과 구조 유사성을 표시합니다. 파지는 튜브 및 대상 세균의 세포 봉투에 침투 DNA를 삽입 할 수있는 펑 쳐링 장치를 사용합니다. 그것은 T6SS는 표면에 effectors과 독소를 운전 세균 세포 봉투에서 특정 경로를 만드는 역 박테리오파지 장치입니다 제안합니다. 과정은 더 촬영 할 수 있으며 T6SS 장치는 따라서 이러한 목표에 effectors를 주입, 박테리아가 접촉하는 다른 세포를 구멍 수 있습니다. 꼬리 관과 T6SS의 펑 쳐링 장치 부품은 각각 4,5, HCP와 VgrG 단백질로 만들어집니다.
T6SS의 기능성이 제품을 통해 입증되었습니다다양한 세균 병원균을 사용하여 tudies. 비브리오 cholerae의 T6SS는 C-터미널 고를 가교 도메인 6,7를 갖고 "발전"VgrG을 주입하여 진핵 숙주 세포의 세포 골격을 개조 할 수 있습니다. 또 다른 인상적인 예를 들어 최근 따라서 특정 미생물 틈새 시장 및 경쟁 환경 8,9,10에서 박테리아의 설립을 촉진, T6SS에 의존 방식으로 박테리아를 타겟으로하고 죽일 수 있습니다 녹농균을 사용하여 문서화되었습니다.
후자의 경우, 즉 세 T6SS – 분비 단백질, Tse1, Tse2 및 Tse3이 대상 세균 (그림 1)에 주입 독소로 확인되었습니다. 기증자 세포는 Tsi1, Tsi2 및 Tsi3 면역 단백질 8,9,10에 의해 중재 해독제 메커니즘을 통해 이러한 effectors의 해로운 영향으로부터 보호됩니다. T6SS – 실력 박테리아가 S에 공동으로 재배하는 경우이 항균 활성을 모니터링 할 수 있습니다다른 박테리아 종으로 또는 같은 종 8,11,12,13의 T6SS – 비활성 박테리아와 경쟁에서 olid 표면.
사용할 수있는 데이터는 항생제 제조사에 크게 의존 시간이 소요 CFU 계산을 포함하여 세균 경쟁 분석에 숫자 접근 방식을 강조했다. P. 같은 항생제 내성 변종의 경우 aeruginosa,이 방법이 부적절 할 수 있습니다. 또한, 100 개 이상의 박테리아 genomes 14 200 다른 T6SS loci의 식별과 편리한 검사 도구는 매우 바람직하다. 우리는 사용하기 쉬우 및 표준 실험실 자료와 시약을 필요로하는 검정을 개발했습니다. 방법은 lacZ 유전자의-complementation을 허용하는 먹이 (이 경우에는 대장균이 DH5α)로 기자 스트레인을 사용하여 T6SS에 의존 bactericidal / bacteriostasis 활동을 모니터링 할 수있는 신속하고 질적 기술을 제공합니다. 전반적으로,이 방법은 grap입니다혼성 집적 회로 및 한천 플레이트에 T6SS 관련 phenotypes의 빠른 식별 할 수 있습니다. 이 실험 프로토콜은 계정으로 이러한 성장 미디어, 온도 나 접촉 시간 등 특정 조건을 복용 다른 변종이나 세균 종에 적용 할 수 있습니다.
이 문서에서 제시하는 방법은 T6SS로 인한 bactericidal / bacteriostasis 활동의 시각적 관찰 할 수 있습니다. 검정은 한천 플레이트의 표면에 수행됩니다. 그것은 이전에 혼합 박테리아 액체 문화와 수행 T6SS에 의존 살해 분석 때문에 두 박테리아 팔 사이에 꾸준한 접촉의 부족의 가능성이 효율적 아니라는 것을 보여왔다. T6SS는 대상 셀 17에 DNA를 주입하는 bacteriophages에서 사용하는 것과 유사한 메커니즘으로 작동하도록 생각됩니다. 액체 문화에서 T6SS의 튜브와 같은 구조가 더 쉽게 손상 될 수 있으므로, 간 세균 연락이 손실 될 수 있으며, 독소는 효율적으로 전달되지 않습니다.
부화 시간의 측면에서, 우리는 기증자 변형과 먹이 사이에 설명하는 접촉 5 초기 시간은 P. 사이에 박테리아 살인을 관찰 할 충분 aeruginosa와 E. 그림 3에 도시 대장균, </strong>. 그럼에도 불구하고,이 실험 조건을 최적화하기 위해 운동을 수행하여 부화 시간을 조정하는 것이 좋습니다.
이 방법은 색상 기반 기술이기 때문에, 출력 결과는 기증 스트레인의 착색에 의해 손상 될 수 있습니다. 예를 들어, P.의 경우 aeruginosa, 일부 변종은 먹이의 구별이 상대적으로 어렵게, 검정 판독을 방해 할 수 등 pyocyanin 및 pyoverdine과 같은 색의 안료 높은 수준을 생산하고 있습니다. 예 마젠타 – 여자 또는 붉은 여자와 같은 다른 chromogenic β-갈 락토의 기판은, X-갤런 (표 1) 대신 사용할 수 있습니다.
경쟁 분석은 표시 장치에 대한 다른 기자 유전자를 이용하실 수 있습니다. 예를 들어, 유사한 분석은 또한 녹색 형광 단백질이라는 수수께끼할까요? 12을 사용하여 수행되었습니다.
우리 분석은 양적되지 않고, 좋은 표시를 제공합니다T6SS 활동은 생존 또는 기자 먹이의 살해를 기반으로하기 때문입니다. 이 기술은 쉽게 모든 세균 종에서 T6SSs의 bactericidal / bacteriostasis 활동을 평가하는 것이 편리라는 장점을 제공합니다. 지금까지 T6SS의 활동은 그람 음성 박테리아와 T6SS에 민감한 그람 양성 세균의 알 수없는 예에 대해 표시되었습니다 아직 12 신고되었습니다. 이 테스트 할 수있는 다른 박테리아 종의 문화에 비 호환성 (예 성장 온도, 산소, 특정 미디어)으로 간주 할 것을 또한 분명합니다.
우리 검정도 분비 독소도 흔적이 먹이를 죽일 수있는 충분한 될 수 있기 때문에 T6SS 구성 요소의 어떤 절대적으로 필수적입니다 평가하는 데 사용할 수 있습니다. 문화 표면에 뜨는과 서양 얼룩를 사용하여 표준 절차 테스트 T6SS에 따라 달라 분비에 비해 T6SS의 약한 활동은 다음 명확하게 분석에 의해 감지 될 수분석. 그러나, 적절한 집락 형성 단위 (CFU) 계산은 여전히이 T6SS 활동의 정확한 정량화가 필요합니다.
The authors have nothing to disclose.
이 작품은 웰컴 트러스트 부여 WT091939MA로 운영되었습니다. 알랭 Filloux는 로얄 협회가 지원됩니다.
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' |
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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. |