Summary

감염 프로토콜<em> 예쁜 꼬마 선충</em>와<em> 살모넬라 티피 뮤 리움 (Salmonella typhimurium)</em

Published: June 26, 2014
doi:

Summary

C. elegans의 호스트 병원체 상호 작용을 연구 할 수있는 새로운 유전자 모델로 떠오르고있다. 여기에서 우리는 C. 감염 프로토콜을 설명 살모넬라 감염에 대한 방어의 숙주 유전자의 역할을 조사하는 이중 가닥의 RNAi 간섭 기법과 결합 된 살모넬라 티피 뮤 리움과의 elegans.

Abstract

지난 10 년, C. 엘레은 그람 음성 박테리아 살모넬라 티피 뮤 리움 (Salmonella typhimurium)에 대한 숙주 방어를 포함하여, 호스트와 병원체 사이의 상호 작용을 연구하는 무척추 생물로 떠오르고있다. 살모넬라 균은 C.의 소장에서 지속적인 감염을 설정 엘레 감염된 동물의 조기 사망의 결과. 면역기구의 수는 C.에서 확인되었다 살모넬라 균 감염에 대해 방어하는 엘레. autophagy에, 진화 적으로 보존 된 리소좀의 분해 경로는 C에서 살모넬라 균의 복제를 제한하기 위해 표시되었습니다 엘레와 포유류. 여기서, 프로토콜은 C. 감염 설명 벌레가 인간의 살모넬라 균 감염과 유사한 제한된 시간에 대한 살모넬라 균에 노출 된 살모넬라 티피 뮤 리움 (Salmonella typhimurium)와 엘레. 살모넬라 균 감염은 크게 C.의 수명을 단축 엘레 </ EM>. 예를 들어 필수 autophagy에 유전자 BEC-1을 사용하여, 우리는 C.으로이 감염 방법을 결합 엘레 RNAi의 접근법은 먹이와이 프로토콜은 C.의 기능을 검사하는 데 사용될 수 보였다 살모넬라 균 감염에 대한 방어 엘레 호스트 유전자. 이후 C. elegans의 전체 게놈 RNAi의 라이브러리를 사용할 수 있으며,이 프로토콜은 포괄적 C.에 대한 화면으로 가능하게한다 게놈 전체의 RNAi 라이브러리를 사용하여 살모넬라 균 등 장내 병원균에 대한 보호 elegans의 유전자.

Introduction

독립 생활 토양 선충 Caenorhabditis의 엘레 많은 생물학적 질문을 연구하는 데 사용하는 간단하고 유 전적으로 다루기 쉬운 모델 생물이다. C. 엘레 지배적 자기 시비 자웅 동체로 존재합니다. 남성은 자발적으로 배우자 형성 1,2 동안 X 염색체의 비 분리에 의해 생성됩니다. 풍부한 음식, C.의 존재 엘레 지속적으로 성인 네 애벌레 단계를 통해 개발. 온도는 C.에 영향을 elegans의 개발; 빠른 개발은 높은 온도에서 관찰된다. 실험실에서, C. 엘레 음식 1,2 시드 박테리아 대장균 (주 OP50)와 한천 플레이트에서 20 ° C의 표준 온도에서 배양.

지난 10 년, C. 엘레 호스트 병원체 상호 작용 3-5을 연구하는 무척추 생물로 떠오르고있다. 자연에서, C. 엘레는 nutrien으로 박테리아를 먹는다T 소스, 2. 정상 세균 실험실 음식, OP50은 쉽게 C. 사이의 상호 작용을 조사하기 위해 다른 병원체로 치환 될 수있다 엘레 및 선택 병원체. 이러한 조건에서, 대장은 감염의 기본 사이트이다. 실제로, 세균성 병원체의 넓은 범위는 치명적 C. 감염을 보였다 엘레 3-5.

그람 음성 박테리아 살모넬라 균은 전 세계적으로 6,7 인간 식중독을 일으키는 위장 병원체이다. C. 이 박테리아가 복제 및 지속적인 장내 감염 8-10 전시로 엘레는 살모넬라 티피 뮤 리움 (Salmonella typhimurium)에 대한 좋은 모델 호스트입니다. C. 엘레 참신한 모두를 식별하는 데 사용되었으며, 이전에 공지 된 살모넬라 병원성 11 요인. 흥미롭게도, C. elegans의 면역 체계가 성공적으로 살모넬라 균의 복제를 제한합니다. 그것은 그 저해에게 이전에보고 된autophagy에 유전자의 ition는 C. 증가 살모넬라 복제를 렌더링 엘레 감염된 웜 (10)의 조기 사망의 결과. (여기에 autophagy라고 함) Macroautophagy이 저하 12 리소좀에 배달 세포질과 세포 기관을 격리시키는하기 위해 세포 내 세포막의 재 배열을 포함하는 역동적 인 과정이다. 에 autophagy는 C.에서 살모넬라 복제를 제한하기 위해보고되었다 엘레와 포유류 10, 13에.

C. elegans의 게놈 염기 서열 첫 번째 다세포 진핵 생물의 게놈이었다; 이는 RNAi의 치료 14-16에 응답한다. 또한,이 RNAi의 RNAi의이 (16, 17)를 먹이로 알려진 표적 유전자의 이중 가닥 RNA를 포함하는 박테리아를 섭취하도록 웜을 실시함으로써 효과적으로 투여 될 수있다. 전체 게놈 RNAi의 먹이 라이브러리는 게놈 전체의 RNAi는 16, 18 심사에 대해 생성되었습니다. 여기서, 살모넬라 균 감염 프로프로토 콜은 RNAi의이 테스트 C. 허용하도록 먹이와 결합 살모넬라 균 감염으로부터 보호하기 위해 자신의 능력에 대한 관심 elegans의 유전자.

Protocol

1. XLD (크 실리 톨 리신 데스 옥시 콜레이트) 한천 플레이트 XLD 한천 XLD 한천 플레이트에 검은 식민지로 나타납니다 살모넬라 균에 대한 선택 성장 매체입니다. 오염 될 우려가없는 경우에는, 정규 LB 플레이트가 치환 될 수있다. 5 ㎖의 탈 이온수에 5.5 g의 XLD 한천과에 resuspend를 달다. 모든 한천 젖은 때까지 철저하게 섞는다. 모든 덩어리가 사라과 매체가…

Representative Results

20 ° C에서, 야생 형 N2 벌레의 평균 수명은. 살모넬라 균 감염이 크게 10.5 일 N2 웜의 평균 수명을 감소 십칠일 (그림 2A 및 표 2)는 (P = 0.0002, 로그 순위 검정) (그림 2A ). 만약 C. 엘레 유전자는 살모넬라 감염에 대한 방어에 중요한 역할을, 그것은 그것의 억제는 살모넬라 감염에 대한 감수성을 부여 할 것으로 예상된다. ?…

Discussion

C. elegans의는 영양원으로 세균을 먹는 간단한 유전자 모델 생물이다. 따라서, C. 사이의 상호 작용을 조사하기 위해 장내 병원체 정상 세균 음식을 대체하기 쉽다 엘레 및 선택 병원체. 여기 프로토콜은 살모넬라 균 감염과 C를 결합하여 설명 엘레 RNAi의 살모넬라 균 감염에 대한 방어의 호스트 유전자의 역할을 조사하는 치료를 먹이. 이전 감염 프로토콜은 <…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

우리는 원고의 비판적 읽기 박사 다이앤 Baronas – 로웰 감사합니다. 이 작품은 과학 씨 그랜트의 FAU 찰스 E. 슈미트 대학 KJ에 엘리슨 의료 재단에서 노화 장학금 지원

Materials

LB Broth Fisher BP9723-500
XLD agar EMD Chemicals 1.05287.0500
Bacto Agar Fisher DF0140-01-0
Peptone Fisher BP1420-500
Sodium Chloride Fisher S671-500
Calcium Chloride Fisher C69-500
Magnesium Sulfate Fisher M65-500
IPTG Gold Biotechnology 12481C50
Cholesterol Sigma C8667-25G
Ampicillin Fisher  BP1760-25
Salmonella typhimurium ATCC ATCC14028
Petri Dish 95 x 15mm Fisher FB0875714G
Petri Dish 60 x 15mm  Fisher 08-757-13A 
Falcon Serological pipet Fisher 13-668-2
Falcon Express Pipet-Aid Fisher 13-675-42
MaxQ6000 shaking incubator  Thermo Scientific SHKE6000-7
Incubator Percival I-36DL

Riferimenti

  1. Riddle, D. L., Blumenthal, T., Meyer, B. J., Priess, J. R. . C. elegans II. , (1997).
  2. Brenner, S. The Genetics of Caenorhabditis elegans. Genetica. 77, 71-94 (1974).
  3. Aballay, A., Ausubel, F. M. Caenorhabditis elegans as a host for the study of host-pathogen interactions. Curr Opin Microbiol. 5, 97-101 (2002).
  4. Kurz, C. L., Ewbank, J. J. Caenorhabditis elegans: an emerging genetic model for the study of innate immunity. Nat Rev Genet. 4, 380-390 (2003).
  5. Mylonakis, E., Aballay, A. Worms and flies as genetically tractable animal models to study host-pathogen interactions. Infection and Immunity. 73, 3833-3841 (2005).
  6. Ford, M. W., et al. A descriptive study of human Salmonella serotype typhimurium infections reported in Ontario from 1990 to 1997. Can J Infect Dis. 14, 267-273 (2003).
  7. Voetsch, A. C., et al. FoodNet estimate of the burden of illness caused by nontyphoidal Salmonella infections in the United States. Clin Infect Dis. 38 Suppl 3, (2004).
  8. Aballay, A., Yorgey, P., Ausubel, F. M. Salmonella typhimurium proliferates and establishes a persistent infection in the intestine of Caenorhabditis elegans. Curr Biol. 10, 1539-1542 (2000).
  9. Alegado, R. A., Tan, M. W. Resistance to antimicrobial peptides contributes to persistence of Salmonella typhimurium in the C. elegans intestine. Cell Microbiol. 10, 1259-1273 (2008).
  10. Jia, K., et al. Autophagy genes protect against Salmonella typhimurium infection and mediate insulin signaling-regulated pathogen resistance. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106, 14564-14569 (2009).
  11. Tenor, J. L., McCormick, B. A., Ausubel, F. M., Aballay, A. Caenorhabditis elegans-based screen identifies Salmonella virulence factors required for conserved host-pathogen interactions. Curr Biol. 14, 1018-1024 (2004).
  12. Levine, B., Klionsky, D. J. Development by self-digestion: molecular mechanisms and biological functions of autophagy. Developmental Cell. 6, 463-477 (2004).
  13. Birmingham, C. L., Smith, A. C., Bakowski, M. A., Yoshimori, T., Brumell, J. H. Autophagy controls Salmonella infection in response to damage to the Salmonella-containing vacuole. J Biol Chem. 281, 11374-11383 (2006).
  14. . The C. elegans Sequencing Consortium. Genome sequence of the nematode C. elegans: a platform for investigating biology. Science. 282, 2012-2018 (1998).
  15. Fire, A., et al. Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans. Nature. 391, 806-811 (1998).
  16. Kamath, R. S., Martinez-Campos, M., Zipperlen, P., Fraser, A. G., Ahringer, J. Effectiveness of specific RNA-mediated interference through ingested double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans. Genome Biol. 2, 1-10 (2001).
  17. Liang, J., Xiong, S., Savage-Dunn, C. Using RNA-mediated interference feeding strategy to screen for genes involved in body size regulation in the nematode C elegans. J. Vis. Exp. (72), (2013).
  18. Fraser, A. G., et al. Functional genomic analysis of C. elegans chromosome I by systematic RNA interference. Nature. 408, 325-330 (2000).
  19. Stiernagle, T. Maintenance of C. elegans. WormBook: the online review of C elegans biology. , 1-11 (2006).
  20. Aballay, A., Ausubel, F. M. Programmed cell death mediated by ced-3 and ced-4 protects Caenorhabditis elegans from Salmonella typhimurium-mediated killing. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 98, 2735-2739 (2001).
  21. Melendez, A., et al. Autophagy genes are essential for dauer development and lifespan extension in C. elegans. Science. 301, 1387-1391 (2003).

Play Video

Citazione di questo articolo
Zhang, J., Jia, K. A Protocol to Infect Caenorhabditis elegans with Salmonella typhimurium. J. Vis. Exp. (88), e51703, doi:10.3791/51703 (2014).

View Video