Nós relatamos o desenvolvimento de um sistema de seleção negativa no<em> E. histolytica</em> Baseada em expressão transgênica de uma proteína quimérica (FCU1) e seleção com o pró-fármaco 5-fluorocitosina. A proteína FCU1 é uma fusão de deaminase levedura citosina e uracil fosforibosiltransferase. Expressão de FCU1 resultou em aumento<em> E. histolytica</em> Sensibilidade para 5-fluorocitosina.
Entamoeba histolytica é o agente causador da amebíase e infecta até 10% da população do mundo. As técnicas moleculares que permitiram a cima e para baixo-regulação da expressão gênica dependem da transfecção de plasmídeos mantida de forma estável. Enquanto estes têm aumentado nossa compreensão de fatores de virulência Entamoeba, a capacidade de integrar DNA exógeno no genoma, o que permitiria experimentos de genética inversa, seria uma vantagem significativa no estudo deste parasita. Os desafios apresentados por este organismo incluem a incapacidade para selecionar para eventos de recombinação homóloga e dificuldade para curar DNA plasmídeo epissomal de trofozoítos transfectadas. Os resultados mais tarde, em um fundo elevado de DNA exógeno, um grande problema na identificação de trofozoítos no qual um evento de integração bona fide genômica ocorreu. Nós relatamos o desenvolvimento de um sistema de seleção negativa baseada em expressão transgênica de uma citosina deaminase fermento e uracil fosforribosil transferase quimera (FCU1) seleção e com o pró-fármaco 5-fluorocitosina (5-FC). A enzima converte FCU1 non-toxic 5-FC em tóxicos 5-fluorouracil e 5-fluorouridina-monofosfato-5'. E. linhas histolytica expressar FCU1 foram encontrados para ser 30 vezes mais sensíveis aos pró-fármaco em comparação com a estirpe de controlo.
Embora tenha havido avanços substanciais na Entamoeba molecular ferramentas biológicas não existem métodos atuais disponíveis para eliminar ou interromper genes 4. Knockdown da expressão do gene específico foi alcançado através da utilização de RNAs hairpin 5, pequena interferência RNA 6 e bactérias expressa dsRNA 7. No entanto, estes métodos enquanto eficaz para os genes-alvo respectivos, várias limitações, incluindo o uso de produtos químicos caros, a seleção contínua contra os antibióticos ea necessidade de validação constante devido à alta incidência de reversão que ocorre ao longo do tempo (Alicia Linford, comunicação pessoal) 8.
Qualquer plasmídeo pode replicar em Entamoeba como não há, aparentemente, uma exigência estrita seqüência de origens de replicação do DNA 9, e assim uma vez transfectadas, que normalmente é difícil de curar um plasmídeo. Isso limita a possibilidade de utilização de plasmídeos intactos em experimentos knockout recombinação e gene. Marcadores de seleção negativa são componentes-chave de gene targeting métodos como eles podem ser usados para eliminar subpopulações recombinante. Temos expressa com sucesso um códon otimizado FCU1 gene em Entamoeba histolytica e testado o seu potencial como um marcador negativo selecionáveis. Este gene de fusão tem sido utilizado para a terapia de gene do suicídio de células tumorais humanas e metaboliza o pró-fármaco 5-FC em tóxicos produtos a jusante, resultando em inibição da RNA e síntese de DNA 10. FCU1 foi recentemente utilizado como um marcador negativo selecionável em Plasmodium, um outro protozoário. Células Plasmodium berghei expressar FCU1 foram encontrados para ser quase 1000 vezes mais sensíveis ao pró-fármaco in vitro e in vivo do tratamento com 5-FC matou mais de 99,9% do infectando parasitas recombinantes no modelo do rato eritrocítica estágio de malária 11. E. histolytica células expressando FCU1 mostrou apenas uma sensibilidade 30 vezes maior para o pró-fármaco 5-FC, em contraste com a sensibilidade observada em P. berghei. Possíveis razões para isso poderia ser grande pool de nucleotídeos disponível no meio de crescimento competindo com os metabólitos tóxicos.
Em ambos os P. berghei e P. falciparum marcador FCU1 tem sido utilizado na interrupção do gene alvo. estudos 11,12. Nosso objetivo é manipular o genoma Entamoeba usando recombinação homóloga. A validação do sistema de seleção FCU1/5-FC negativos é um passo importante para este objectivo.
The authors have nothing to disclose.
Gostaríamos de agradecer Erbs Dr. Philippe por nos fornecer a seqüência de FCU1 gene. Este trabalho foi financiado pelo NIH AI 26649 conceder.
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 |