Nous rapportons le développement d'un système de sélection négative dans<em> E. histolytica</em> Basé sur l'expression transgénique d'une protéine chimérique (FCU1) et la sélection avec la prodrogue 5-fluorocytosine. La protéine FCU1 est une fusion de la cytosine désaminase levure et uracile phosphoribosyltransférase. Expression de FCU1 entraîné une augmentation<em> E. histolytica</emSensibilité> vers la 5-fluorocytosine.
Entamoeba histolytica est l'agent causal de l'amibiase et infecte jusqu'à 10% de la population mondiale. Les techniques moléculaires qui ont permis le haut et le bas-régulation de l'expression génique reposent sur la transfection de plasmides maintenu de manière stable. Alors que ceux-ci ont amélioré notre compréhension des facteurs de virulence Entamoeba, la capacité d'intégrer l'ADN exogène dans le génome, ce qui permettrait inverse expériences génétique, serait un avantage significatif dans l'étude de ce parasite. Les défis présentés par cet organisme comprennent l'incapacité de choisir pour les événements de recombinaison homologue et de la difficulté à guérir épisomale ADN plasmidique de trophozoïtes transfectées. Les résultats plus tard dans un bruit de fond élevé d'ADN exogène, un problème majeur dans l'identification des trophozoites dans lequel une bonne foi évènement intégration génomique s'est produite. Nous rapportons le développement d'un système de sélection négative basée sur l'expression transgénique d'une cytosine désaminase de la levure et l'uracile phosphoribosyl transférase chimère (FCU1) et la sélection avec prodrogue 5-fluorocytosine (5-FC). L'enzyme convertit FCU1 non toxique 5-FC en 5-fluorouracile toxiques et 5-fluoro-5'-monophosphate. E. histolytica lignes exprimant FCU1 ont été trouvés à 30 fois plus sensible à la prodrogue par rapport à la souche témoin.
Bien qu'il y ait eu des progrès substantiels dans Entamoeba outils de biologie moléculaire il n'existe pas de méthodes actuellement disponibles pour supprimer ou perturber les gènes 4. Knockdown de l'expression génique spécifique a été réalisé par l'utilisation d'ARN en épingle à cheveux 5, 6 petits ARN interférents et exprimées par la bactérie ARNdb 7. Cependant, ces méthodes tout en étant efficace pour les gènes cibles respectifs, ont plusieurs limites dont l'utilisation des produits chimiques coûteux, la sélection continue contre les antibiotiques et la nécessité pour la validation constante due à l'incidence élevée de réversion survenant au cours du temps (Alicia Linford, communication personnelle) 8.
Toute plasmide peut se répliquer dans les Entamoeba car il n'est apparemment pas une exigence stricte pour la séquence origines de réplication de l'ADN 9, et donc une fois transfectées, il est généralement difficile à guérir un plasmide. Ceci limite l'utilisation possible des plasmides intacts dans des expériences de recombinaison et knockout du gène. Marqueurs de sélection négative sont des éléments clés de ciblage génique méthodes, car ils peuvent être utilisés pour éliminer les sous-populations recombinantes. Nous avons exprimé avec succès un codon optimisé FCU1 gène dans E. histolytica et testé son potentiel en tant que marqueur sélectionnable négatif. Ce gène de fusion a été utilisé pour la thérapie génique suicide de cellules tumorales humaines et métabolise le promédicament 5-FC en produits toxiques aval résultant de l'inhibition de la synthèse d'ARN et l'ADN 10. FCU1 a été récemment utilisé comme un marqueur sélectionnable négatif au Plasmodium, un autre parasite protozoaire. Plasmodium berghei cellules exprimant FCU1 ont été trouvés pour être près de 1000 fois plus sensible à la prodrogue in vitro et de vivo avec un traitement de 5-FC a tué plus de 99,9% du infectant des parasites recombinants dans le modèle de souris au stade érythrocytaire du paludisme 11. E. cellules exprimant FCU1 histolytica a montré qu'une sensibilité de 30 fois plus élevé au promédicament 5-FC par opposition à la sensibilité observée dans P. berghei. Les raisons possibles pour cela pourrait être important bassin de nucléotides disponibles dans le milieu de croissance en compétition avec les métabolites toxiques.
Dans les deux P. berghei et P. falciparum le marqueur FCU1 a été utilisé dans disruption génique ciblée. Des études 11,12. Notre objectif est de manipuler le génome Entamoeba utilisant la recombinaison homologue. La validation du système de sélection négative FCU1/5-FC est une étape importante vers cet objectif.
The authors have nothing to disclose.
Nous tenons à remercier le Dr Philippe Erbs pour nous avoir fourni la séquence du gène FCU1. Ce travail a été soutenu par le NIH subventions AI 26649.
Material Name | Tipo | 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 |