Se presenta el desarrollo de un sistema de selección negativa en<em> E. histolytica</em> Basado en la expresión transgénica de una proteína quimérica (FCU1) y la selección con el profármaco 5-fluorocitosina. La proteína FCU1 es una fusión de la levadura deaminasa citosina y uracilo fosforribosiltransferasa. Expresión de FCU1 traducido en un aumento<em> E. histolytica</em> Sensibilidad hacia la 5-fluorocitosina.
Entamoeba histolytica es el agente causal de la amibiasis e infecta hasta un 10% de la población mundial. Las técnicas moleculares que han permitido a la arriba y abajo-regulación de la expresión génica se basan en la transfección de plásmidos mantenido de forma estable. Si bien estos han aumentado nuestra comprensión de los factores de virulencia de Entamoeba, la capacidad de integrar ADN exógeno en el genoma, lo que permitiría revertir experimentos genéticos, sería una ventaja significativa en el estudio de este parásito. Los desafíos presentados por este organismo incluyen la incapacidad para seleccionar a los eventos de recombinación homóloga y la dificultad para curar ADN plásmido episomal de trofozoítos transfectadas. Los resultados más adelante en un contexto de alta de ADN exógeno, un problema importante en la identificación de trofozoitos en el que una bona fide caso de la integración genómica se ha producido. Se presenta el desarrollo de un sistema de selección negativa basada en la expresión transgénica de una citosina deaminasa levadura y uracilo fosforribosil transferasa quimera (FCU1) y la selección con el profármaco 5-fluorocitosina (5-FC). La enzima convierte FCU1 no tóxico 5-FC en tóxico 5-fluorouracilo y 5-fluorouridina-5'-monofosfato de E.. líneas histolytica expresar FCU1 resultaron ser 30 veces más sensibles a los profármaco comparación con la cepa control.
Aunque ha habido avances sustanciales en la Entamoeba biológica herramientas moleculares que no hay métodos actualmente disponibles para eliminar o alterar los genes 4. Derribo de la expresión de genes específicos se ha logrado mediante el uso de 5 ARN horquilla, pequeños ARN de interferencia bacteriana 6 y expresó dsRNA 7. Sin embargo, estos métodos si bien son eficaces para el objetivo genes respectivos, tienen varias limitaciones, incluyendo el uso de productos químicos costosos, la selección continua de los antibióticos y la necesidad de validación constante debido a la alta incidencia de reversión que ocurre en el tiempo (Alicia Linford, comunicación personal) 8.
Cualquier plásmido puede replicarse en Entamoeba, ya que aparentemente no es un requisito secuencia estricta de los orígenes de replicación del ADN 9, y así una vez transfectadas, por lo general es difícil de curar un plásmido. Esto limita el posible uso de plásmidos intactos en los experimentos de recombinación de genes y por nocaut. Marcadores negativos de selección son componentes clave de los métodos de manipulación genética, ya que se puede utilizar para eliminar subpoblaciones recombinante. Hemos expresado con éxito un codón optimizado FCU1 gen en Entamoeba histolytica y probado su potencial como marcador de selección negativa. Esta fusión de genes ha sido utilizada para la terapia génica suicida de células tumorales humanas y metaboliza el profármaco 5-FC en productos derivados tóxicos, provocando la inhibición de la síntesis de ARN y ADN 10. FCU1 recientemente ha sido utilizada como un marcador negativo seleccionable en Plasmodium, otro parásito protozoario. Plasmodium berghei las células que expresan FCU1 se encontraron casi 1000 veces más sensible que el profármaco in vitro e de vivo del tratamiento con 5-FC mató a más de 99,9% de los infectando los parásitos recombinantes en el modelo de ratón eritrocítica etapas de la malaria 11. E. Las células que expresan histolytica FCU1 sólo mostró una sensibilidad 30 veces mayor que el profármaco 5-FC, en contraste con la sensibilidad observada en P. berghei. Las posibles razones para esto podría ser una gran piscina de nucleótidos disponibles en el medio de cultivo en competencia con los metabolitos tóxicos.
En tanto P. berghei y P. falciparum en el marcador FCU1 se ha utilizado en la interrupción de genes específicos. estudios 11,12. Nuestro objetivo es manipular el genoma de la Entamoeba usando recombinación homóloga. La validación del sistema de selección negativa FCU1/5-FC es un paso importante hacia este objetivo.
The authors have nothing to disclose.
Nos gustaría agradecer al Dr. Philippe Erbs para que nos proporciona la secuencia de los genes FCU1. Este trabajo fue apoyado por el NIH subvención 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 |