Forward genetica is een krachtige methode om moleculair niveau te ontrafelen van hoe<em> Toxoplasma</em> Egresses uit de gastheercel. Protocollen worden verstrekt aan chemisch mutageniseren parasieten, te verrijken voor mutanten met defecten in geïnduceerde uitgang en valideren het fenotype van gekloonde mutanten.
De wijdverspreide, obligaat intracellulaire, protozoaire parasiet Toxoplasma gondii veroorzaakt opportunistische ziekte in immuno-gecompromitteerde patiënten en veroorzaakt aangeboren afwijkingen bij congenitale infectie. De lytische replicatiecyclus wordt gekenmerkt door drie stappen: 1. actief invasie van een kern gastheercel, 2. replicatie in de gastheercel; 3. actieve uitgang van de gastheercel. Het mechanisme van de uitgang wordt steeds meer gewaardeerd als een uniek, sterk gereguleerde proces, dat nog steeds slecht begrepen wordt op moleculair niveau. De signaalwegen die ten grondslag liggen uitgang werden gekenmerkt door het gebruik van farmacologische stoffen die op verschillende aspecten van de trajecten 1-5. Als zodanig verschillende onafhankelijke triggers van uitgang zijn aangewezen, die allemaal samen op het vrijkomen van intracellulaire Ca 2 +, een signaal dat ook is van cruciaal belang voor de gastheercel invasie 6-8. Dit inzicht op de hoogte van een kandidaat gen aanpak die heeft geleid tot de identificatieMOETEN VOLDOEN van planten, zoals calcium, afhankelijk proteïne kinase (CDPK) betrokken bij uitgang 9. Daarnaast hebben een aantal recente doorbraken in het begrijpen van uitgang is gemaakt met behulp van (chemische) genetische benaderingen 10-12. Om de rijkdom van de farmacologische informatie te combineren met de toenemende genetische toegankelijkheid van Toxoplasma we onlangs een scherm mogelijk maakt de verrijking voor de parasiet mutanten met een defect in gastheercel uitgang 13. Hoewel de chemische mutagenese met behulp van N-ethyl-N-nitrosourea (ENU) of ethyl methaansulfonaat (EMS) is gebruikt voor tientallen jaren in de studie van Toxoplasma biologie 11,14,15, pas onlangs heeft genetische kaart brengen van mutaties ten grondslag liggen aan de fenotypes routine 16 -18. Bovendien, door het genereren van temperatuurgevoelige mutanten, kan essentiële processen worden ontleed en de onderliggende genen direct geïdentificeerd. Deze mutanten gedragen als wild-type onder de permissieve temperatuur (35 ° C), maar niet proliferate de beperkende temperatuur (40 ° C) als gevolg van de mutatie in kwestie. Hier tonen een nieuw fenotypische screening methode mutanten te isoleren met een temperatuurgevoelige uitgang fenotype 13. De uitdaging voor uitgaand schermen is af te scheiden uit waren hadden van niet-uit waren hadden parasieten, die wordt bemoeilijkt door een snelle re-invasie en de algemene kleverigheid van de parasieten aan gastheercellen. Een eerder vastgestelde uitgaand scherm was gebaseerd op een omslachtige reeks biotinylatie stappen om intracellulair te scheiden van extracellulaire parasieten 11. Met deze methode ook niet het genereren van voorwaardelijke mutanten wat resulteert in zwakke fenotypes. De hier beschreven methode overwint de sterke binding van egressing parasieten door er een glycan concurrent dextransulfaat (DS), die voorkomt parasieten kleven aan de gastheercel 19. Bovendien zijn extracellulaire parasieten specifiek gedood door pyrrolidine dithiocarbamaat (PDTC), die intracellulaire parasieten verlaatongedeerd 20. Daarom, met een nieuwe fenotypische scherm om specifiek parasiet mutanten te isoleren met defecten in geïnduceerde uitgang, kan de kracht van de genetica nu worden ingezet om de moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen gastheercel uitgang te ontrafelen.
De beschreven protocol biedt een efficiënte methode om Toxoplasma mutanten te isoleren met een uitgang defect. We hebben succes geïsoleerd mutanten langs verschillende stappen van de uitgang route, waarvan een dubbele invasie fenotype 13. Mogelijke effecten op de invasie kan worden bepaald met behulp van de zogenaamde rood-groen-test, die zich onderscheidt van niet-inval parasieten binnengevallen door differentiële antilichaam kleuring 23,24. Zowel invasie en uitgang assays het ka…
The authors have nothing to disclose.
Dit werk werd gefinancierd door de Amerikaanse Heart Association Scientist Development Grant 0635480N en de National Institutes of Health onderzoek te verlenen AI081220. BIC wordt ondersteund door een Tempeliers Eye Foundation onderzoek te verlenen.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
ENU | Sigma-Aldrich | N3385 | 1 M Stock in DMSO, store at -20°C |
EMS | Sigma-Aldrich | M0880 | 1 M Stock in DMSO, store at -20°C |
Dextran Sulfate | Sigma-Aldrich | D4911 | |
PDTC | Sigma-Aldrich | P8765 | 100 mM Stock in PBS |
Diff Quick | EMD Chemicals | 65044-93 | |
Filter holder | Cole-Parmer | 540100 | |
3 μm polycarbonate filter | Whatman Schleicher & Schuell | 110612 | |
Hemocytometer | Hausser Scientific | 1475 | |
CO2 incubators | Various manufacturers | Humidified, 5% CO2, at 35, 37 and 40°C | |
Fluorescence microscope | Various manufacturers | Ideally inverted, wide-field with 63x or 100x oil objective |
HBSSc (according to Black et al.11):