Summary

Un crible génétique pour isoler Toxoplasma gondii Mutants Egress de la cellule hôte

Published: February 08, 2012
doi:

Summary

Transférer la génétique est une méthode puissante pour percer au niveau moléculaire de la façon dont<em> Toxoplasma</em> Egresses de sa cellule hôte. Les protocoles sont fournis à chimiquement mutagénéiser parasites, d'enrichir de mutants présentant des défauts dans l'évacuation induite, et de valider le phénotype des mutants clonés.

Abstract

Le répandue, intracellulaire obligatoire, parasite protozoaire Toxoplasma gondii qui cause la maladie opportuniste dans les patients immunodéprimés et provoque des malformations congénitales lors de l'infection congénitale. Le cycle de réplication lytique est caractérisée par trois étapes: 1. invasion active d'une cellule hôte nucléé; 2. réplication dans la cellule hôte; 3. évacuation connexion de la cellule hôte. Le mécanisme de sortie est de plus en plus apprécié comme un processus unique et très réglementé, qui est encore mal comprise au niveau moléculaire. Les voies de signalisation qui sous-tendent l'évacuation ont été caractérisées par l'utilisation d'agents pharmacologiques agissant sur ​​les différents aspects des voies 1-5. En tant que tel, plusieurs déclencheurs indépendants d'évacuation ont été identifiées qui convergent toutes sur la libération de Ca 2 + intracellulaire, un signal qui est également critique pour l'invasion des cellules d'accueil 6-8. Cette idée a informé une approche gène candidat qui a conduit à l'identificationfication de la plante comme la protéine kinase dépendante du calcium (CDPK) impliqués dans l'évacuation 9. En outre, quelques avancées récentes dans la compréhension de sortie ont été réalisés en utilisant (chimique) des approches génétiques 10-12. Pour combiner la richesse de l'information pharmacologique de l'accessibilité croissante génétique de Toxoplasma nous avons récemment créé un écran permettant l'enrichissement de mutants du parasite avec un défaut de sortie cellule hôte 13. Bien que la mutagenèse chimique utilisant le N-éthyl-N-nitroso-urée (ENU) ou le méthanesulfonate d'éthyle (EMS) a été utilisé pendant des décennies dans l'étude de la biologie Toxoplasma 11,14,15, n'est que récemment que la cartographie génétique des mutations qui sous-tendent les phénotypes devenu une routine 16 -18. En outre, en générant des mutants sensibles à la température, les processus essentiels peuvent être disséqués et les gènes sous-jacents directement identifié. Ces mutants se comporter comme de type sauvage en vertu de la température permissive (35 ° C), mais ne parviennent pas à proliferate à la température restrictive (40 ° C) en tant que résultat de la mutation en question. Ici, nous illustrer une nouvelle méthode de criblage phénotypique à isoler des mutants avec un phénotype sensible à la température de sortie 13. Le défi pour les écrans d'évacuation est de séparer est sorti de non-évacué parasites, qui est compliqué par la ré-invasion rapide et collant générale des parasites aux cellules hôtes. Un écran de sortie a été précédemment établi sur la base d'une série d'étapes lourdes biotinylation de séparer intracellulaire de parasites extracellulaires 11. Cette méthode n'a pas non plus générer des mutants conditionnels résultant de phénotypes faibles. La méthode décrite ici surmonte le fort attachement de egressing parasites en incluant un concurrent glycane, le sulfate de dextrane (DS), qui empêche les parasites de coller à la cellule 19 hôte. En outre, les parasites extracellulaires sont spécifiquement tué par la pyrrolidine dithiocarbamate (PDTC), ce qui laisse des parasites intracellulairessains et saufs 20. Par conséquent, avec un nouvel écran phénotypique spécifiquement isoler des mutants de parasites avec les défauts de sortie induite, la puissance de la génétique peuvent désormais être pleinement déployé à élucider les mécanismes moléculaires qui sous-tendent l'évacuation cellule hôte.

Protocol

Vue d'ensemble Les protocoles sont fournis à d'abord définir le dosage de l'agent mutagène menant à un meurtre de 70% des parasites (protocole 1). La procédure suivante est prévue pour enrichir les mutants induits évacuation d'un bassin mutagénisé parasite (protocole n ° 2, figure 2). Cette opération est suivie par un protocole pour tester l'incidence de mutants d'évacuation dans la piscine enrichi, ou pour valider le phénotype de sortie dans des mutants ind…

Discussion

Le protocole décrit fournit une méthode efficace pour isoler des mutants de Toxoplasma avec un défaut de sortie. Nous avons réussi à isoler des mutants ainsi que différentes étapes de la voie de sortie, dont certains ont un phénotype invasion double 13. Les effets potentiels sur l'invasion peut être déterminé en utilisant la soi-disant test rouge-vert, ce qui différencie envahi de non-envahis par des parasites coloration des anticorps différentiel 23,24. Pour les tes…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ce travail a été financé par l'American Heart Association scientifique de développement 0635480N Grant et National Institutes of Health des subventions de recherche AI081220. BIC est soutenu par une Templiers Eye Foundation subvention de recherche.

Materials

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):

  • 98.0 ml Hanks Balanced Salt Solution (Hyclone catalog number SH30588)
  • 100 μl 1M MgCl2 (100 mM end)
  • 100 μl 1M CaCl2 (100 mM end)
  • 2.0 ml 1M Hepes pH 7.3 (20 mM end)
  • 84 mg NaHCO3 (10 mM end)

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Cite This Article
Coleman, B. I., Gubbels, M. A Genetic Screen to Isolate Toxoplasma gondii Host-cell Egress Mutants. J. Vis. Exp. (60), e3807, doi:10.3791/3807 (2012).

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