我々は競争によって媒介される細菌を監視するための定性分析を記述<em>緑膿菌</em> VI型分泌系(T6SS)。アッセイは運ぶ大腸菌標的細胞の生存/殺害に依存している<em> lacZを</em> – レポーター。この手法は、T6SS-堪能微生物の殺菌/静菌活性を評価するために調節可能である。
VI型分泌系(T6SSs)は、グラム陰性菌は、標的細胞の1,2の多種多様にタンパク質を輸送して注入することができる分子ナノマシンです。 T6SSは13コア·コンポーネントで構成されており、バクテリオ3のテール管と構造的類似性を表示しています。ファージは、標的細菌の細胞エンベロープに浸透し、DNAを注入するチューブと穿刺装置を使用しています。それはT6SSが表面にエフェクターや毒素を駆動するために、細菌の細胞エンベロープ内の特定のパスを作成するバクテリオファージ反転装置であることが提案されている。プロセスはさらに取ることができるとT6SS装置は、このように、これらの目標にエフェクターを注入し、細菌が接触している他のセルを穿孔可能性があります。尾管とT6SSの穿刺装置の部品はそれぞれ4,5、HCPとVgrGタンパク質で作られています。
T6SSの汎用性がsを通じて実証されている様々な細菌性病原体を使用してtudies。 コレラ菌 T6SSは、C-末端アクチン架橋ドメイン6,7を運んで "進化" VgrGを注入することにより、真核生物宿主細胞の細胞骨格を改造することができます。もう一つの顕著な例は、最近、従って特定の微生物ニッチと競争環境8,9,10の中の細菌の設立を推進し、T6SSに依存した方法で細菌を標的とし、殺すことができ、緑膿菌を用いて記述されていました。
後者の場合、すなわち3 T6SS-分泌タンパク質、コード番号、Tse2とTSE3は標的細菌( 図1)に注入された毒素として同定されている。ドナー細胞は、抗毒素Tsi1によって媒介されるメカニズム、Tsi2とTsi3免疫タンパク質8,9,10を介してこれらのエフェクターの有害な影響から保護されます。 T6SS-堪能細菌がsで共培養しているときにこの抗菌活性をモニターすることができます他の細菌種と同じ種または8,11,12,13のT6SS不活性細菌との競争の中で悪臭のする表面。
入手可能なデータには、抗生物質メーカーに大きく依存して時間がかかるのCFU計数を含めて、細菌の競合アッセイへの数値的アプローチを強調した。 Pのような抗生物質耐性菌の場合には緑膿菌は 、これらの方法は不適切であることができます。また、100以上の細菌ゲノム14で約200の異なるT6SS遺伝子座の同定と、簡便なスクリーニングツールが非常に望ましい。我々は使いやすいですし、標準的な実験材料と試薬を必要とするアッセイを開発した。この方法は、lacZ遺伝子の相補性を可能に獲物としてレポーター株(この場合大腸菌 DH5α)を使用してT6SS依存殺菌/静菌活性をモニターするための迅速かつ定性的な手法を提供しています。全体的に、この方法があるgrapをHICと寒天プレート上T6SS関連表現型の迅速な同定を可能にする。この実験プロトコルを考慮に、このような接触の増殖培地、温度や時間などの特定の条件を取って他の株や細菌種に適合させることができる。
この記事で紹介した方法はT6SS媒介性殺菌/静菌活性を目視することができます。アッセイは、寒天プレートの表面上で実行されます。これは、予め混合菌液の培養で行わT6SS依存殺傷アッセイがないため、2つの細菌8の間に安定した接触の不足の可能性が高い、効率的ではないことが示されている。 T6SSは、標的細胞17にDNAを注入するためにバクテリオファージで使用されているものと同種のメカニズムで動作するように考えられている。液体培養では、T6SSのチューブ状の構造がより簡単に壊れる可能性があり、相互に細菌の接触が失われる可能性があり、毒素を効率的に配信されません。
インキュベーション時間の面では、我々はドナー株と獲物の間に記述する接触の5初期時間はPと殺菌を観察するのに十分である緑膿菌と大腸菌 図3に示すように、 大腸菌 、 </strong>。それにもかかわらず、それは実験条件を最適化するために運動を行うことにより、インキュベーション時間を調整することをお勧めします。
このメソッドが色ベースの技術であるため、出力結果は、ドナー株の色素沈着が損なわれることがあります。例えば、Pの場合には緑膿菌 、一部の菌株は、獲物との区別は比較的困難にし、アッセイ読み出しを妨害することができるようピオシアニンとpyoverdineとして着色顔料を高レベルで生産しています。そのようなマゼンタ-galまたは赤ギャルのような他の発色性β-ガラクトシダーゼ基質は、X-galを( 表1)の代わりに使用できます。
競合アッセイは、読み出しのために他のレポーター遺伝子を利用することができます。例えば、同じようなアッセイはまた、緑色蛍光タンパク質で標識した餌12を用いて行われてきた。
我々のアッセイは、定量的ではないながら、良い指標を与えるそれは生存またはレポーター獲物の殺害に基づいているのでT6SS活動の。この手法は、任意の細菌種からT6SSsの殺菌/静菌活性を評価するのは簡単で便利であるという利点を提示します。これまでのところ、T6SSの活性はグラム陰性菌に対して示されており、T6SS敏感なグラム陽性菌の明確な例はまだ12報告されていない。それは、( 例えば 、成長温度、酸素化、特定のメディア)は、異なる細菌種の文化の中での非互換性をテストすることは明らかであると考えられるべきである。
我々のアッセイはまた、分泌毒素の痕跡が獲物を殺すのに十分であるかもしれないので、絶対に必要不可欠であるT6SSコンポーネントのかを評価するために使用できます。 T6SSの弱い活性が明らかに培養上清及びウェスタンブロットを用いて標準的な手順のテストT6SS依存分泌に比べて我々のアッセイによって検出される可能性がある解析。しかし、適切なコロニー形成単位(CFU)のカウントがまだこのT6SS活動を正確に定量するために必要です。
The authors have nothing to disclose.
この作品は、ウェルカムトラスト助成WT091939MAによって賄われていた。アランフィルーは王立協会によってサポートされています。
Name of Reagent/Material | Company | Catalogue Number | Comments |
P. aeruginosa PAKΔretS (D+) (active T6SS) |
Lab strain | Described in Reference 16 | |
P. aeruginosa PAKΔretSΔH1-T6SS (D–)(inactive T6SS) | This study | The H1-T6SS cluster (encompassing the genes PA0070 to PA0095) has been deleted by allelic exchange following the procedure described in Reference 18. The mutator fragment was generated with the following set of primers: The Up fragment primers: 5′-ATGGTCAACGACATGGAGCTGGAG-3′, and 5’CGAGGCCGATCAGGCCTTCAGAACTGA-3′. The Down fragment primers : 5′-TCAGGCCTTCAGAACTGAAGCGGCGCA-3′, 5'-GGTGGCGTTCAACAGTTCCATGTC-3' |
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E.coli DH5α | Invitrogen | 18258-012 | F- φ80lacZΔM15 Δ(lacZYA-argF) U169 recA1 endA1 hsdR17 (rk-, mk+) phoA supE44 λ- thi-1 gyrA96 relA1 |
pBluescript II SK(+) | Agilent | 212205 | This vector expresses the α peptide of β-galactosidase used for α-complementation. |
X-gal | Invitrogen | 15520-018 | Use at 40 μg/ml |
Luria Bertani agar | Merck-chemicals | 1.10283.0500 | |
TSB (casein soya bean broth) | Oxoid | CM109 | |
Vortex shaker Genius 3 | IKA | 3340000 | |
Scanner | Epson | V700 | |
Spectrophotometer | WPA Biowave | CO8000 Cell Density Meter | |
Magenta-gal | Bioworld | 30350001-1 (715241) | |
Red-gal | Research organics | 1364c | |
Table 1. Strain, plasmid, material and reagent used. |