ויזואליזציה של תנועתיות מפרכסים אפיון תפקידו של<em> PilG</em> ב<em> Fastidiosa Xylella</em

Fastidiosa Xylella הוא חיידק שאינו והולקה בשוט גראם שלילי, פתוגניים הגורם למספר מחלות יבול חשיבות הכלכלית, כולל המחלות של פירס גפן (ותטיס vinifera ל) ^{1,2, 3.} חיידק זה מוגבל עצת ניצוח המים כלי. זיהום של גפן גורם סתימה של צינורות עצה ותוצאות לחץ מים חסרים תזונתי ^3. הקולוניזציה מוצלח תלוי ביכולת של החיידק לעבור מהאתר הראשוני של הידבקות לשאר הצמח ^3. מתעוות תנועתיות הוא אמצעי תנועת חיידקים עצמאי-flagellar באמצעות הרחבה, מצורף, ההכחשה של פילי IV הסוג קוטבי ⁴ כי כבר מאופיין ב X. fastidiosa ^5,6,7.

תנועתיות מתעוות נצפתה על ידי פינצטה לייזר ו במיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) ^8,9,10. שימוש בשיטות אלה, tmotilities הכישוף שנוצר על ידי pilus IV סוג של נ gonorrhoeae ו פ aeruginosa התאפיין פילי תיוג uorescently fl לכידות תנועותיהם מיקרוסקופיות. למרות שני השיטות שפרטו הכח הדבק של חיידקים בודדים, הנהלים הם מסובכים וגוזל זמן ^9,10. תאי uidic מיקרו fl שימשו להתבונן הגירה למרחקים ארוכים של תאים בודדים, כמו גם אגרגטים קטנים של תאים חיידקיים ^5,6. תאים אלו עוצבו כמו ערוצי microfabricated-ננו צלחת משולבת עם ^11,12,13,14 מערכת הקלטת הזמן לשגות תמונה. מייקרו fl מכשירים הקאמריים uidic מציעים כמה יתרונות ללימוד התנהגות תנועת תאי תאי האינטראקציות של חיידקים: (i) הוא מספקת פלטפורמה משולבת עם יכולות ערוץ מרובות; (Ii) זה יכול לבחון את תנועות ו מצבורים של תאים בודדים של תכונות בקנה מידה ננו של חיידקים; (Iii) הוא מאפשר מטר ישירהקלטה תמונה icroscopic של תאים חיידקיים וניתוח זמן לשגות, (iv) שהיא מספקת תצפיות במרחב ובזמן לטווח ארוך של הפרט / או אוכלוסיות של חיידקים בסביבה-מיקרו; (V) את קצב הזרימה של מדיום תרבות ערוץ ניתן לשלוט באופן מדויק ו (vi) רק נפח קטן מאוד (1 מיליליטר) של מדיום התרבות נדרש עבור כל ניסוי.

לאחרונה, מיקרו fl uidic fl ow מערכת הועסק לחקור את ההתנהגויות של תאים חיידקיים תחת microenvironments שונים ^14,15,16. הדביק ואת מצורף המשטח של E. ¹⁵ coli, X. fastidiosa ^16, ו Acidovorax citrulli ¹⁴ משטחי זכוכית הוערכו באמצעות תאי מיקרו fl uidic. ההצטברות וביו בקולנוע היווצרות בתיווך פילי סוג IV של citrulli Acidovorax נותחו ^14. יתר על כן, ההצעה של א citrulli שרואים בזמן fl ow גonditions הוכיח כי פילי הסוג IV עשויים לשחק תפקידים חשובים קולוניזציה ולהפיץ של א citrulli ב צינורות העצה תחת SAP fl ow תנאים. Motilities והמרטיט של Pseudomonas aeruginosa ו X. תאי fastidiosa נצפו בהצלחה נגד זרם נוזל בתוך תא זרימת microfabricated ^5,6,17. IV pilus סוג לוקה מוטציות pilB ו pilQ של X. fastidiosa נמצא עמוקות לשנות את המהירות של מתעוות תנועתיות בתנאי הזרימה בהתקני uidic fl מיקרו ^5,6,18. המחקרים שנערכו על הידבקות חיידקים תנועתיות בהתקנים מיקרו fl uidic ציינו כי fl מיקרו תאי uidic מתאימים במיוחד לניתוח תנועתיות לפרכס נדידת חיידקים בתיווך פילי במבחנה. תוצאות אלו מסבירות את מנגנון ההעברה בתיווך מתעוות המאפשר מצורף תאי תאים, צבירת קולוניזציה בתוךהמארח, בסופו של דבר להוביל לזיהום סיסטמי.

פיל-CHP אופרון של X. fastidiosa מכיל pilG, פילים, pilJ, גלולה, chpB ו chpC מקודדי אות התמר מסלולי ^20. וכימיים הטרנסממברני להיקשר לגירויים כימיים בתחום periplasmic ולהפעיל מפל איתות חלק cytoplasmic שלהם בסופו של דבר לשלוט תנועתיות מתעוות חיידקים. בשנת אופרון Pil-CHP של X. fastidiosa, PilG חלבון phospho-הסעות הוא homologue כדי סטרייצ'י. בתוך א ' coli ו פ aeruginosa, סטרייצ'י הוא הרגולטור בתגובה במערכות chemotaxis כי אינטראקציה עם החלבונים המנועים שוטונים ^{19, 21.} למרות התרומות של אופרון Pil-CHP כלפי ארסיות X. fastidiosa נבחנו לאחרונה ^20, תפקיד pilG ב אופרון chemotaxis בתגובה לאותות סביבתיים פילי IV סוג מוסדר / מנוע של X. fastidiosa הוא UNCליר. כדי להבהיר את התובנה של chemotaxis הרגולטור pilG בפעילות של תנועתיות ומרטיט של X. fastidiosa, תא מיקרו fl uidic משמש כדי להעריך את תנועתיות ומרטיט של X. fastidiosa. PilG של fastidiosa X. מאופיין על ידי השוואת פנוטיפים של מוטציה המחיקה XF ΔpliG, -C XfΔpliG זן משלימה סוג בר שלו במבחנה. התוצאות ממחישות את תפקידו של pilG ב תנועתיות והמרטיטה של X. fastidiosa.