Summary

Floresan protein füzyonları üretilmesi<em> Candida</em> Türler

Published: March 04, 2017
doi:

Summary

PCR aracılı gen modifikasyonu görselleştirme ve maya hücreleri ve proteinleri kantitatif kolaylaştırır Candida türleri, floresan protein füzyonları oluşturmak için de kullanılabilir. Bu yazıda, Candida parapsilosis bir floresan protein füzyon (Eno1-FP) oluşturmak için bir strateji sunmak.

Abstract

Candida türleri, bağırsak ve genitoüriner yolun yaygın sömürgeciler, insanlarda invaziv fungal enfeksiyonların çoğunun nedenidir. Böylece, moleküler ve genetik araçlar Patogenezleri mekanizmalarının çalışmasını kolaylaştırmak için ihtiyaç vardır. PCR aracılı gen modifikasyonu da tespit edilmesi için epitop etiketli proteinlerin üretilmesi için basit ve hızlı bir yöntemdir. Özellikle, floresan proteini (FP) füzyonlar sırasıyla floresan mikroskopi ve immunoblotting, hem maya hücreleri ve protein görselleştirme ve kantitatif sağlayan güçlü araçlardır. Candida türleri dönüşümünü kolaylaştırır beslenme marker genleri ile birlikte, AP kodlama dizileri ihtiva eden plasmidler, Candida AP yapı ve ifade amacıyla oluşturulmuştur. Bu yazıda, bir Candida türlerinin bir AP füzyon oluşturmak için bir strateji sunmak. nourseothricin dayanıklı iş içeren plazmidlerya da yeşil, sarı, veya kiraz FP (GFP, YFP, MCherry) bir polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) 'de gene özel sekansları içerir primerler ile birlikte kullanıldığı bir AP kaseti oluşturmak için dizilerin birlikte ım transformasyon işaretleyici gen (NAT1) . Bu gen spesifik kaseti, homolog rekombinasyon yoluyla, ilgili gen mahalinin 3'-ucuna entegre yeteneğine sahiptir. ilgi konusu gen lokusu içerisine AP dizisinin başarıyla çerçeve füzyonu mikroskopi ve / veya immüno-saptama yöntemleri ile füzyon proteini ifade analizi, ardından genetik doğrulanır. Buna ek olarak, yüksek ölçüde sentezlenen proteinlerin durum için başarılı füzyonlar flüoresan görüntüleme teknikleri ile öncelikli olarak taranabilir.

Introduction

Candida türleri bütün insanların bağırsak ve genitoüriner yolları kolonize ortakçı mantarlardır. Öyle ki erken doğum ya da kanser tedavilerinden immünsupresif etkileri ile ortaya gibi immün yetmezlik koşulları altında, Candida türleri fırsatçı patojenler olabilir. Candida türlerinin, Candida albicans en yaygın mantar kolonize olup invaziv mantar enfeksiyonlarının çoğunluğu neden olur. Böyle C. glabrata, C. parapsilosis, C. tropicalis, ve C. gibi diğer Candida türleri, bazı sergileyen içsel direnç, bağışıklık sistemi baskılanmış hastalarda ciddi enfeksiyonlara neden kruseii yaygın Dolayısıyla böyle flukonazol ve amfoterisin B gibi anti-mantar kullanılan antibiyotiklere bu türlerin bazı enfeksiyonları özellikle de anti-mantar maddeleri ile profilaktik olarak tedavi edilen hastalarda daha sık rastlanmaktadır. Hatta uygun ve zamanında a ilenti-mantar tedavisi, invaziv Candida enfeksiyonları önemli morbidite ve mortalite 1 ile ilişkili olmaya devam etmektedir. Çünkü İnsan sağlığı Candida türleri önemi, bunların patogenezi düzenekleri ve iyi açıklanması izin hazır moleküler araçlar için bir ihtiyaç vardır.

Araştırmacılar görselleştirmek ve mikrobiyal hücrelerin ve ifade proteinlerin ölçmek için olanak sağlayan bir önemli bir araçtır FP füzyon teknolojisidir. Polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) aracılık ettiği gen modifikasyonu, bu yazıda tarif edildiği gibi AP dizileri ve genomik ilgilenilen sekansını kodlayan bir Candida proteini arasındaki füzyonlar yapımına izin verir. Yapının istikrarlı entegrasyon protein ifade analizinin yanı sıra protein yerelleştirme dinamikleri kolaylaştırır. AP dizilerini içeren plazmidler, Candida albicans içinde ekspresyon için optimize edilmiş ve PCR aracılı g kullanılabilenen modifikasyonu strateji, daha önce 2, 3, 4, 5, inşa edilmiştir. C. albicans, C. parapsilosis, 2, 3, 4, 5, 6, 7 tarafından tutulan bir besin marker genine bağlanmış bir AP sekansı: plazmidler AP dönüşüm "kaset" içerir. Şu anda mevcut plazmidler seçilebilir beslenme oksotrofik suşlarının transformasyonu için marker genleri (URA3, HIS1, ARG4) yanı sıra oksotrofilerinin yoksun klinik suşların dönüşmesini kolaylaştırmaktadır baskın bir ilâç rezistans markeri (NAT1), çeşitli içerir. Buna ek olarak, plazmidler yello dört farklı FP dizilerinin (yeşil [GFP], seçenekler içeriyor[YFP] W, mavi [CFP] ve kiraz [MCherry]) ve karboksi-termini, proteinin füzyonlarının inşa, veya amino-terminal protein füzyonları yapımı için bir promotör sekansı için bir ADH1 sonlandırma dizisi ya da. Primerler, AP kaseti çevreleyen plasmid DNA'sına homoloji ile tasarlanmıştır. Buna ek olarak, primerler ayrıca, homolog rekombinasyon (Şekil 1) aracılığı ile genomik lokusuna kaset tümlemeyi kolaylaştırır etiketlenecek olan maya geninin homoloji taşıyan 5'-uzantısı dizilerini ihtiva etmektedir. Gen spesifik AP kasetleri, PCR ile üretilen ve daha sonra, lityum asetat ile işlenmesi suretiyle DNA alımı için, yetkin hale getirilmiştir Candida hücrelerine transforme edilmiştir.

Şekil 1
Şekil 1: FP dizisi füzyonları Candida türlerinin oluşturulur nasıl diyagramı. (A) plazmid DNA dahil olmakes bir AP dizisi ve direnç (NAT1) nourseothricin bir dizi kodlama. İleri (FWD) ve ters (REV) primerleri rölatif konumları plazmid dizisinin homoloji bölgesini gösteren primerler ve gene-özel homoloji bölgesini ya da primer uzaması gösteren mor kısımların siyah bölümleri ile gösterilir. (B) AP kasetleri Candida dönüştü ve homolog rekombinasyon (noktalı çizgiler) üzerinden ENO1 genomik içinde entegre edilmiştir. ENO1 3 'ucunda AP füzyon sekansı Elde edilen (C). Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Bu yazıda, Candida türlerinin protein füzyon (Eno1-FP) yapıların bir örnek sunuyoruz. Biz GFP, YFP kodlayan diziler ile birlikte NAT1 dönüşüm işaretleyici geni içeren plazmidler etiketleme, ya da kullanmakMCherry (Şekil 2). Bu plazmidler, karboksi-terminalinde FPS kaynaşık Eno1 ekspresyonu ile sonuçlanan ENO1 3'-ucuna FP kaynaşmasını kolaylaştırmak gene özel kasetleri oluşturmak için PCR primerler ile birlikte kullanılmıştır.

şekil 2
Şekil 2: FP kaset içeren plazmid Haritalar. İleri (F) ve plazmidlerden kasetleri oluşturmak için kullanılan geri (R) primerleri plazmidler kendi homoloji göreli konumu ile birlikte gösterilir. Tablo 1 'de gösterildiği gibi olan primer sekanslarıdır. F1 ve R1 de pYFP- NAT1 kasetini oluşturmak için kullanıldı. YFP- NAT1 kaseti (pMG2263) içeren plazmid, GFP dizisinin yerine YFP dışında pMG2120 aynıdır. Kaset boyutları: GFP-NAT1, 3.7 kbp; mCherry- NAT1, 3.2 kbp'lik; YFP- NAT1, 3.7 kbp. Bu rakam, Gerami-Nejad, ve ark modifiye edilmiştir. 4 Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Protocol

E. coli 1. İzole Şablon Plazmidler Çalkalanarak 37 ° C'de 10 mi lizojeni etsuyu (LB) + 200 mg / l ampisilin (amp) 'de bir gece boyunca şablon plazmiti içeren E. coli büyütün. 2 dakika boyunca 6000 x g'de santrifüj Hasat hücreleri. , Sıvı boşaltacaktır izole etmek ve Ausubel ve diğerleri daha önce tarif edildiği gibi E. standart bir yöntemle coli hücreleri DNA saflaştırılması. 8.</sup…

Representative Results

Bir örnek olarak, bir C parapsilosis laboratuar suşunda Eno1 GFP ve MCherry füzyonları oluşturmak için yukarıda tarif edilen protokol kullanılmıştır. Her varsayımsal dönüştürücü ilk büyüme için tekrar boyandı edildi. Elde edilen füzyon proteini, yüksek (enolaz) olarak ifade edilir ve Çerçeve parlak olduğundan, bu örnekte, (Şekil 3) daha önceki tanı PCR gerçekleştirmeden floresan mikroskobu ile transformantların taranması mümk?…

Discussion

Epitopa inşası, yukarıda tarif edilen PCR aracılı gen modifikasyonu stratejisi kullanılarak Candida türleri dizilerin üç aşamalı bir süreç olarak özetlenebilir etiketli. İlk olarak, kaset iki maya genomu içine sokulması lokusuna homolog bütünleşme ve bölgeler için istenen dizisini kodlayan PCR ile yapılır. İkinci olarak, transforme edilecek maya hücreleri lityum asetat ve kaset ile birlikte kuluçkaya kimyasal olarak yetkin yapılır. Üçüncü olarak, hücreler, transformantların ku…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Biz orijinal MCherry FP dizisi sağlamak için N. Dean teşekkür M. Gerami-Nejad plasmidlerin yapımı için, bu projenin geliştirilmesi sırasında yararlı tavsiyeler için teknik yardım B. Larson ve T. Heisel. JB Avrupa Araştırma Konseyi İleri Ödülü 340.087 (RAPLODAPT) tarafından desteklenmiştir. Mikroskopi ve görüntüleme sistemleri Minnesota Pediatri Vakfı Üniversitesi ve Minnesota Görüntüleme Merkezi Üniversitesi tarafından sağlanmıştır.

Materials

100W mercury lamp CHIU Technical Corporation M-100T
95% Ethanol Any NA
Adenine Any NA
Ampicillin Any NA
Carrier DNA Ambion AM9680 Sheared Salmon Sperm DNA 10 mg/ml
CCD Camera Photometrics CoolSNAP HQ
Conical Tube Corning 430828 50ml
Culture Tube Rotator New Brunswick 2013923 TC-8, or Any Culture Tube Rotator
Deoxynucleotides (dNTP) PCR Grade Any NA
Eppendorf Tubes Eppendorf 022363719, 022363212 0.5ml, 1.5ml
Erlenmeyer Flask Fisher Scientific 7250089 125ml
Ethylenediaminetetraacetic Acid (EDTA) Any NA
Freezer (-80 °C ) Thermo Electron Corporation ULT-1386-9-V Revco Ultima II
GFP, YFP and Texas Red Filter Sets Chroma Technology Corporation 49002, 86004v2, 49008
Glass culture tubes Fisher Scientific 1496126 75mm
HRP goat anti-mouse antibody Santa Cruz Biotechnology SC-2005
HRP goat anti-rabbit antibody Santa Cruz Biotechnology SC-2301
Incubator (30 °C ) Any NA
Lithium Acetate Any NA
Lysogeny Broth (LB) Media Any NA
Magnesium Chloride Any NA
Microcentrifuge Eppendorf 5415 D
Microscope Nikon E600 Nikon Eclipse E600
Microscope Image Analysis Software Universal Imaging Corporation 6.3r7 MetaMorph Software Series 6.3r7
Mouse anti-GFP antibody Roche 11814460001
Nourseothricin Fisher Scientific 50997939
PCR Thermocycler Applied Biosystems 9700 GeneAmp PCR System
PCR tubes BioExpress, GeneMate T-3035-1 0.2ml
Polyethylene Glycol 3350 Any NA
Potassium Chloride Any NA
Rabbit anti-mCherry antibody BioVision 5993-100
Refrigerator (4°C) Any NA
Sodium Acetate Any NA
Stereomicroscope Nikon SMZ1500
Table Top Centrifuge Labnet Z 400 Hermle Z 400
Taq DNA Polymerase Any NA
Tris(hydroxymethyl)aminomethane (Tris) Any NA
Vortex Mixer Scientific Industries SI-0236 Vortex Genie 2
Yeast Extract Peptone Dextrose (YPD) Media Any NA

References

  1. Bendel, C. M. Colonization and epithelial adhesion in the pathogenesis of neonatal candidiasis. Semin. Perinatol. 27 (5), 357-364 (2003).
  2. Gerami-Nejad, M., Berman, J., Gale, C. A. Cassettes for PCR-mediated construction of green, yellow, and cyan fluorescent protein fusions in Candida albicans. Yeast. 18 (9), 859-864 (2001).
  3. Gerami-Nejad, M., Dulmage, K., Berman, J. Additional cassettes for epitope and fluorescent fusion proteins in Candida albicans. Yeast. 26 (7), 399-406 (2009).
  4. Gerami-Nejad, M., Forche, A., McClellan, M., Berman, J. Analysis of protein function in clinical C. albicans isolates. Yeast. 29 (8), 303-309 (2012).
  5. Gerami-Nejad, M., Hausauer, D., McClellan, M., Berman, J., Gale, C. Cassettes for the PCR-mediated construction of regulatable alleles in Candida albicans. Yeast. 21 (5), 429-436 (2004).
  6. Gonia, S., Larson, B., Gale, C. A. PCR-mediated gene modification strategy for construction of fluorescent protein fusions in Candida parapsilosis. Yeast. 33 (2), 63-69 (2016).
  7. Milne, S. W., Cheetham, J., Lloyd, D., Aves, S., Bates, S. Cassettes for PCR- mediated gene tagging in Candida albicans utilizing nourseothricin resistance. Yeast. 28 (12), 833-841 (2011).
  8. Ausubel, F. M., et al. . Current Protocols in Molecular Biology. , (1995).
  9. Wilson, R. B., Davis, D., Mitchell, A. P. Rapid hypothesis testing with Candida albicans through gene disruption with short homology regions. J. Bacteriol. 181 (6), 1868-1874 (1999).
  10. Pulver, R., et al. Rsr1 focuses Cdc42 activity at hyphal tips and promotes maintenance of hyphal development in Candida albicans. Eukaryotic Cell. 12 (4), 482-495 (2013).
  11. Falgier, C., et al. Candida species differ in their interactions with immature human gastrointestinal epithelial cells. Pediatr. Res. 69 (5), 384-389 (2011).
  12. Nosek, J., et al. Genetic manipulation of the pathogenic yeast Candida parapsilosis. Curr. Genet. 42 (1), 27-35 (2002).
  13. Zemanova, J., Nosek, J., Tomaska, L. High-efficiency transformation of the pathogenic yeast Candida parapsilosis. Curr. Genet. 45 (3), 183-186 (2004).
  14. Benjamin, D. K., et al. Neonatal candidiasis among extremely low birth weight infants: risk factors, mortality rates, and neurodevelopmental outcomes at 18 to 22 months. Pediatrics. 117 (1), 84-92 (2006).
  15. Kullberg, B. J., Arendrup, M. C. Invasive Candidiasis. N Engl J Med. 373 (15), 1445-1456 (2015).

Play Video

Cite This Article
Gonia, S., Berman, J., Gale, C. A. Generation of Fluorescent Protein Fusions in Candida Species. J. Vis. Exp. (121), e55333, doi:10.3791/55333 (2017).

View Video