このプロトコルでは、経口感染細菌性病原体とミバエショウジョウバエ melanogaster を公開し、次の腸感染症伝染性の細菌の小屋の数を測定するための方法について説明します。さらに口腔細菌感染飛ぶ生存に免疫の突然変異体の効果について述べる.
ミバエショウジョウバエは、感染と自然免疫の最高の開発したモデル システムのひとつです。ほとんどの作業は、全身感染症に焦点を当て、病原体は、ハエに経口感染するメソッドを必要とする腸内免疫のメカニズムに興味の最近の増加があった。ここで口頭で日和見細菌の病原体 (緑膿菌) とキイロショウジョウバエ(緑膿菌 entomophila) の自然な細菌の病原体の個々 のはえを公開するためのプロトコルを提案する.このプロトコルの目的は、これらの病原体を男性と女性のハエを公開する堅牢な方法を提供することです。病原体伝播の不均質性の研究に関連するである放出、細菌、微生物負荷生存の表現型を示す代表的な結果を提供します。最後に、我々 はことを確認 (腸管上皮細胞の保護囲食マトリックスに欠けている) Dcy変異体 (免疫機能不全 (IMD) 経路に欠けている) 変異体を味わう、口腔の細菌感染に感受性の増加を示します。このプロトコルには、腸の感染症の結果、細菌感染によるバリエーションの様々 な遺伝と環境の要因の研究に拡張することができます, 感染症の経口ルートを使用してハエに感染する堅牢な方法したがって、について説明します。
キイロショウジョウバエ、フルーツ フライ (酢フライ) は、感染と免疫は病原体1,2のさまざまなモデル生物として広く使用されています。この作業では、感染症の生理的影響基本的な洞察を提供していて、寄生蜂、細菌、真菌、ウイルス感染症に対する宿主免疫応答の分子経路の解明にも先駆的だった。この知識は昆虫や他の無脊椎動物の自然免疫応答を理解するのに役立ちますなくショウジョウバエはまた多くの免疫機構は、昆虫と哺乳類の間保存された、ためには発見に拍車をかけた哺乳類の主要な免疫のメカニズム、人間3を含みます。
ほとんど仕事ショウジョウバエ感染症・免疫は、全身の感染症、虫体に直接穴をあけることまたは注入の4,5,6病原体を提供する接種メソッドを使用を重視しています。制御感染用量の配信をできるようにこれらのメソッドの利点ははっきりと全身感染症の作品の大きな体でサポートされています。ただし、キイロショウジョウバエの多くの自然発生する細菌病原体が腸内免疫がホストの防衛7,8,で重要な役割を果たしている有機物の分解に餌を通じて取得されます。9,10,11,12,13,14,15. 全身の伝染を用いる実験は、これらの防御を迂回し、したがって、昆虫が自然な病原体に対する防御をマウントする方法の完全に別の画像を提供します。これは、仕事の目的は、生態と感染症の進化についての予測をテストする自然な病原体と感染経路が重要な16,17場合に特に問題です。最近仕事大幅病原体によって経路が病気結果18,19をどのように影響するかを強調している、異なる免疫経路20,21を引き出す、保護効果を決定することができます。共生16を継承、再生ホスト防御17の進化に重要な役割をことがあります。
感染症の経口経路を採用するもう一つの理由、次の経口感染症22,23,糞便排泄中に細菌を流して測定することによって病原体の感染の差異の調査をことが24. 病気の感染でホストの不均一性の原因を理解自然集団25,26、挑戦しますが、伝達、管理された実験室の下で取除いて病原体などの成分を測定条件には、有用な代替アプローチ27が提供しています。餌ハエ細菌、様々 な制御の実験条件で遺伝と環境場面の下で放出測定細菌の変動要因のホスト間の転送を識別することが可能です。
ここでは、病原性細菌にキイロショウジョウバエを経口感染させるためのプロトコルについて述べるし、(図 1) に続く細菌の増殖を定量化し、流すの。2 つのシュードモナス菌上でこのプロトコルについて述べる: 日和見菌緑膿(PA14) の強毒株と病原体p. entomophilaを飛行、自然の少ない悪性のひずみ。生は広いホストの範囲で、脊椎動物、植物、線虫、昆虫に感染する一般的なグラム陰性細菌であり、ほとんど環境4,6にあります。膿とp. entomophilaによるショウジョウバエの腸管感染症は腸管上皮12,13,14,15、病理結果します。 28。一方、我々 はこれらの 2 つの細菌性病原体に焦点を当てる、ここで説明する方法原則として適用できるマイナーな修正と関心の任意の細菌の病原体に。経口暴露に続いて感染後の生存率を測定し、個々 のはえ内微生物負荷を測定し、コロニー形成単位 (CFUs) で表される、環境に実行可能な微生物を流します。最後に、腸の免疫は、上皮のバリアと体液性応答の組み合わせから結果、ためこれらの防御が途切れるフライラインの生存も測定します。具体的には、Drosocrystallin (Dcy)変異体は、以前腸29劣化囲食マトリックスによる口腔細菌感染しやすくする示されています。また、IMD 経路30経由でグラム陰性菌に対して抗菌ペプチドの生産から妨げ風味 (Rel) 変異体の生存率を測定します。
細菌性病原体とキイロショウジョウバエを確実に経口感染のためのプロトコルを提案します。我々 は膿とP. entomophilaに焦点を当てるが、このプロトコルは、簡単に有効など、セラチア7.など他菌種の感染症に適応できます。このプロトコルの重要な側面は、菌種によって異なります。それに応じて、最も効率的な感染用量、対応する病原性および宿主遺伝子感受性すべてられますが、理想的なパイロット研究でテストします。光学密度の範囲の細菌文化のハエを公開および彼らの伝染性の線量と生存率を測定は、新しい菌種やフライラインを使用適切な出発点です。
プロトコル手順など供給する前に飢餓を飛ぶし、5% ショ糖液に細菌ペレットの再懸濁経口感染症で一般的露出7,8,の中に細菌感染の信頼性を高める9,10します。 ただし、露光中にハエが、細菌文化の面に基本的にライブに注意することが重要です。この文化を歩くと、過程では、ハエの表面、特にキューティクルや毛24の周りに細菌が引っかかってください。これらのエピクチクラ細菌正常腸管感染症を反映していないがフライの均質化、めっきによってまだ検出されます。誤検知の可能性を減らすためには、それは表面に不可欠な 1 分の 70% エタノールに浸漬をハエを滅菌します。
細菌の開口率を考慮した、経口感染症は欠かせません。病原体がホスト環境にリリース数は測定しにくい頻繁、内部負荷は頻繁にしたがって伝送26,27感染症の重症度のプロキシとして取られます。細菌を流してと一緒に測定細菌負荷は疾患重症度と広がり38のこれらの 2 つの重要なコンポーネント間の関係の検討をことができます。提案手法の 1 つの制限は、ハエの内部の細菌負荷を試金と破壊的なサンプリングが必要とすることです。病原体の成長と同じ個人内のクリアランスの縦の動向を調査するは困難します。ただし、各コホートの平均微生物負荷が与えられた内縦病原体ダイナミクスを反映する仮定の下での感染症のさまざまな段階で個人の破壊的サンプリング コホートによってこの制限を克服するために不可能です。個々。細菌を流して苦しむしない同じ制限と我々 は放出できる定量化断面サンプルまたは縦どのように時間をかけて個人内変化放出を調査する方法の例を提供します。
多くのホストと病原体の特徴は共同で疾患25,26,39を送信する個人の傾向を決定します。可能性が高いこれらの特性の意義は、宿主-病原体システムによって異なります、流している可能性が高い糞便口頭伝達の主要な決定要因。細菌の放出を測定する能力は、この仮定をテストする機会を開きます。フライラインの目的パネルにおける宿主-病原体ダイナミクスの特徴を持つ、実験者が経口感染個人、し、感染期間中に感染していない、影響を受けやすいホストと一緒に置いています。これらの ‘受信者’ ハエは、伝送を直接測定する方法として各種の時点で内部の細菌負荷の試金される可能性があります。
この作品は、免疫・感染症・進化 (http://ciie.bio.ed.ac.uk; グラント リファレンス番号 095831) の中心部の Wellcome の信頼から戦略的な賞によって支えられました。PFV に支えられたブランコ ヴァイスシュヴァルツ フェローシップ (https://brancoweissfellowship.org/)、一等書記官の交わり (生物科学の学校、エジンバラの大学);JASJ は、NERC E3 DTP 思い立ったによって支えられました。
Vials | Sarstedt Ltd. | 58.490 | Polystyrene flat base tube 75mm x 23.5mm, 23ml |
Agar | Sigma-Aldrich | A7002 | Agar, ash 2.0-4.5% |
Brown sugar | Bidvest | 66032 | Light brown soft sugar |
Maize | Dove's Farm | Organic maize flour | |
Fermipan yeast | Bidvest | 96360 | Dry, instant yeast |
Methyl-4-hydroxybenzoate | Sigma-Aldrich | H5501 | >=99.0%, crystalline |
Sucrose | Sigma-Aldrich | 84097 | Sucrose BioUltra, for molecular biology, >=99.5% (HPLC) |
Petri dishes | Fisher Scientific UK Ltd. | 15788517 | X600 Petri Dish 90 X 16.2MM Sterile Triple Vent |
Falcon tubes (50ml) | Greiner Bio-one Inc | 210261 | Centrifuge tube, 50ml, skirted, bagged, sterile |
Eppendorf tube (0.5ml) | Sarstedt Ltd. | 72.699 | Sarstedt Micro Tube Conical Base Push Cap 0.5ml Standard Neutral |
Eppendorf tube (1.5ml) | Sarstedt Ltd. | 72.690.001 | Sarstedt Micro Tube Conical Base Push Cap 1.5ml Standard Neutral |
Ethanol | VWR International Ltd. | 20821.33 | ETHANOL ABSOLUTE ANALAR NP ACS/R.PE – Analytical Grade |
2 L Conical Flask | VWR International Ltd. | 214-0038 | Narrow neck, 2 L Erlenmeyer flask |
Sterile filter paper | Fisher Scientific UK Ltd. | 1001-020 | Plain circle and sheets; Particle Retention: greater than11um; Filtration speed: 150 herzberg; Air flow: 10.5s/100mL/in2; Medium porosity; Smooth surface; Grade 1; Type: circle; Dia: 20mm |
Bijou sample container | Fisher Scientific UK Ltd. | 129A | 7ml polystyrene sample container |
Pseudomonas isolation agar | Sigma-Aldrich | 17208 | Contains agar 13.6 g/L, magnesium chloride 1.4 g/L, peptic digest of animal tissue 20g/L, potassium sulfate 10g/L, triclosan 0.025g/L |
LB broth, Miller | Fisher Scientific UK Ltd. | BP1426 | Contains 10g tryptone, 5g yeast extract, 10g sodium chloride per litre |
Large Embryo Collection Cages | Scientific Laboratory Supplies Ltd. | 59-101 | Flystuff- fits 100mm petri dish |
TRI reagent solution | Life Technologies | AM9738 | |
96-well microplate | Scientific Laboratory Supplies Ltd. | 353072 | Falcon 96 Well Clear Flat Bottom TC-Treated Polystyrene Cell Culture Microplate with Lid Sterile |
Pestle | Fisher Scientific UK Ltd | 12649595 | Pestle, Presterilized; Axygen; Tissue grinder; Blue; Inert polypropylene construction; Fits 1.5 and 2.0mL centrifuge tubes; Individually wrapped; 100/Pk |
Glycerol | Scientific Laboratory Supplies Ltd. | CHE2068 | Glycerol A.R. 99.5% 2.5 L |
Cotton wool- non absorbent | Cowens Ltd | ABL | Non Absorbent Large quantity 20 bags x 500 |
Cotton wool- absorbent | Cowens Ltd | ABS | BP small quantity 20 bags x 500 |
Vortex | Fisherbrand | Whirlimixer 75W 50-6-Hz 220-240V | |
Orbital incubator | Gallenkamp | INR-200-010V | 220 V, 50 Hz, 5 A. Nominal temperature: 70ºC. Shaking frequency: 0…400 rpm. |
Absorbance Microplate Reader | Biotek Instruments Ltd | ELx808™ Absorbance Microplate Reader | |
Gen 5 Microplate Reader and Imager Software | Biotek Instruments Ltd | For Absorbance Microplate Reader | |
Centrifuge | Beckman Coulter | 392304 | Allegra X-12R Benchtop Centrifuge, refridgerated 50Hz 230V |
Step One Plus Real Time qPCR System | Thermofisher Scientific | 4376600 | Applied biosystems Step One Plus real time qPCR system |
Step One Software 2.3 | Thermofisher Scientific | For Stepone and SteponePlus real time qPCR systems | |
R Statistical Software | https://cran.r-project.org/ | ||
10 µL pipette tips | Greiner Bio-one Inc | 741015 | Easlyload gilson-style. Graduated, clear, refill, 960 pcs |
200 µL pipette tips | Greiner Bio-one Inc | 741065 | Easlyload gilson-style. Graduated, clear, refill, 960 pcs |
1000 µL pipette tips | Greiner Bio-one Inc | 741045 | Easlyload gilson-style. Graduated, clear, refill, 960 pcs |
20 µL filtered pipette tips | Greiner Bio-one Inc | 774288 | Filter tip gilson-style. Clear, rack blue, single packed, R/Dnase free, 10 racks of 96pcs |
200 µL filtered pipette tips | Greiner Bio-one Inc | 739288 | Filter tip gilson-style. Clear, rack blue, single packed, R/Dnase free, 10 racks of 96pcs |
1000 µL filtered pipette tips | Greiner Bio-one Inc | 740288 | Filter tip gilson-style. Clear, rack blue, single packed, R/Dnase free, 10 racks of 60pcs |