Produisant des destructions de gène chez Escherichia coli par Transduction P1 avec des Cassettes de la résistance aux antibiotiques soumis à accises

Une première approche commune pour étudier la fonction d’un gène doit effectuer knock out mutagenèse et observer le phénotype résultant. C’est aussi nommé génétique inverse. La bactérie e. coli a été le cheval de bataille de la biologie moléculaire pour les 70 dernières années ou ainsi, en raison de la facilité de sa culture et sa susceptibilité de manipulation génétique¹. Plusieurs méthodes ont été développées pour produire des destructions de gène chez e. coli, y compris le marqueur échange mutagénèse^2,3 et, plus récemment, recombineering utilisant le λ rouge ou Rac ET systèmes^{4,5 , 6}.

Dans un système largement utilisé, les séquences codantes de gènes individuels sont remplacées par une cassette de résistance aux antibiotiques qui peut plus tard être excisée du chromosome^5,7. Les séquences codantes sont remplacés, par exemple par une cassette de résistance kanamycine (Kan), qui est flanquée de sites de cible (FRT) de reconnaissance flippase (FLP) de chaque côté. Les sites FRT sont reconnus par la recombinase FLP, qui intervient dans la recombinaison site-spécifique entre les sites FRT conduisant à la suppression de la cassette de Kan. De cette façon, une suppression complète de la séquence codante d’un gène donné peut être atteint, laissant derrière lui qu’une suite de cicatrice minime d’environ 100 paires de bases (PB) (Figure 1).

Juste plus de dix ans, la collection dite de Keio a été développée. Il s’agit d’une bibliothèque bactérienne basée sur un standard de laboratoire souche d’e. coli K12, où presque tous les gènes non essentiels ont été individuellement supprimés par λ recombinaison rouge^7,8. Les clones au sein de cette collection chaque ont une séquence codante remplacée avec une cassette de résistance Kan soumis à accises. La collection de Keio s’est avéré pour être un outil utile pour nombreuses applications⁹. Une telle application est la production de mutants de délétion dans autres souches d’e. coli . La cassette Kan d’un clone de suppression donné peut être mobilisée par transduction généralement les bactériophages, telles que P1^{10,11,12,13,14}. Un stock de phage préparé à partir d’une telle souche peut alors servir à infecter un destinataire la souche e. coli d’intérêt, où à une fréquence faible mais fiable la Kan région cassette contenant peut être incorporée dans le génome du destinataire par recombinaison homologue (Figure 2). Transductants peuvent être sélectionnés pour la croissance sur le milieu contenant du Kan. Suite à cela, si le retrait de la cassette de résistance aux antibiotiques est souhaitée, la recombinase FLP peut être fournie à la souche transduites en trans. Après durcissement du plasmide contenant du FLP, qui transporte un marqueur de résistance ampicilline (Amp), clones Kan et Amp sensibles sont testées pour, et l’excision correcte de la séquence codante de type sauvage et la cassette Kan sont vérifiées par PCR sur colonie.

Ici, un protocole détaillé est présenté, décrivant chacune des étapes dans la production d’un knock-out souche e. coli , basé sur la stratégie décrite ci-dessus. À titre d’exemple, une délétion du gène tamA est démontrée. tamA , code pour une protéine β-Canon de la membrane externe qui est une partie du Transport et de montage Module (TAM), qui est impliqué dans la biogenèse de certaines protéines autotransporter et pili^15,16,17. Cette souche de knock out a ensuite été utilisée pour étudier l’effet de la suppression de tamA sur la biogenèse des deux adhésines autotransporter trimère (AVA), l’adhésine Yersinia YadA et l’e. coli immunoglobuline (Ig)-liaison TAA EibD ^18,,¹⁹.