A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
وصفنا هنا ثلاثة بروتوكولات مختلفة للتحقيق في المختبر من الاقتران، التنبيغ، والتحول الطبيعي في المكورات العنقودية الذهبية.
واحدة سمة هامة من سمات رئيسية الممرض البشري الانتهازية المكورات العنقودية الذهبية هي قدرة غير عادية للاستحواذ بسرعة مقاومة للمضادات الحيوية. تكشف الدراسات الجينومية أن بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية يحمل العديد من الجينات الفوعة ومقاومة تقع في العناصر الوراثية المتنقلة، مما يشير إلى أن نقل الجينات الأفقي (HGT) يلعب دورا حاسما في تطور الذهبية س. ومع ذلك، وصفا كاملا ومفصلا عن المنهجية المستخدمة لدراسة HGT في العنقودية الذهبية لا يزال غير موجود، خاصة فيما يتعلق التحول الطبيعي، الذي تم الإبلاغ مؤخرا في هذه البكتيريا. يصف هذا العمل ثلاثة بروتوكولات التي هي مفيدة للتحقيق في المختبر من HGT في بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية: الاقتران، التنبيغ فج، والتحول الطبيعي. لتحقيق هذا الهدف، والجينات CFR (الكلورامفينيكول / المقاومة florfenicol)، الذي يضفي على Phenicols، Lincosamides، Oxazolidinones، Pleuromutilins، وStreptogramin ألف (PhLOPSأ) -resistance النمط الظاهري، تم استخدامها. فهم الآليات التي من خلالها بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية نقل المواد الوراثية لسلالات أخرى لا بد من فهم سرعة اكتساب المقاومة ويساعد على توضيح طرق نشر عنها في برامج المراقبة أو لمزيد من التنبؤ وضع تنتشر في المستقبل.
المكورات العنقودية الذهبية هي موجبة الجرام البكتيريا المتعايشة التي تسكن بشكل طبيعي في الجلد، وتجويف الأنف من البشر والحيوانات. هذه الأنواع البكتيرية هي السبب الرئيسي للعدوى المستشفيات في المستشفيات ومرافق الرعاية الصحية. وعلاوة على ذلك، جعلت قدرته على تطوير مقاومة المركبات المضادة للميكروبات مختلفة إدارة الالتهابات التي تسببها هذه البكتيريا إلى الاهتمام العالمي.
ومن المعروف مسارين الرئيسية التي تشارك في انتشار الظواهر المقاومة: نشر نسيلي من المورثات المقاومة ونشر المحددات الوراثية بين تجمع البكتيريا. في حالة بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية، مختلف الجينات المقاومة للمضادات الحيوية (وكذلك محددات الفوعة) وقد وجد أن تترافق مع العناصر الوراثية المتنقلة (MGEs) 1. وجود هذه العناصر في الجينوم من بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية يشير إلى أن اقتناء ونقل الجنرالالمواد ETIC بين السكان البكتيرية يمكن أن تلعب دورا هاما لS. التكيف الذهبية والتطور.
المادة الوراثية يمكن تبادلها من خلال ثلاث آليات معروفة من HGT في البكتيريا إيجابية الجرام: التحول، الاقتران، والتنبيغ فج. ويشمل التحول امتصاص الحمض النووي مجانا. للحصول على الحمض النووي الأجنبية، تحتاج الخلايا البكتيرية لتطوير المرحلة الفسيولوجية الخاصة: المرحلة الكفاءة. عندما يتم التوصل إلى هذه المرحلة، والخلايا المختصة قادرة على نقل الحمض النووي في السيتوبلازم، والحصول على محددات وراثية جديدة. في حالة بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية، وجود تحول الطبيعي وقد أثبتت مؤخرا 2. وتماشيا مع هذا، وفقد مجموعتنا الضوء على أهمية التعبير عن عامل تنهد (النسخ الثانوي عامل سيغما خفي) في المرحلة اختصاص التنمية وكيف يجعل تعبيرها التأسيسي العنقودية الذهبية قادرة على reachinز مرحلة الكفاءة، والذي يسمح لاقتناء الظواهر المقاومة التي تحول الطبيعي 2.
الاقتران هو عملية تنطوي على نقل الحمض النووي من خلية حية واحدة (المانحة) إلى آخر (المستفيد). يجب أن يكون كل من الخلايا في اتصال مباشر، والسماح للالحمض النووي التي يتم تبادلها في حين محمي من قبل الهياكل الخاصة، مثل أنابيب أو المسام. نقل الحمض النووي عن طريق هذا الأسلوب يتطلب آلية اقترانية. في العنقودية الذهبية، البلازميد النموذج اقترانية هو PGO1، التي تؤوي في اقترانية الاوبرون TraA 3.
ويشمل فج التنبيغ نقل الحمض النووي من خلية إلى أخرى من خلال العدوى عاثية ويوحي التعبئة من الحمض النووي للبكتيريا، بدلا من الحمض النووي الفيروسي، في القفيصة فج. وlysogenized معظم العزلات بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية عن طريق البكتيريا 1. على ظروف الإجهاد، prophages يمكن رفعه من genom البكتيريةالإلكترونية والتحول إلى دورة حالة.
هذه هي الآليات الثلاثة المعروفة لنقل الحمض النووي في العنقودية الذهبية. هناك بعض آليات نقل إضافية، مثل "شبه التحول" (2) وأنظمة شبيهة فج في نقل الجزر المرضية 4. في الآونة الأخيرة، أفادت مجموعة واحدة "الأنابيب النانوية" تشارك في نقل المواد الخلوية (بما في ذلك البلازميد) بين الخلايا المجاورة 5، 6، لكن لم يظهر دراسة متابعة من المجموعات الأخرى حتى الآن.
ويوفر هذا العمل والمنهجية اللازمة لدراسة HGT في بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية عن طريق معالجة ثلاثة مسارات نقل رئيسية: الاقتران، التنبيغ، والتحول الطبيعي. واستخدمت نتائج التي تم الحصول عليها مع هذه المنهجيات لدراسة انتقال الجينات CFR (الكلورامفينيكول / المقاومة florfenicol) بينبكتريا المكورة العنقودية البرتقالية سلالات 7. هذه التقنيات الثلاث هي أدوات متعددة لتحقيق انتقال MGE في العنقودية الذهبية.
ملاحظة: يتم سرد السلالات والمواد المستخدمة في هذا العمل في الجدول رقم 1 وجدول المواد، على التوالي. في التجارب نقل، استخدمت N315 والعقيد CFR المشتقات -positive الجهات المانحة من الجين CFR (N315-45 وCOL-45). تم الحصول على هذه السلالات من قبل الاقتران، وذلك باستخدام مثل المانحة معدل إماتة الحالات السريرية -positive Staphyloccocus البشروية سلالة (ST2)، بعد بروتوكول اقتران القياسية (أنظر أدناه). يضمر هذه السلالة الجين CFR على pSCFS7 مثل بلازميد 7.
1. الإقتران باستخدام أسلوب تصفية التزاوج
ملاحظة: إن سلالة بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية N315 تحمل الجين CFR (N315-45) 7 (سم R) وتستخدم الجهة المانحة. واستخدمت العقيد 8 أو 9 Mu50 سلالات (تيت R، سم S) كما المتلقين. مزدوج-واعتبرت المستعمرات مقاومة (تيت R، سم R) قادرة على النمو في ظل وجود 32 ملغم / لتر من الكلورامفينيكول بالإضافة إلى 8 ملغ / لتر من التتراسيكلين كما transconjugants المفترضة وتم تحليلها لتحديد وجود CFR بواسطة PCR مستعمرة وتحديد المتلقي خصائص الحساسية.
2. فج تنبيغ
ملاحظة: MR83a الجراثيم التي تنتمي إلى (الأسهم مختبر) عائلة فيروسات سيفاوية استخدمت في التجارب ترنسدوكأيشن. وقد استخدم N315-45 كما المتبرع CFR للعدوى فج. استخدمت N315، العقيد، أو Mu50 سلالات كما المتلقين. تم تحديد اكتساب CFR من أساسهاility من سلالة المتلقي أن تنمو في وجود 32 ملغم / لتر الكلورامفينيكول. وقد تم تحليل المستعمرات تنمو في ظل هذا الشرط لتحديد وجود CFR (عن طريق مستعمرة PCR) وتحديد خصائص الحساسية لاستبعاد احتمال حدوث تلوث محتمل.
3. التحول الطبيعي
وأجري فحص التحول الطبيعي في بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية في أعقاب الطريقة الموصوفة في دراستنا السابقة 2: ملاحظة. مشتق N315، N2-2.1 2، 7، كان يستخدم للمتلقي. في هذه السلالة، وتكرار موضع تنفس الصعداء وذلك لجوهري صريحة تنهد 2. لديتإجراءات ailed حول كيفية عزل المتغيرات الكفاءة، معربا عن تنفس الصعداء، يرجى الاطلاع على الوصف السابق 2. إذا كانت المقاومة علامة على أن يتم تحويلها ليست الكلورامفينيكول، pRIT-تنهد (سم R) يمكن استخدامها للتعبير عن تنفس الصعداء، كما هو موضح سابقا (2). البلازميد المنقى أو كله استخراج الحمض النووي من CFR -acquired يستخدم بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية COL-45 7 كما الحمض النووي المانحة للتحول.
النتائج كانت الممثلة هنا تنطبق (مقتبس من مرجع 7 بإذن من الناشر). درسنا مسارات انتقال محتملة من الجين CFR، الذي يسبب مقاومة ينزوليد على مستوى منخفض والتعبير عن النمط الظاهري PhLOPSA مقاومة 14 و 15 في سلالات
يصف هذا العمل الطرق الرئيسية الثلاث لدراسة HGT المحددات الوراثية في العنقودية الذهبية. على الرغم من أن التنبيغ والاقتران تم دراستها على مدى عقود، وجود تحول الطبيعي تم الاعتراف مؤخرا فقط 2. وهكذا، تم تجهيز العنقودية الذهبية مع كل من وسائط الثل...
The authors have nothing to disclose.
This work was partly supported by Takeda Science Foundation, Pfizer Academic Contribution and JSPS Postdoctoral Fellowship for Foreign Researchers (FC).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Tryptic Soy Broth (TSB) | Becton Dickinson | 211825 | |
Brain Heart Infusion (BHI) | Becton Dickinson | 211059 | |
Nutrient Broth No. 2 | Oxoid | CM0067 | |
Sheep blood agar | Eiken Chemical Co.,Ltd. | E-MR96 | Tryptic soy agar added with 5% (v/v) sheep blood according to the manufacturer. |
Agar powder | Wako Pure Chemical Industries | 010-08725 | |
Sodium citrate (Trisodium citrate dihydrate) | Wako Pure Chemical Industries | 191-01785 | |
Cellulose Ester Gridded 0.45 μL HAWG filter | Merck Milipore | HAWG 02500 | |
QIAfilter Plasmid Midi kit | QIAGEN | 12243 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved