A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
בסרטון הזה, אנו מתארים הליך הביטוי של effectors סוג החיידק השלישי שמרים זיהוי של מפעיל-Induced פנוטיפים עיכוב צמיחה. פנוטיפים אלו ניתן לנצל לאחר מכן להבהיר פונקציות מפעיל ויעדים.
רבים גראם שליליים חיידקים פתוגניים להשתמש במערכת הפרשת סוג השלישי translocate חבילה של חלבונים מפעיל לתוך cytosol של התאים המארחים. בתוך התא, סוג effectors III לחתור לתהליכים מארח הסלולר לדכא תגובות חיסוניות ולקדם צמיחה הפתוגן. רבים סוג effectors השלישי של פתוגנים צמחים ובעלי חיים בקטריאליים זוהו עד כה, אך רק מעטים מהם מאופיינים היטב. הבנת תפקידי effectors אלה כבר ערערו על ידי שילוב של יתירות פונקציונלית ברפרטואר מפעיל של זן חיידקי מסוים, את ההשפעות עדין כי הם עלולים להפעיל להגדיל ארסיות, תפקידים ספציפיים ואולי בשלבים מסוימים זיהום, וקשיים גנטית מניפולציה פתוגנים מסוימים. הביטוי של effectors סוג השלישי השמרים ניצני
I. עיצוב מערכת הביטוי שמרים עבור effectors סוג III
כיול מערכת שמרים מתאים ביטוי III סוג מפעיל (ים) של עניין היא משימה חשובה ועשוי לדרוש קצת ניסוי וטעייה. גורמים הרלוונטיות העיקריות שיש לשקול אופטימיזציה בעת תכנון מערכת כזו הם: 1) מקדם נהיגה הביטוי של מפעיל (ים), 2) מספר עותק של הגן מפעיל, 3) את תג epitope להשתמש כדי לאמת את ביטוי חלבון , ו 4) את המתח שמרים.
1) יזם
בגלל חיידקים מסוג effectors III עלולים להיות רעילים לתאי שמרים, האמרגן ועין מתנהלת צריך לשמש כדי לשלוט הביטוי שלהם. האמרגן GAL1 משמש בדרך כלל למטרה זו פעילותה מוסדרת על ידי מקור פחמן הנוכחי במדיום הגידול: היא מודחקת על ידי גלוקוז וגלקטוז המושרה על ידי. עם זאת, מקדם זה היה כפי שדווח דולפים מעט בתנאים מדחיק וכתוצאה מכך רעילות בלתי רצויה. אם הוא נתקל בבעיה דומה, מומלץ לצמצם את מספר עותק של הגן מפעיל כמתואר להלן, או להשתמש היזמים ועין מתנהלת חלופיים, כגון MET3 או CUP1 מקדמי 1. כאן אנו מתארים את נוהלי לביטוי חלבונים מן היזם מפעיל גלקטוז-ועין מתנהלת.
2) ג'ין העתק מספר
פרמטר נוסף המשפיע על רמת ביטוי החלבון הוא מספר עותקים של הגן מפעיל הנוכחי בתא. רמות ביטוי גבוהות מושגות כאשר הגן מפעיל מתבצעת על ידי 2 מיקרון פלסמיד (4-60 עותקים בכל תא). הביטוי ביניים מתקבל באמצעות centromere המכילים פלסמיד (1-3 עותקים לכל תא), ואילו הביטוי נמוך מושגת כאשר הגן מפעיל משולב לתוך הגנום שמרים ידי רקומבינציה הומולוגיים. על ידי שילוב של וקטור centromere המכילים את האמרגן GAL1 שהבענו בהצלחה על 50 effectors של פתוגנים צמח Xanthomonas campestris pv. סיקטור ו Pseudomonas syringae pv. עגבניה ברמות לזיהוי על ידי ניתוח immunoblot עם דליפה אפסית בתנאי דיכוי (סלומון ססה , לא פורסם).
3) epitope תגית
אם נוגדנים נגד מפעיל עניין אינם זמינים, תג epitope מותך לחלבון מפעיל לפקח הביטוי שלה על ידי immunoblot. תגים נפוצים הם myc, hemagglutinin (HA) או דגל, אשר נוגדנים מסחרי אמין זמינים. אנו ממליצים להשתמש רק עותק אחד של התג כדי למזער את השפעות מזיקות בלתי רצויה על מבנה ופעילות של החלבון מפעיל.
4) זן שמרים
דרישה בסיסית עבור זן שמרים לשמש הביטוי auxotrophy את הסמן לבחירה של וקטור ביטוי. חשוב לציין כי זני שמרים שונים עשויים להציג רגישויות שונות לביטוי של effectors מסוימים. לדוגמה, אנו ציין כי BY4741 ו W303 זנים יש רגישויות שונות מספר Xanthomonas campestris pv. סיקטור effectors (סלומון ססה, לא פורסם). לכן, עדיף לבחון את מפעיל (ים) של עניין זני שמרים שונים.
השנייה. הכנת מדיה שמרים
צמיחה של זני שמרים, כי אינם מכילים שום וקטור, להשתמש YPD (10 גר '/ ליטר תמצית שמרים, 20 גרם / L peptone ו -2% [w / v] גלוקוז) כמדיום הגידול. עבור התקשורת מוצק, להוסיף 2% [w / v] אגר לפתרון (אם בינוני מוצק רך מאוד, מוסיפים 0.05% [v / v] מן פתרון 5 מניות NaOH N עד בינוני לפני מעוקר). אנו ממליצים על הכנת בינוני ללא גלוקוז 90% של נפח הסופי מעוקר זה. זמן קצר לפני השימוש, למלא את נפח 100% עם מסנן-מעוקרים 20% פתרון [w / v] גלוקוז (לשמור את הפתרון גלוקוז 20% ב 4 ° C על מנת למנוע זיהום).
צמיחה של זני שמרים המכיל וקטור המספק prototrophy סמן לבחירה (לאוצין, אורציל היסטידין או טריפטופן), שימוש בינוני סינתטי הנשירה ללא לאוצין, אורציל היסטידין ו טריפטופן (6.7 גר '/ ליטר חנקן שמרים ללא בסיס חומצות אמינו , 1.4 גרם / L שמרים סינתטיים הנשירה תוספת בינוני) המכיל 2% [w / v] גלוקוז, או 2% [w / v] גלקטוז ו 1% [w / v] raffinose. עבור התקשורת מוצק, להוסיף 2% [w / v] אגר לפתרון. אנו ממליצים להכין את המדיום 90% של נפח הסופי מעוקר זה. זמן קצר לפני השימוש, למלא את נפח ל -100% פתרון פילטר מעוקרים גלוקוז 20%, או 20% גלקטוז פילטר מעוקר + פתרון raffinose 10%, בהתאם למקור הפחמן הרצוי (לשמור על גלוקוז 20% לבין 20% גלקטוז + פתרונות raffinose 10% ב 4 ° C על מנת למנוע זיהום). בהתאם סמן לבחירה של הביטוי vecטור, להוסיף את חומצות אמינו אחרות או אורציל לפני השימוש (10 מ"ל / L של 1 מ"ל g/100 leucine המניות, 10 מ"ל / L של מלאי mg/100 אורציל 200 מ"ל, 2 מ"ל / L מ 1 g/100 מ"ל מניות היסטידין, או 2 מ"ל / L של מניה 1 g/100 טריפטופן מ"ל). בעת הכנת מניות leucine ו אורציל, לעקר אותם מעוקר לשמור בטמפרטורת החדר. בעת הכנת מניות היסטידין ו טריפטופן, לעקר אותם על ידי סינון, לעטוף את הבקבוק בנייר אלומיניום כדי להגן מפני אור, ולשמור על 4 ° C. בכל ההליכים המתוארים להלן, בינוני סינתטי הנשירה בתוספת לאוצין, אורציל היסטידין ו טריפטופן מיועד כמדיום להשלים סינתטי.
Solid-מדיה צלחות ניתן לאחסן עד שני חודשים 4 ° C. לפני השימוש, לייבש את צלחות עבור 20 דקות בתוך ברדס זרימה למינרית סטרילי בטמפרטורת החדר.
ג. שמרים טרנספורמציה
IV. הכנת תמצית שמרים חלבון כדי לוודא ביטוי על ידי מפעיל Immunoblot
V. אכון assay לזהות מפעיל-Induced פנוטיפים עיכוב גדילה
VI. נציג תוצאות
שמרים נציג assay באיתור וזיהוי של עיכוב פנוטיפים צמיחה המושרה על ידי ביטוי effectors סוג III מוצגות באיור. 1. בניסוי זה, השלישי סוג effectors AvrPto, HopAA1-1 ו AvrE1 של חיידק גראם שליליים phytopathogenic עגבניות Pseudomonas syringae. Pv (PST) באו לידי ביטוי מתוך pGML10 centromere המכילים פלסמיד ב זן שמרים BY4741, ונבדק על יכולתם כדי לעכב את הצמיחה שמרים. תרבויות שמרים הפרט להביע Pst סוג effectors III תחת שליטה של האמרגן GAL1 ועין מתנהלת גלקטוז או המכיל וקטור ריק היו בדילול סדרתי מצופה על הדחקה (גלוקוז) או גרימת (גלקטוז) מדיה (איור 1). על הדחקה בינוני, זני שמרים נושאים פלסמידים לביטוי של AvrPto ו HopAA1-1 הציג גידול דומה למתח הבקרה המכיל וקטור ריק. זאת על המדיום זהה, שמרים נושאת AvrE1 הציגה צמיחה מופחת מעט, כנראה קשור במידה מסוימת של דליפה של האמרגן GAL1 ו לאפקט ציטוטוקסיות גבוהה של AvrE1. בתנאים גרימת, ביטוי AvrE1 מפעיל גרם צמיחה דרסטית עיכוב פנוטיפ לידי ביטוי חוסר מושבות דילול כלשהו. כפי שנצפה קודם לכן על ידי Munkvold et al. 3, ביטוי HopAA1-1 הביא גם עיכוב חמור של צמיחה, בעוד AvrPto לא הראו כל השפעה.
באיור 1. גידול שמרים עיכוב שנגרם על ידי ביטוי של העגבניות syringae Pseudomonas. Pv (PST) סוג III effectors AvrE1 ו HopAA1-1. זני שמרים (BY4741) המכיל את pGML10 פלסמיד, או ריק או נשיאת GAL1 מונחה קלטות לביטוי גלקטוז-ועין מתנהלת של AvrPto , HopAA1-1 או AvrE1, גדלו לילה שלם בינוני סינתטי בתוספת גלוקוז (2%) כמקור פחמן, חסר לאוצין. תרבויות נשטפו, מנורמל ל OD 600 = 1.0 ו - 10 סדרתי פי דילולים נראו על גבי מדיה סינתטי מוצק להשלים חסר לאוצין וגלוקוז המכיל (2%), או גלקטוז (2%) ו raffinose (1%). התמונות צולמו לאחר 2 ו - 3 ימים של צמיחה בקצב של 30 ° C עבור שמרים הגדלים גלוקוז וגלקטוז התקשורת, בהתאמה.
במצגת זו, הדגמנו כיצד להשתמש cerevisiae Saccharomyces נבגי שמרים כמערכת Heterologous לביטוי של חלבונים מסוג III מפעיל חיידקים כיצד לזהות מפעיל-Induced עיכוב פנוטיפים צמיחה. חשוב לציין, פנוטיפים אלה יכול להיות מנוצל על מסכי גנטית כדי לזהות מדכאי של ההשפעה השלילית של effectors על צמיחת שמרי...
עבודה זו נתמכה על ידי הקרן הלאומית למדע.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Yeast extract | Difco Laboratories | 212750 | |
Peptone | Difco Laboratories | 211677 | |
D-glucose | Sigma-Aldrich | G5767 | |
Agar | Difco Laboratories | 214010 | |
Sodium hydroxide (NaOH) | Sigma-Aldrich | S8045 | |
Yeast nitrogen base w/o amino acids | Difco Laboratories | 291940 | |
Yeast synthetic drop-out medium supplement | Sigma-Aldrich | Y2001 | |
D-galactose | Sigma-Aldrich | G0750 | >99%; <0.1% glucose |
D-raffinose | Sigma-Aldrich | R0250 | >98% |
L-leucine | Sigma-Aldrich | L8000 | |
Uracil | Sigma-Aldrich | U0750 | |
L-tryptophan | Sigma-Aldrich | T0254 | |
L-histidine | Sigma-Aldrich | H6034 | |
DNA, single stranded, from salmon testes | Sigma-Aldrich | D7656 | |
Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Sigma-Aldrich | D5879 | Desiccate |
Hydrochloric acid (HCl) | Sigma-Aldrich | H1758 | |
Polyethylene glycol (PEG) 3350 | Sigma-Aldrich | P4338 | |
Lithium acetate (LiAc) | Sigma-Aldrich | L4958 | |
Tris (base) | JT Baker | 4109-02 | |
Ethylenediamine-tetraacetic acid (EDTA) | Sigma-Aldrich | E5134 | |
β-mercapt–thanol | Sigma-Aldrich | M6250 | |
Glycerol | Sigma-Aldrich | G5516 | |
Bromophenol blue | Sigma-Aldrich | B6131 | |
Dodecyl sulfate sodium salt (SDS) | Merck & Co., Inc. | 8.22050.1000 | |
Centrifuge tubes (15 ml) | Corning | 430052 | Sterile |
Spectrophotometer cuvette (10x4x45 mm) | Sarstedt Ltd | 67.742 | |
Inoculation loop | Sigma-Aldrich | Z643009 | Sterile |
Parafilm | Sigma-Aldrich | P7543 | |
pH indicator strip, pH 6.5-10.0 | Merck & Co., Inc. | 1.09543.0001 |
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