JoVE Logo
АВТОРЫ
СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • Введение
  • протокол
  • Результаты
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Благодарности
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

Описанные здесь — это метод для анализа экспрессии генов бактерий в животных тканях на клеточном уровне. Этот метод предоставляет ресурс для изучения фенотипического разнообразия, происходящих в пределах бактериальная популяция в ответ на ткани окружающей среды во время инфекции.

Аннотация

Генов вирулентности бактерий, часто регулируются на уровне транскрипционный анализ многочисленных факторов, которые реагируют на различные экологические сигналы. Некоторые факторы действуют непосредственно на генов вирулентности; другие управления патогенеза, регулируя выражение течению регуляторов или накопление сигналов, которые влияют на активность регулятор. В то время как регулирование широко изучен во время роста в пробирке , относительно мало известно о как выражение гена корректируется во время инфекции. Такая информация имеет важное значение, когда продукт определенного гена является кандидатом для терапевтического вмешательства. Транскрипционный анализ подходов, как количественных, реальном времени RT-PCR и РНК-Seq мощных способов изучения экспрессии генов на глобальном уровне, но страдают от многих технических проблем, включая низкий обилие бактериальной РНК, по сравнению с принимающей РНК и пример деградация, полиадениновый. Оценки регулирования с использованием флуоресцентных Репортеры сравнительно легко и может быть мультиплексированием с флуоресцентных белков с уникальными спектральных свойств. Метод позволяет для одной ячейки, пространственно-временных анализ экспрессии генов в тканях, которые демонстрируют сложные трехмерные архитектуры и физико градиенты, которые влияют на бактериальных регулирования сети. Такая информация теряется, когда данные усредняются над населением оптом. Здесь мы описываем метод количественной оценки экспрессии генов в бактериальных патогенов в situ. Метод основан на обработке простой ткани и прямого наблюдения флуоресценции белков репортер. Мы продемонстрировать полезность этой системы путем изучения выражение стафилококк thermonuclease (КНУ), чей продукт гена необходим для иммунной уклонения и полное вирулентности ex vivo и in vivo. Мы покажем, что nuc-gfp сильно выражена в почечной абсцессов и частично разглашать гетерогенных ген выражение из-за очевидной пространственных регулирования деятельности промоутер КНУ в гнойнички, полностью занимается иммунного ответа. Этот метод может применяться к любой бактерии с манипулируемой генетическую систему и модель любой инфекции, предоставляя ценную информацию для доклинических исследований и разработки лекарств.

Введение

Бактерии реагировать на меняющиеся физиологические условия и изменения в состоянии питания их окружающей среды дифференциально выражением генов, необходимых для адаптации и выживания. К примеру оппортунистических патогенов колонизировать тела поверхностей при относительно низкой плотности и зачастую безвредны. Однако после бактерии проникли физические и химические барьеры, он должен бороться с принимающей иммунных клеток борьбе с оборону и ограниченного наличия питательных веществ1. Например золотистый стафилококк колонизирует приблизительно одну треть населения бессимптомно, но также является причиной разрушительных кожи и инфекций мягких тканей, остеомиелит, эндокардит и бактериемии2. Успех S. aureus как возбудитель часто приписывают его метаболические гибкость, а также целый арсенал Факторы вирулентности связанных с поверхности и выделяется, позволяющие бактерии бежать кровоток и реплицировать в периферических тканях 34,,5. Потому что хост смерть из-за стафилококковых болезней является эволюционным тупик и ограничивает передачу новых хостов6, приверженность производства фактор вирулентности должен тщательно контролироваться.

Комплекс нормативных сети белков и некодирующих RNAs реагирует на различные экологические стимулы, включая ячейки плотности, фазы роста, нейтрофилов связанных факторов и наличия питательных веществ, чтобы обеспечить, что генов вирулентности выражаются в Точное время и место в пределах узла ткани7,8,9,10,11,12,13. Например два компонента системы SaeR/S (TCS) регулирует выражение нескольких факторов вирулентности через датчик киназы (SaeS) и ответ регулятор (SaeR)14. SaeS является autophosphorylated на сохранение гистидина остатков в ответ на принимающей сигналы (например, человеческих нейтрофилов пептидов [HNPs], calprotectin)8,,1516. Фосфорила группа затем передается аспартат остатков на SaeR, активация его как ДНК связывающих белков (SaeR ~ P)17. TCS SaeR/S регулирует более 20 генов, которые способствуют патогенеза, включая белки, связывающие фибронектина (FnBPs), лейкоцидины и ванкомицина14,18,19,20. Цели могут быть классифицированы высокоспецифичные и низкого сродства гена цели, которые, вероятно, индуцированной как уровень SaeR ~ P поднимается при контакте с его сигналы21. SaeR/S деятельность контролируется другими регуляторами экспрессии генов, например системы ДЗЗ кворума СМА, репрессор токсинов белка (Rot), и альтернативная Сигма фактор B (SigB)22,23,24.

КНУ это гена вирулентности Sae зависимых в золотистый стафилококк и кодирует thermonuclease (КНУ), которая необходима для побега от neutrophilic extracellular тударять (сетки), а также для распространения во время курс инфекции25,26. Выражение КНУ также сильно косвенно репрессирован Коди присутствии разветвленных аминокислот и ГТУ27и непосредственно репрессирован стафилококковых аксессуар регулятор белка Сара28,29 , деятельность которой находится под влиянием кислорода (окислительно-восстановительного состояния) и рН30. Учитывая, что sae и КНУ мутантов ослабленных в моделях мыши инфекции, есть интерес к разработке химического вмешательства, которые препятствуют их соответствующие мероприятия26,31. Несмотря на это нет никакой информации относительно их регулирования во время инфекции.

Флуоресцентный Репортеры были использованы для мониторинга и количественной оценки экспрессии генов на уровне одной ячейки. Здесь мы представляем метод количественной оценки S. стафилококк экспрессии генов во время инфекции, когда в паре с в пробирке транскриптом анализ и мощные методы визуализации как магнитно-резонансная томография (МРТ) и магнитно-резонансная спектроскопия (MRS), можно выявить как бактериальный Физиология регулируется в естественных условиях и относительного обилия питательных веществ в определенных нишах. Этот метод может применяться для любых бактериальных патогенов с шансов справиться с возникающими генетической системы.

Обзор генома интегративной вектора.

PRB4 интегративной вектор геном содержит 500 низкопробных пар из вышестоящих и нижестоящих регионов Псевдогены S. aureus USA300 SAUSA300_0087 для облегчения гомологичная рекомбинация. pRB4 является производным от чувствительных к температуре pMAD вектор позвоночник содержащий эритромицин сопротивления кассеты (ermC) и термостабильные бета галактозидазы гена bgaB отбора синий/белый рекомбинантов32. Инженерии репортер конструкции также содержит маркер сопротивления Хлорамфеникол (кошка) для выделения после интеграции генома и плазмиды ликвидации, а также EcoRI и ссии сайты предохранитель регулирования региона, представляющих интерес для superfolder зеленый флуоресцентный белок (sGFP) (рис. 1). Известно, что выбор рибосома привязки сайта (RBS) влияет на деятельность журналиста и часто требует эмпирической оптимизации33. Таким образом больших двоичных объектов не поддерживается. Здесь родной рибосома привязки сайт используется для предоставления для шаблона более естественный экспрессии генов, но другие сайты могут быть использованы.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

протокол

Все методы, описанные здесь были одобрены институциональный уход животных и использование Комитет (IACUC) из Джорджтаунского университета.

1. поколение штамма флуоресцентные репортер

  1. Дайджест генома интегративной pRB4 вектор последовательно с EcoRI и ссии энзимов ограничения. После производителя протокол, создана ночь пищеварение с ссии, используя 1 мкг pRB4 при 25 ° C и затем продолжите второй пищеварение за 1 ч при 37 ° C, добавив EcoRI в реакционной смеси. Инактивации ферментов, инкубации при 65 ° C для 20 мин.
  2. PCR усиливает нормативной области интереса от геномной ДНК (в данном случае, ~ 350 пар ДНК фрагмент, содержащий thermonuclease [nuc] Промоутер региона), включающий места ограничения EcoRI 5' и 3' ссии ограничение сайта. Ссии признание последовательность должна быть в кадр с трансляционной начало кодон. В этом исследовании, ПЦР проводилось с использованием высокой верности ДНК-полимеразы в соответствии с рекомендациями изготовителя с oRB015 вперед грунт (5'-atcattgaattctccaaagtaaattataagttatac-3') и обратный (праймер) oRB016 5'-gggcataactaacacctctttctttttag-3'). Отжига температура была 53 ° C. Очищайте результирующий фрагмент с помощью ПЦР очистки комплект следуя инструкциям производителя.
  3. Дайджест результирующий продукт PCR с EcoRI и ссии как выполняется на этапе 1.1 и перевязать переваривается фрагмент ДНК же сайты pRB4 с помощью T4 ДНК лигаза как рекомендованный производителем для создания интегративной конструкции. Внедрить лигирование смесь в E. coli и подтвердите конструкции последовательности.
  4. Electroporate конструкция в S. aureus штамм RN4220 как описано34. Короче говоря, используйте 1 мкг плазмида с 70 мкл электро компетентных клеток (100 Ω, 25 МКФ и 2,3 кв) в бульоне B2 (1% [w/v] казеина гидролизат, 2,5% [w/v] дрожжевой экстракт, 2,5% [w/v] NaCl, 0.1% [w/v] K2PO4, 0,5% [w/v] глюкозы). Выберите для Эритромицин сопротивления (rEm) при температуре разрешительных (30 ° C) на tryptic соевый агар (TSA) дополнена Эритромицин (5 мкг мл-1) и 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galactopyranoside (X-Гал; 80 мкг мл-1). Полученный трансформантов синий благодаря кодировке плазмида β-галактозидазы активности.
    Примечание: Перевод ДНК в клинических изолятов крайне сложно из-за сильного ограничения модификация барьер35. Таким образом S. aureus RN4220 был использован как промежуточный получателя фьюжн конструкции потому, что это ограничение неудовлетворительных и крайне трансформер.
  5. Передача плазмида USA300 штамма S. aureus интерес с помощью электропорации или ФАГ опосредованной трансдукции36 разрешительной температуре. Короче говоря распространять11 бактериофага Φ частиц на штамм доноров, используя TSA пластины, содержащий 5 мм CaCl2 ночь в 30 ° C, а затем стерилизуют фильтрацией через фильтр шприц ацетат целлюлозы 0,45 мкм. Используйте лизатов передавать штамма S. aureus Лак для Emr.
    Примечание: LAC является широко используемым клинических изолировать, который был ранее сделанные Em чувствительных последовательный проход в среде TSB вылечить штамм pUSA03 родной плазмида, предусматривающим Emr 37,38.
  6. Интегрируйте конструкцию два последовательных гомологичная рекомбинация события в хромосоме, как описано выше32. Рекомбинантов, хлорамфеникол стойкие (смr) на тарелках TSA, содержащий 5 мкг мл-1 хлорамфеникола, эритромицина чувствительными (Erms) и не больше синего.
    Примечание: Когда это возможно, повторно ввести заметное сплавливание в USA300 через ФАГ опосредованной трансдукции, чтобы избежать накопления мутаций, связанных с в пробирке штамм проход39 и температуры сдвиги.

2. животных инфекции: Подготовка посевным материалом, системные инфекции и обработки тканей

  1. Подготовка бактериальных посевным материалом
    1. Полоска штаммов S. aureus , представляющих интерес для изоляции на плитах агара крови из запаса замороженных глицерина. Инкубировать при 37 ° C для 16-24 ч для подтверждения гемолитический фенотипов, основанные на их способности лизируют красных кровяных телец (эритроцитов) и формы снимите прозрачный зон.
    2. Инициировать ночь культур путем прививки единого колоний каждого штамма до 4 мл бульона (TSB) tryptic сои в стерильных стеклянных трубок. Поворот трубы при 37 ° C для 16 – 24 h в ролике трубки примерно 70° угол и 70 вращений в минуту [RPM].
    3. Использовать спектрофотометр для измерения оптической плотности на 600 Нм (600OD) культур от шага 2.1.2. Используйте стерильные среднего как оптический ссылка (пустой). Разбавлять эти клетки к ОД600 0,05 в 25 мл стерильного Tryptic соевый бульон (БСЭ) в отдельных, Делонг колбы (5:1 флакон соотношение объема) и инкубировать культур на водяной бане (для правильного теплообмена к культурам), 125 мл и тряски на 280 RPM и установить до 37 ° C.
      Примечание: Рост посевным материалом может производиться различными способами; представлен один метод для выращивания клеток к экспоненциальной фазе. Несмотря на это важно последовательно использовать тот же метод для подготовки клетки для прививки.
    4. ОД600 ~ 1, повторно разбавляют клетки в свежих средних начиная ОД600 0,05 обеспечить клетки достижения экспоненциальной фазе и что факторы, которые накапливаются в течение ночи инкубации были сокращены до уровня экспоненциальной фазе.
    5. Урожай клетки экспоненциальной фазе (OD600 ~0.6–0.8) центрифугированием в 3000 x g 10 мин при комнатной температуре.
    6. Вымойте гранулы дважды в эквивалентный объем стерильных 1 x фосфат амортизированное saline (PBS; рН 7,4).
    7. Приостановить клетки в однократном ПБС (рН 7,4) к концентрации 1 x 108 колонии, образуя единиц (CFUs) мл-1 или в зависимости от желаемого эксперимент.
      Примечание: важно определить отношения между ОД600 и кое мл-1 для каждого штамма интерес, потому что штамм зависимые изменения формы и размера ячейки может повлиять на светорассеивающих свойств и в конечном счете, доза инфекции.
  2. Подготовка животных и бактериальной инфекции
    1. Акклиматизироваться мышей за 7 дней на диете очищенный АЙН-93. Рацион разработан для обеспечения адекватного питания при одновременном снижении ткани auto флуоресценции связанные с потреблением растительные ингредиенты, используемые в стандартной мыши Чоу40.
      Примечание: Здесь используются самок мышей C57/BL6 (6-8 недель), но штамм мыши и секс будет зависеть от исследования.
    2. Перед инфекцией расширяются вены хвост мыши с теплой водой.
    3. Заразить животных путем инъекций 100 мкл бактериальной посевные через хвост вен производить системной инфекции. Сохранить Алиготе первоначального посевным материалом, если выполнение проточной цитометрии (см. раздел 4).
    4. Ежедневно контролировать животных и оценивать состояние их здоровья, с помощью системы мониторинга рассмотрели и утвердили в институциональный уход животных и использования Комитетом.
    5. Разрешить инфекции прогресса для требуемой продолжительности. Эксперименты здесь прекращено 3 дней после инфицирования.
      Примечание: В этих условиях абсцессы состоят из стафилококковых абсцессов сообщества бактерий, окруженная отложения фибрина и окружен концентрических слоев иммунные клетки5,41.
  3. Органы и ткани обработки
    1. Усыпить животных CO2 ингаляции и шейки матки дислокации как дополнительный метод и выполнять вскрытие.
    2. Урожай почек (справа) и других жизненно важных органов (сердца, печени, легких, селезенки) и передачи в 15 мл полипропиленовые пробирки, содержащие формалина 10% [v/v] буфер. Продолжите с этими органами для шаг 2.3.4 ниже.
    3. Левая почка передать стерильные 2 мл-ударопрочный трубка, содержащая ~ 500 мкл 2 мм Бусины кремнезема и 1 мл стерильного ПБС (рН 7,4). Перейдите к шагу 4.2. с этим органом.
    4. Разрешить органов из шага 2.3.2 исправить в темноте при комнатной температуре с нежным встряхивания или вращение по крайней мере 24 часов, но не более 48 часов.
    5. Внедрить органов ясно ткани замораживание среднего и хранить тканей в-80 ° C.
    6. С помощью криостат, раздел ткани на ломтики толщиной 10 мкм.
    7. Сухие разделы на предварительно очищенный, порученное стеклянное скольжение для 20 мин в темноте, применять средний жесткий монтаж с 4', 6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) пятно и применить coverslip. Вылечить навесные слайды при комнатной температуре на ночь и передачи до 4 ° C для длительного хранения.

3. Лазерная конфокальная микроскопия сканирования и обработки изображений

  1. Изучите навесные слайды для обнаружения поражений с использованием лазеров для флуоресцентных репортер используется. В этом случае, зеленый (КГВ), красный (tdTomato) и синий (DAPI) флюоресценции используются сигналы.
  2. Получить изображение, используя соответствующие цели для визуализации отдельных клеток (например, обычно 20 x 40 x целей используется или).
  3. Измерения интенсивности флуоресценции в конфокальных изображения.
    1. Открыть в изображение J конфокальное изображение и отрегулировать яркость/контрастность правильно визуализировать флуоресценции сигнал поражения.
    2. Определение региона интерес и с помощью параметра порог , установите пределы нижней и верхней флуоресценции при необходимости.
    3. Определения центра тяжести, выбрав район → среднее значение серого → центроид → ограничить порог на вкладке анализировать изображения Дж.
    4. Извлечь значение интенсивности флуоресценции центроида или измерить интенсивность средняя флуоресценции в данной поражения на единицу площади (средняя флуоресценции интенсивности, MFI) для GFP и tdTomato. Здесь были использованы районах одной мкм2 .
      Примечание: Ослепленный второй анализ минимизирует предвзятости, когда известна личность образца.
    5. Печать данных и выполнять соответствующие статистические анализы для каждого сравнения.

4. поток Cytometry анализ

  1. (Необязательно) Определить активность синтеза посевным материалом в день инфекции (из раздела 2.2.3)
    1. 899 мкл 1 x стерильные PBS (рН 7,4) добавить 100 мкл каждого посевным материалом и 1 мкл мембраны permeant нуклеиновых кислот пятна (см. Таблицу материалы). Как элемент управления не забудьте включить образец хватает пятен нуклеиновой кислоты.
    2. Выполните все образцы проточной цитометрии.
      Примечание: Для самого первого эксперимента полезно включить только переносчиками для сплавливания интерес для определения правильного напряжения для использования. Четкое разделение между положительным и отрицательным образцы имеет существенно важное значение для анализа данных, указывающее репортер находится значительно выше фонового сигнала.
    3. Для идентификации бактерий населения, участок событий с помощью пятен нуклеиновой кислоты (ось y) и вперед точечной (ось x).
    4. Нарисуйте включение ворота вокруг событий, которые оба нуклеиновых кислот пятна позитивные и правильный размер бактерии на основании прямого рассеяния (от 0,5 до 2,0 мкм для S. aureus).
      Примечание: При определении этой группы населения, как важно, чтобы включить события, которые явно в рамках этих параметров, будьте строгим. Убедитесь, что эти ворота исключает все события для отрицательных элементов управления в других условиях. В этом исследовании, примерно 70% популяции клеток встретились эти требования в анализе.
  2. Анализ образцов тканей после жертвоприношения:
    1. Усыпить животных, урожай левой почки (см. шаг 2.3) и передачи в шарик избиение трубки с 1 мл 1 x стерильные PBS (рН 7,4) и 250 мкл бусины боросиликатное 2 мм.
    2. Нарушить тканей освободить бактериальной клетки. Для почек используйте гомогенизатор для срыва клетки. Здесь для сведения к минимуму Отопление образцы были использованы три 30 s очередей при 6800 об/мин с 1 мин, охлаждения периодов на мокрый лед между циклами.
    3. Пелле, больше мусора ткани центрифугированием на 250 x g 3 мин в настольная microcentrifuge охлаждается до 4 ° C.
      Примечание: Как правило есть клетки Пелле в нижней части трубки и слой плавающего мусора на вершине. Средний водный слой содержит бактериальные клетки.
    4. Передача 10 мкл от водный слой в чистой 1,5 мл microcentrifuge трубка, содержащая 1 мкл пятен нуклеиновой кислоты в 989 мкл PBS (общий объем 1 мл).
    5. Выполняйте проточной цитометрии с использованием тех же параметров сбора данных и стробирования что касается первоначального инокуляты.
      Примечание: Бактериальных клеток будет очень низкие, потому что образец содержит главным образом ткани мусора. Параметр «Живой ворота» также может использоваться, если клетки пятен нуклеиновой кислоты позитивные и Размер закрытого, когда данные загружаются в приложение. Это также поможет проанализировать несколько целевых событий и уменьшить размер файла. Почти один миллион события на сэмпл учитываются, но больше событий счетчиков может быть необходимым в зависимости от тяжести инфекции и размер проанализированы ткани.
    6. Анализ данных: Определять означают интенсивности флуоресценции (МФО) для каждого Флюорофор в данной выборке с помощью включения ворот, определяется в разделе 4.1.4. Нормализовать образцов в программное обеспечение для анализа потока событий пунктам. 10 000 пунктам обычно достаточно в анализе.
      Примечание: Это не редкость, чтобы найти примеры, которые содержат меньше, чем это число событий, так как это зависит от формирования и инфекции тяжести абсцесса. Используя этот подход, 500-40000 события обычно находятся в инфицированных тканях.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Результаты

Мы разработали плазмида, производный от pMAD32 , который может доставить любой репортер сплавливания построить в хромосоме, двойной кроссовер гомологичная рекомбинация (рис. 1). Эта конструкция позволяет для количественного анализа любого ре...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Обсуждение

Бактериальных инфекционных заболеваний являются растущей проблемой здравоохранения во всем мире за счет приобретения антибиотикорезистентности детерминанты46. Потому, что адаптация к принимающей среде имеет важное значение для роста и выживания во время инфекции, страт...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Раскрытие информации

Авторы заявляют, что они не имеют никаких финансовых интересов.

Благодарности

Мы благодарим Александра Horswill за дар PsarAP1- tdTomato fusion и Карен Кресвелл за помощь с cytometry анализ потока. Мы также благодарим Alyssa короля за консультацией по статистического анализа. Эта работа частично финансируется NIH награду разведочных/развития исследований (Грант AI123708) и факультет запуска средства SRB. Спонсоры имел никакой роли в дизайн исследования, сбор данных и толкование или решение представить работу для публикации.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Материалы

NameCompanyCatalog NumberComments
5% sheep bloodHardy Diagnostics (Santa Maria, CA)A10
5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galactopyranoside (X-Gal)ThermoScientificR0402
AmpicillinFisher ScientificBP1760-25
C57Bl/6 MiceCharles RiverNA
ChloramphenicolSigma-AldrichC-0378
confocal laser scanning microscopeZeissNA
cryostat microtomeThermo ScientificNA
Culture, CapVWR International2005-02512
D+2:25NA OligoIntegrated DNA Technologies (Coralville, Iowa)NA
DNA LigaseNew England BiolabsM0202S
ErythromycinSigma-AldrichE5389
Flow AnalyzerBecton DickinsonNA
glass beadsSigmaZ273627
Miniprep, plasmidPromegaA1220
orbital shaking water bathNew Brunswick InnovaNA
PCR purificationQIagen28106
Phosphate Buffer Saline (PBS)Cellgrow46-013-CM
Plate readerTecanNA
Precellys 24 homogenizerBertin LaboratoriesNA
pUC57-KanGenScript (Piscataway, NJ)NA
Q5 Taq DNA PolymeraseNew England Biolabs (Ipswich, MA)M0491S
Restriction EnzymesNew England Biolabs (Ipswich, MA)R0150S (PvuI), R3136S (BamHI), R0144S (BglII), R3131S (NheI), R0101S (EcoRI), R0141S (SmaI).
Reverse transcriptaseNew England BioLabsE6300L
Sanger SequencingGenewiz (Germantown, MD)NA
Sub Xero clear tissue freezing mediumMercedes MedicalMER5000
Superfrost Plus microscope slidesFisher Scientific12-550-15
superloopGE Lifesciences18111382
Syringe, FilterVWR International28145-481
Syto 40Thermo Fisher ScientificS11351Membrane permeant nucleic acid stain
TetracyclineSigma-AldrichT7660
Tryptic Soy BrothVWR90000-376
UV-visible spectrophotometerBeckman Coulter-DU350NA
Vectashield Antifade Mounting medium with DAPIVector LaboratoriesH-1500

Ссылки

  1. Hood, M. I., Skaar, E. P. Nutritional immunity: transition metals at the pathogen-host interface. Nature Reviews Microbiology. 10 (8), 525-537 (2012).
  2. Lowy, F. Staphylococcus aureus infections. The New England Journal of Medicine. 339 (8), 520-532 (1998).
  3. Grosser, M. R., et al. Genetic requirements for Staphylococcus aureus nitric oxide resistance and virulence. PLoS Pathogen. 14 (3), 1006907(2018).
  4. Valentino, M., et al. Genes contributing to Staphylococcus aureus fitness in abscess- and infection-related ecologies. MBio. 5 (5), 01714-01729 (2014).
  5. Cheng, A., et al. Genetic requirements for Staphylococcus aureus abscess formation and persistence in host tissues. FASEB Journal. 23 (10), 3393-3404 (2009).
  6. Meyers, L. A., Levin, B. R., Richardson, A. R., Stojiljkovic, I. Epidemiology, hypermutation, within-host evolution and the virulence of Neisseria meningitidis. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 270 (1525), 1667-1677 (2003).
  7. Balasubramanian, D., et al. Staphylococcus aureus Coordinates Leukocidin Expression and Pathogenesis by Sensing Metabolic Fluxes via RpiRc. MBio. 7 (3), 00818(2016).
  8. Geiger, T., Goerke, C., Mainiero, M., Kraus, D., Wolz, C. The virulence regulator Sae of Staphylococcus aureus.: promoter activities and response to phagocytosis-related signals. Journal of Bacteriology. 190 (10), 3419-3428 (2008).
  9. Weiss, A., Broach, W. H., Shaw, L. N. Characterizing the transcriptional adaptation of Staphylococcus aureus. to stationary phase growth. Pathogens and Disease. 74 (5), (2016).
  10. Balaban, N., Novick, R. P. Autocrine regulation of toxin synthesis by Staphylococcus aureus. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 92 (5), 1619-1623 (1995).
  11. Pohl, K., et al. CodY in Staphylococcus aureus: a regulatory link between metabolism and virulence gene expression. Journal of Bacteriology. 191 (9), 2953-2963 (2009).
  12. Majerczyk, C. D., et al. Staphylococcus aureus CodY negatively regulates virulence gene expression. Journal of Bacteriology. 190 (7), 2257-2265 (2008).
  13. McNamara, P. J., Milligan-Monroe, K. C., Khalili, S., Proctor, R. A. Identification, cloning, and initial characterization of rot, a locus encoding a regulator of virulence factor expression in Staphylococcus aureus. Journal of Bacteriology. 182 (11), 3197-3203 (2000).
  14. Liu, Q., Yeo, W. S., Bae, T. The SaeRS Two-Component System of Staphylococcus aureus. Genes (Basel). 7 (10), 81(2016).
  15. Giraudo, A., Calzolari, A., Cataldi, A., Bogni, C., Nagel, R. The sae locus of Staphylococcus aureus encodes a two-component regulatory system. FEMS Microbiology Letters. 177 (1), 15-22 (1999).
  16. Cho, H., et al. Calprotectin Increases the Activity of the SaeRS Two Component System and Murine Mortality during Staphylococcus aureus Infections. PLoS Pathogen. 11 (7), 1005026(2015).
  17. Sun, F., et al. In the Staphylococcus aureus two-component system sae, the response regulator SaeR binds to a direct repeat sequence and DNA binding requires phosphorylation by the sensor kinase SaeS. Journal of Bacteriology. 192 (8), 2111-2127 (2010).
  18. Liang, X., et al. Inactivation of a two-component signal transduction system, SaeRS, eliminates adherence and attenuates virulence of Staphylococcus aureus. Infection and Immunity. 74 (8), 4655-4665 (2006).
  19. Giraudo, A. T., Cheung, A. L., Nagel, R. The sae locus of Staphylococcus aureus controls exoprotein synthesis at the transcriptional level. Archives of Microbiology. 168 (1), 53-58 (1997).
  20. Flack, C. E., et al. Differential regulation of staphylococcal virulence by the sensor kinase SaeS in response to neutrophil-derived stimuli. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (19), 2037-2045 (2014).
  21. Mainiero, M., et al. Differential target gene activation by the Staphylococcus aureus two-component system saeRS. Journal of Bacteriology. 192 (3), 613-623 (2010).
  22. Li, D., Cheung, A. Repression of hla by rot is dependent on sae in Staphylococcus aureus. Infection and Immunity. 76 (3), 1068-1075 (2008).
  23. Bischoff, M., et al. Microarray-based analysis of the Staphylococcus aureus sigmaB regulon. Journal of Bacteriology. 186 (13), 4085-4099 (2004).
  24. Novick, R., Jiang, D. The staphylococcal saeRS system coordinates environmental signals with agr quorum sensing. Microbiology. 149, Pt 10 2709-2717 (2003).
  25. Olson, M. E., et al. Staphylococcus aureus nuclease is an SaeRS-dependent virulence factor. Infection and Immunity. 81 (4), 1316-1324 (2013).
  26. Berends, E., et al. Nuclease expression by Staphylococcus aureus facilitates escape from neutrophil extracellular traps. Journal of Innate Immunity. 2 (6), 576-587 (2010).
  27. Waters, N. R., et al. A spectrum of CodY activities drives metabolic reorganization and virulence gene expression in Staphylococcus aureus. Molecular Microbiology. 101 (3), 495-514 (2016).
  28. Cassat, J., et al. Transcriptional profiling of a Staphylococcus aureus clinical isolate and its isogenic agr and sarA mutants reveals global differences in comparison to the laboratory strain RN6390. Microbiology. 152, Pt 10 3075-3090 (2006).
  29. Kiedrowski, M., et al. Nuclease modulates biofilm formation in community-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus. PLoS One. 6 (11), 26714(2011).
  30. Fujimoto, D. F., et al. Staphylococcus aureus SarA is a regulatory protein responsive to redox and pH that can support bacteriophage lambda integrase-mediated excision/recombination. Molecular Microbiology. 74 (6), 1445-1458 (2009).
  31. Yeo, W. S., et al. The FDA-approved anti-cancer drugs, streptozotocin and floxuridine, reduce the virulence of Staphylococcus aureus. Scientific Reports. 8 (1), 2521(2018).
  32. Arnaud, M., Chastanet, A., Débarbouillé, M. New vector for efficient allelic replacement in naturally nontransformable, low-GC-content, Gram-positive bacteria. Applied and Environmental Microbiology. 70 (11), 6887-6891 (2004).
  33. Malone, C. L., et al. Fluorescent reporters for Staphylococcus aureus. Journal of Microbiological Methods. 77 (3), 251-260 (2009).
  34. Schenk, S., Laddaga, R. A. Improved method for electroporation of Staphylococcus aureus. FEMS Microbiology Letters. 73 (1-2), 133-138 (1992).
  35. Monk, I. R., Foster, T. J. Genetic manipulation of Staphylococci-breaking through the barrier. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2, 49(2012).
  36. Novick, R. P. Genetic systems in staphylococci. Methods in Enzymology. 204, 587-636 (1991).
  37. Diep, B. A., et al. Complete genome sequence of USA300, an epidemic clone of community-acquired meticillin-resistant Staphylococcus aureus. Lancet. 367 (9512), 731-739 (2006).
  38. Boles, B. R., Thoendel, M., Roth, A. J., Horswill, A. R. Identification of genes involved in polysaccharide-independent Staphylococcus aureus biofilm formation. PLoS One. 5 (4), 10146(2010).
  39. Villaruz, A. E., et al. A point mutation in the agr locus rather than expression of the Panton-Valentine leukocidin caused previously reported phenotypes in Staphylococcus aureus pneumonia and gene regulation. Journal of Infect Diseases. 200 (5), 724-734 (2009).
  40. Reeves, P. G., Nielsen, F. H., Fahey, G. C. J. AIN-93 purified diets for laboratory rodents: final report of the American Institute of Nutrition ad hoc writing committee on the reformulation of the AIN-76A rodent diet. Journal of Nutrition. 123 (11), 1939-1951 (1993).
  41. Thomer, L., Schneewind, O., Missiakas, D. Pathogenesis of Staphylococcus aureus Bloodstream Infections. Annual Review of Pathology. 11, 343-364 (2016).
  42. Olson, M., et al. Staphylococcus aureus nuclease is an SaeRS-dependent virulence factor. Infection and Immunity. 81 (4), 1316-1324 (2013).
  43. Thammavongsa, V., Missiakas, D., Schneewind, O. Staphylococcus aureus degrades neutrophil extracellular traps to promote immune cell death. Science. 342 (6160), 863-866 (2013).
  44. Cheung, A. L., Nast, C. C., Bayer, A. S. Selective activation of sar promoters with the use of green fluorescent protein transcriptional fusions as the detection system in the rabbit endocarditis model. Infection and Immunity. 66 (12), 5988-5993 (1998).
  45. Pilsczek, F. H., et al. A novel mechanism of rapid nuclear neutrophil extracellular trap formation in response to Staphylococcus aureus. Journal of Immunology. 185 (12), 7413-7425 (2010).
  46. Uhlemann, A. C., Otto, M., Lowy, F. D., DeLeo, F. R. Evolution of community- and healthcare-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Infection, Genetics and Evolution. 21, 563-574 (2014).
  47. Voyich, J. M., et al. The SaeR/S gene regulatory system is essential for innate immune evasion by Staphylococcus aureus. Journal of Infectious Diseases. 199 (11), 1698-1706 (2009).
  48. Cheng, A., DeDent, A., Schneewind, O., Missiakas, D. A play in four acts: Staphylococcus aureus. abscess formation. Trends in Microbiology. 19 (5), 225-232 (2011).
  49. Balasubramanian, D., Harper, L., Shopsin, B., Torres, V. J. Staphylococcus aureus pathogenesis in diverse host environments. Pathogens and Disease. 75 (1), (2017).
  50. Vitko, N. P., Grosser, M. R., Khatri, D., Thurlow, L. R., Richardson, A. R. Expanded Glucose Import Capability Affords Staphylococcus aureus Optimized Glycolytic Flux during Infection. MBio. 7 (3), 00296(2016).
  51. Landete, J. M., et al. Use of anaerobic green fluorescent protein versus green fluorescent protein as reporter in lactic acid bacteria. Applied Microbiology and Biotechnol. 99 (16), 6865-6877 (2015).
  52. Buckley, A. M., et al. Lighting Up Clostridium Difficile: Reporting Gene Expression Using Fluorescent Lov Domains. Scientific Reports. 6, 23463(2016).
  53. Bose, J. L. Genetic manipulation of staphylococci. Methods in Molecular Biology. 1106, 101-111 (2014).
  54. Krute, C. N., et al. Generation of a stable plasmid for in vitro and in vivo studies of Staphylococcus. Applied and Environmental Microbiology. , 02370(2016).
  55. Cassat, J. E., et al. Integrated molecular imaging reveals tissue heterogeneity driving host-pathogen interactions. Science Translational Medicine. 10 (432), 6361(2018).
  56. Handlogten, M. E., Hong, S. P., Westhoff, C. M., Weiner, I. D. Apical ammonia transport by the mouse inner medullary collecting duct cell (mIMCD-3). American Journal of Physiology-Renal Physiology. 289 (2), 347-358 (2005).
  57. Hijmans, B. S., Grefhorst, A., Oosterveer, M. H., Groen, A. K. Zonation of glucose and fatty acid metabolism in the liver: mechanism and metabolic consequences. Biochimie Journal. 96, 121-129 (2014).
  58. Davis, K. M., Mohammadi, S., Isberg, R. R. Community behavior and spatial regulation within a bacterial microcolony in deep tissue sites serves to protect against host attack. Cell Host & Microbe. 17 (1), 21-31 (2015).
  59. Stenman, J. M., et al. Canonical Wnt signaling regulates organ-specific assembly and differentiation of CNS vasculature. Science. 322 (5905), 1247-1250 (2008).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

144Sae

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

РЕКОМЕНДОВАТЬ БИБЛИОТЕКЕ

НОВОСТИ JoVE

Исследования

Образование

АВТОРЫ

Библиотекарь

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены