A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
نقدم إجراءات لإثبات أن يغاندس ربط غشاء سطح هذه هضم السليولوز الأوليات في أمعاء النمل الأبيض الفرموزية الجوفية باستخدام المجهر الفلورسنت ويغاندس أن يقترن الببتيدات lytic تقتل البروتوزوا في المختبر (البروتوزوا اللاهوائية الثقافة) و في الجسم الحي (الحقن في المعى المؤخر النمل الأبيض).
نحن نعمل على تطوير مقاربة جديدة لمكافحة النمل الأبيض الجوفية التي من شأنها أن تؤدي إلى تقليل الاعتماد على استخدام المبيدات الكيماوية. النمل الأبيض الجوفية التي تعتمد على الأوليات في hindguts العمال في هضم الخشب بكفاءة. وقد تبين أن الببتيدات Lytic لقتل مجموعة متنوعة من الطفيليات (Mutwiri آخرون 2000) والبروتوزوا أيضا في أمعاء النمل الأبيض والجوفية الفرموزية ، Coptotermes formosanus (Husseneder وكولير 2009). الببتيدات Lytic هي جزء من الجهاز المناعي اللانوعي من حقيقيات النوى ، وتدمير الأغشية من الكائنات الحية الدقيقة (Leuschner وهانسيل 2004). الببتيدات معظم lytic ليس من المرجح أن يضر ارتفاع حقيقيات النوى ، لأنها لا تؤثر على حيادية كهربائيا أغشية الخلايا التي تحتوي على الكوليسترول العالي حقيقيات النوى (Javadpour وآخرون 1996). ويمكن توجيه عمل Lytic الببتيد لأنواع معينة من الخلايا من خلال إضافة ليجند. على سبيل المثال ، أفادت هانسيل وآخرون (2007) التي يمكن استخدامها الببتيدات lytic مترافق مع يغاندس سرطان الخلايا مستقبلات الغشاء لتدمير خلايا سرطان الثدي ، في حين أن الببتيدات lytic وحدها أو مترافق مع الببتيدات غير محددة لم تكن فعالة. الببتيدات Lytic كما تم مترافق للهرمونات البشرية التي تربط لمستقبلات على خلايا الورم لتدمير تستهدف خلايا البروستات وسرطان الخصية (Leuschner وهانسيل 2004).
في هذا المقال نقدم التقنيات المستخدمة للتدليل على وجود نشاط protozoacidal الببتيد lytic (هيكات) إضافة إلى يجند ببتيد سباعي الذي يربط لغشاء سطح البروتوزوا من أمعاء النمل الأبيض والجوفية الفرموزية. هذه التقنيات تشمل استئصال الأمعاء من العمال النمل الأبيض ، والثقافة اللاهوائي للأمعاء البروتوزوا (Pseudotrichonympha grassii ، Holomastigotoides hartmanni ،
Spirotrichonympha leidyi) ، وتأكيد أن يجند المجهرية التي تحمل صبغة الفلورسنت بربط الأمعاء النمل الأبيض وغيرها من الأوليات حرة المعيشة البروتوزوا ولكن ليس للبكتيريا أو أنسجة الأمعاء. نظهر أيضا أن يجند نفسه بالإضافة إلى الببتيد lytic يقتل بكفاءة الأمعاء البروتوزوا النمل الأبيض في المختبر (الثقافة البروتوزوا) والحية (microinjection في المعى المؤخر العمال) ، ولكن أقل من الببتيد bacteriacidal lytic وحدها. خسارة يؤدي إلى موت الكائنات ذات الخلية الواحدة من النمل الأبيض في أقل من أسبوعين.
في المستقبل ، فإننا سوف مهندس وراثيا الكائنات الحية الدقيقة التي يمكن أن يعيش النمل الأبيض في المعى المؤخر وينتشر عن طريق مستعمرة النمل الأبيض بأنه "حصان طروادة" للتعبير عن يجند - lytic الببتيدات التي من شأنها أن تقتل الطفيليات في الأمعاء النمل الأبيض ، وقتل لاحقا في مستعمرة النمل الأبيض . يجند - lytic الببتيدات يمكن أيضا أن تكون مفيدة لتطوير العقاقير لمكافحة الطفيليات.
التجربة 1 : استخراج أمعاء النمل الأبيض تحت الظروف اللاهوائية البروتوزوا
التجربة 2 : يجند إضافة إلى جانب وجود صبغة الفلورسنت لالبروتوزوا والبكتيريا الثقافات لاختبار ملزمة لأغشية الخلايا السطحية والجدران
كنا سابقا المكتبات عرض بالعاثية (نيو إنجلاند Biolabs المؤتمر الوطني العراقي ، ايبسويتش ، MA) لتحديد تسلسل 19 ببتيد سباعي التي تربط لالبروتوزوا (البروتوكولات المتاحة في http://www.neb.com/nebecomm/ManualFiles/manualE8110.pdf). تم تصنيعه ليجند مع سلسلة ببتيد (ALNLTLH) التي أظهرت أن التشابه جليكوبروتينات المفترضة المعروفة من الغشاء المثقبية البروسية وبالإضافة إلى التحقيق الفلورسنت C - الطرفي (EDANS ، 5 -- ((2 Aminoethyl) الأمينية) النفثالين - 1 - السلفونيك حامض ، λmax = 341 نانومتر ، 471 نانومتر = λem) عبر الصلبة الببتيد التوليف (SSPS) باستخدام راتنج NovaTag EDANS (EMD العلوم البيولوجية). هنا علينا أن نظهر أن يجند بربط البروتوزوا التي كانت معزولة من الأمعاء النمل الأبيض وغيرها من الدول الحرة التي تعيش البروتوزوا ، ولكن ليس للبكتيريا.
التجربة 3 : اختبار النشاط protozoacidal من جانب ليجند الببتيد lytic في المختبر (الثقافة البروتوزوا)
تم تصنيعه من قبل ألف المتقارن ليجند وlytic الببتيد هيكات (Mutwiri وآخرون 2000) في مرفق البروتين LSU.
التجربة 4 : حقن من جانب ليجند صبغة الفلورسنت في النمل الأبيض في المعى المؤخر
التجربة 5 : اختبار النشاط protozoacidal من جانب ليجند الببتيد lytic في الجسم الحي (الحقن في المعى المؤخر النمل الأبيض)
ممثل النتائج :
التجربة 1 : عادة ما يتم الحصول على المعى الأمامي ، المعي المتوسط والمعى المؤخر في قطعة واحدة عند اتباع الإجراء بشكل صحيح (الشكل 1A). وحيد الخلية الموجودة في كثافة عالية في أجزاء من المعى المؤخر اللاهوائية ، ويمكن أن يكون صدر عن اختراق المعى المؤخر مع ملقط (1B الشكل 1 و 2). أكبر بروتوالأنواع زوا في أمعاء النمل الأبيض والجوفية الفرموزية هو على شكل مغزلي P. grassii ، وهو 200-300 ميكرون واسعة وطويلة 150 ميكرون ، ويمكن رؤيته بالعين المجردة. هذه الأنواع هي ثاني أكبر حاء على شكل كمثرى hartmanni (50-140 ميكرومتر طولا و 30-80 ميكرون). أصغر الأنواع هي على شكل مخروط S. leidyi (15-50 ميكرومتر طولا و 8-30 ميكرون ؛ لاي وآخرون 1983). يتم عرض أنواع البروتوزوا في الشكل 2.
في ظل ظروف مثلى الثقافة والأنواع الثلاثة من البروتوزوا معزولة من أمعاء النمل الأبيض الجوفية الفرموزية البقاء على قيد الحياة وسليمة لما لا يقل عن 72 ساعة في وسائل الاعلام U Trager اللاهوائي (الشكل 3A). ومع ذلك ، إذا كانت الظروف الثقافة ليست هي الأمثل والبروتوزوا يموت بسرعة. إذا كان هناك بقايا للأكسجين في وسائل الإعلام ، فإن حركة البروتوزوا تتوقف فورا. واذا ضغط التناضحي عالية جدا أو الغشاء للخطر سلامة غشاء سطح انتفاخ والبروتوزوا الخروج وتمزق الخلايا (الشكل 3B). إذا كان الضغط الاسموزي منخفض جدا أو المساس الأغشية ، وسوف تذبل والبروتوزوا يتقلص (الشكل 3C).
التجربة 2 : نحن أكد أن يجند بالإضافة إلى التحقيق الفلورسنت ملزمة لجميع الأنواع الثلاثة من البروتوزوا من المعى المؤخر من النمل الأبيض الجوفية في كثافة الفرموزية كشفها. ملزم يجند يحدث على سطح الخلية بأكملها (الشكل 4). وتتركز مواقع الربط في المنطقة الأمامية من الأوليات على الإبرة المحورية (ورقة من ميكروتثبول) ونواة في P. grassii.
لاحظنا بعض تألق ذاتي غير مكتمل من جزيئات الخشب ابتلاعها من قبل البروتوزوا. ومع ذلك ، تألق ذاتي هو عادة من السهل أن نستشف ملزمة محددة من يجند ، اذ لا يوجد اي تألق ذاتي من السطح ، والإبرة المحورية النواة (الشكل 4).
نحن أيضا الكشف عن مضان في جميع الأنواع اختبار الهوائية التي تعيش بحرية البروتوزوا (الشكل 5) ، مما يوحي بأن يجند بربط الهياكل العامة لالبروتوزوا. ومع ذلك ، لم يلاحظ أي ملزمة ليجند E. القولونية.
قتل واحد من ميكرومتر يجند - lytic الببتيد جميع الأنواع الثلاثة من البروتوزوا من الأمعاء العمال الفرموزية النمل الأبيض الجوفية وT. الحرة الحية : تجربة 3 الكمثرية في المختبر في أقل من 10 دقيقة ، في حين بقيت تسيطر على قيد الحياة. الشكل 6 يبين الفقدان التدريجي للسلامة غشاء الأمعاء النمل الأبيض البروتوزوا تعامل مع يجند - lytic الببتيد. انتفاخ وتمزق الأغشية ، البروتوزوا تذبل وتموت. لم يلاحظ أي فرق في عدد من E. المستعمرات القولونية بين المعالجات من يجند - lytic الببتيد والمياه. الببتيد Lytic مع عدم وجود يجند ، ومع ذلك ، انخفض عدد E. المستعمرات القولونية كبير (الشكل 7). هذا يشير إلى أن تعلق يجند لبعض الكائنات الحية الدقيقة تحمي درجة غير المستهدفة من تحلل.
التجربة 4 : عندما تم حقن 50 ميكرولتر 0.3 ميكرومتر ليجند fluorescently ملحوظ في المعى المؤخر العمال النمل الأبيض ، وملزمة لP. grassii ، S. leidyi وحاء وأكد hartmanni عبر المجهر مضان مشابهة التصدير. 2 (الشكل 4). لم أنسجة الأمعاء النمل الأبيض لا تظهر مضان.
قتل حقن 0.3 ميكرومتر 500 ميكرولتر يجند - lytic الببتيد جميع الأنواع الثلاثة من الأوليات في أمعاء النمل الأبيض الجوفية داخل الفرموزية 24H : تجربة 5. توفي النمل الأبيض في غضون 10 أيام بعد خسارة البروتوزوا بهم تكافلية. في السابق ، وحقن Husseneder كولير (2009) نفس التركيز من الببتيد lytic في أحشاء النمل الأبيض. دون أن يجند المرفقة ، استغرق الأمر وقتا أطول حتى البروتوزوا في القناة الهضمية (72 ساعة) ، والنمل الأبيض قد لقوا حتفهم (ستة أسابيع). هذا يشير إلى أن يجند زيادة الكفاءة protozoacidal من الببتيدات lytic ، وعلى الأرجح عن طريق ربط الببتيدات lytic لالبروتوزوا.
الشكل 1. أ : أمعاء النمل الأبيض الفرموزية الجوفية على شريحة عرض المقاطع الرئيسية للأمعاء (الصدارة ، منتصف المعى المؤخر) ؛ ب 1 & 2 : مثقوب المعى المؤخر مع ملقط للافراج عن محتوى الأمعاء تحتوي على الطفيليات.
الشكل 2. الأنواع الثلاثة من سوطي البروتوزوا وجدت في المعى المؤخر من النمل الأبيض والجوفية الفرموزية : أ) Pseudotrichonympha grassii ، ب) Holomastigotoides hartmanni ، ج) leidyi Spirotrichonympha.
الشكل 3. البروتوزوا في الثقافة ، والصحية) البروتوزوا ،) البروتوزوا مع انتفاخ الأغشية ب ، ج) ذبل البروتوزوا.
الشكل 4. تأكيد الملزمة للجانب يجند لتحقيق أمعاء النمل الأبيض لالفلورسنتالبروتوزوا (من أعلى إلى أسفل : P. grassii ، H. hartmanni ، S. leydi) ، وتعامل مع يجند ملحوظ fluorescently وضوابط غير المعالجة (إظهار تألق ذاتي).
الشكل 5. يجند ملزم لتحرير المعيشة البروتوزوا الهوائية ، أ) رباعية ، ب) الأميبة ، ج) الحنديرة ، والمتناعلة د).
الشكل 6. علاج الطفيليات مع الماء) (السيطرة) و (ب)) 1 ميكرومتر يجند - lytic الببتيد.
الشكل 7. E. المستعمرات القولونية على لوحات (10 تمييع -4) : أ) المعالجة بمياه (السيطرة) ، ب) المعالجة مع 1 ميكرومتر يجند - lytic الببتيد ، ج) المعالجة مع 1 ميكرومتر الببتيد lytic.
وقد يجند - lytic الببتيدات استخدمت بنجاح لهدف على نحو فعال وتدمير الخلايا السرطانية (هانسيل وLeuschner 2004 ، هانسيل وآخرون 2007). بناء على هذا المفهوم ، قمنا بتطوير يجند ببتيد سباعي التي تربط إلى سطح الأوليات في أمعاء النمل الأبيض الفرموزية الجوفية وبالإضافة إلى الببتيد lyt...
نشكر الدكتور أليسون ريتشارد ، المدير السابق للمنشأة الببتيد LSU لتوليف يجند الفلورسنت ، ومركز لبحوث التكنولوجيا الحيوية Interdisciplinaray ، الجبهة المتحدة لتركيب الببتيد يجند - lytic ، ومرفق مجهر سوكولوفسكي لتوفير الوصول إلى مضان المجاهر. تم توفير التمويل من قبل برنامج التنمية SERDP الاستكشافية (SEED) في وزارة الدفاع ، وزارة الطاقة ووكالة حماية البيئة ، والتكنولوجيا الحيوية AgCenter برنامج الفريق المتعدد الاختصاصات واية لويزيانا.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Sigmacote | Sigma-Aldrich | SL-2 | |
EDANS | Novabiochem, EMD Millipore | ||
Anaerobic glove box | Coy Laboratories, Inc. | Custom made | |
Intellus environmental controller | Percival Scientific, Inc. | I36NL | |
PC-10 Glass micropipette puller | Narishige International | PC-10 | |
Glass needles (Model GD-1, 1 X 900 mm) | Narishige International | GD-1 | |
Leitz micromanipulators | Vermont Optechs, Inc. | ACS01 | |
Microinjector | Tritech Research, Inc. | MINJ-1 | |
Microcaps | Drummond Scientific | 1-000-0005 | |
LEICA fluorescence imaging system | Leica Microsystems | DMRxA2 | |
LEICA dissecting scope | Leica Microsystems | MZ16 | |
LEICA microscope | Leica Microsystems | DMLB | |
Olympus dissecting scope | Olympus Corporation | SZ61 |
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