En visuell analys för att övervaka T6SS-medierad bakteriell konkurrens

Typ VI sekretionssystem (T6SSs) är molekylära nanomaskiner tillåter gramnegativa bakterier att transportera och injicera proteiner i en mängd olika målceller ^1,2. Den T6SS består av 13 kärnkomponenter och visar strukturella likheter med svans-röret av bakteriofager ^3. Fagen använder ett rör och en punktering anordning att penetrera cellhölje av målbakterier och injicera DNA. Det föreslås att T6SS är en inverterad bakteriofag anordning skapa en särskild väg i bakteriecellen kuvertet för att driva effektorer och gifter till ytan. Processen kan drivas vidare och T6SS enhet kan perforera andra celler som bakterien är i kontakt därmed injicerar effektorer i dessa mål. Svansen rör och punkteringspositioner delar anordning av T6SS görs med Hcp och VgrG proteiner, respektive ^4,5.

Mångsidigheten hos T6SS har visats genom studies med olika bakteriella patogener. Vibrio cholerae T6SS kan omforma cytoskelettet av eukaryota värdceller genom injektion av en "evolved" VgrG bär en C-terminal aktin tvärbindande domän ^6,7. Ett annat slående exempel nyligen dokumenterats med Pseudomonas aeruginosa som kan rikta och döda bakterier i en T6SS-beroende sätt, därför främja upprättandet av bakterier inom specifika mikrobiella nischer och konkurrenskraftig miljö ^8,9,10.

I det senare fallet har tre T6SS-utsöndrade proteiner, nämligen Tse1, Tse2 och Tse3 identifierats som gifter injiceras i mål bakterier (figur 1). Donatorcellen skyddas från den skadliga effekten av dessa effektorer via en anti-toxin mekanism, förmedlad av Tsi1, Tsi2 och Tsi3 immunitet proteiner ^8,9,10. Denna antimikrobiella aktivitet kan övervakas när T6SS-skickliga bakterier samodlas på sOlid ytor i konkurrens med andra bakteriearter eller T6SS-inaktiva bakterier av samma art ^8,11,12,13.

De uppgifter som finns tillgängliga betonade ett numeriskt sätt att den bakteriella konkurrens-analysen, inklusive tidskrävande CFU räknar som beror mycket på antibiotika beslutsfattare. I fallet av antibiotikaresistenta stammar som P. aeruginosa, kan dessa metoder vara olämplig. I och med identifieringen av cirka 200 olika T6SS loci i mer än 100 bakteriella genomen ^14, är ett praktiskt screeningmetod mycket önskvärt. Vi utvecklade en analys som är lätt att använda och kräver standard laboratorie material och reagens. Metoden erbjuder en snabb och kvalitativ teknik för att övervaka T6SS-beroende baktericid / BAKTERIOSTAS aktivitet genom användning av en reporter-stam som en byte (i detta fall Escherichia coli DH5a) tillåter en-komplementering av lacZ-genen. Sammantaget är denna metod grapHIC och möjliggör snabb identifiering av T6SS-relaterade fenotyper på agarplattor. Denna experimentella protokoll kan anpassas till andra stammar eller bakteriella arter med hänsyn till specifika förhållanden såsom tillväxtmedier, temperatur eller tid av kontakt.