Name: transflp &#x2014; a method to genetically modify vibrio cholerae based on natural transformation and flp-recombination
Uploaded: 2012-10-08T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about TransFLP â€” A Method to Genetically Modify Vibrio cholerae Based on Natural Transformation and FLP-recombination Video at JoVE.com

Jeg ønsker å takke Olga de Souza Silva for teknisk assistanse. Dette arbeidet ble støttet av den sveitsiske National Science Foundation (SNSF) Grant 31003A_127029.

Den TransFLP metoden (figur 1) er eksemplifisert ved tre forskjellige metoder: I) sletting av to tilstøtende gener koder virulens determinanter av V. cholerae (f.eks ΔctxAB), ii) fjerning av en sykdomsfremkallende øy (f.eks ΔVPI-1), og III) integrering av en T7 RNA-polymerase-avhengige promotor sekvensen oppstrøms av et gen-av-interesse, som senere lar sine kunstig uttrykk i den respektive stamme bakgrunn (f.eks, T7-tfoX) (Figur 2). <p class="jove_tit...

<ol>
	<li>Miller, V. L., Mekalanos, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+suicide+vector+and+its+use+in+construction+of+insertion+mutations:+osmoregulation+of+outer+membrane+proteins+and+virulence+determinants+in+Vibrio+cholerae+requires+toxR.">A novel suicide vector and its use in construction of insertion mutations: osmoregulation of outer membrane proteins and virulence determinants in Vibrio cholerae requires toxR.</a> J. Bacteriol. 170, 2575-2583 (1988).</li><li>Hamilton, C. M., Aldea, M., Washburn, B. K., Babitzke, P., Kushner, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+method+for+generating+deletions+and+gene+replacements+in+Escherichia+coli.">New method for generating deletions and gene replacements in Escherichia coli.</a> J. Bacteriol. 171, 4617-4622 (1989).</li><li>Kato, C., Ohmiya, R., Mizuno, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+rapid+method+for+disrupting+genes+in+the+Escherichia+coli+genome.">A rapid method for disrupting genes in the Escherichia coli genome.</a> Biosci. Biotechnol. Biochem. 62, 1826-1829 (1998).</li><li>Donnenberg, M. S., Kaper, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Construction+of+an+eae+deletion+mutant+of+enteropathogenic+Escherichia+coli+by+using+a+positive-selection+suicide+vector.">Construction of an eae deletion mutant of enteropathogenic Escherichia coli by using a positive-selection suicide vector.</a> Infect. Immun. 59, 4310-4317 (1991).</li><li>De Souza Silva, O., Blokesch, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+manipulation+of+Vibrio+cholerae+by+combining+natural+transformation+with+FLP+recombination.">Genetic manipulation of Vibrio cholerae by combining natural transformation with FLP recombination.</a> Plasmid. 64, 186-195 (2010).</li><li>Meibom, K. L., Blokesch, M., Dolganov, N. A., Wu, C. -. Y., Schoolnik, G. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chitin+induces+natural+competence+in+Vibrio+cholerae.">Chitin induces natural competence in Vibrio cholerae.</a> Science. 310, 1824-1827 (2005).</li><li>Pollack-Berti, A., Wollenberg, M. S., Ruby, E. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Natural+transformation+of+Vibrio+fischeri+requires+tfoX+and+tfoY.">Natural transformation of Vibrio fischeri requires tfoX and tfoY.</a> Environ. Microbiol. 12, 2302-2311 (2010).</li><li>Marvig, R. L., Blokesch, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Natural+transformation+of+Vibrio+cholerae+as+a+tool-optimizing+the+procedure.">Natural transformation of Vibrio cholerae as a tool-optimizing the procedure.</a> BMC Microbiol. 10, 155 (2010).</li><li>Blokesch, M., Schoolnik, G. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Serogroup+Conversion+of+Vibrio+cholerae+in+Aquatic+Reservoirs.">Serogroup Conversion of Vibrio cholerae in Aquatic Reservoirs.</a> PLoS Pathog. 3, e81 (2007).</li><li>Cherepanov, P. P., Wackernagel, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+disruption+in+Escherichia+coli:+TcR+and+KmR+cassettes+with+the+option+of+Flp-catalyzed+excision+of+the+antibiotic-resistance+determinant.">Gene disruption in Escherichia coli: TcR and KmR cassettes with the option of Flp-catalyzed excision of the antibiotic-resistance determinant.</a> Gene. 158, 9-14 (1995).</li><li>Sambrook, J., Fritsch, E. F., Maniatis, T., Ford, N., Nolan, C., Ferguson, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Molecular Cloning: A laboratory manual. 1, (1989).</li><li>Reyes-Lamothe, R., Possoz, C., Danilova, O., Sherratt, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Independent+positioning+and+action+of+Escherichia+coli+replisomes+in+live+cells.">Independent positioning and action of Escherichia coli replisomes in live cells.</a> Cell. 133, 90-102 (2008).</li><li>Karaolis, D. K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Vibrio+cholerae+pathogenicity+island+associated+with+epidemic+and+pandemic+strains.">A Vibrio cholerae pathogenicity island associated with epidemic and pandemic strains.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 95, 3134-3139 (1998).</li><li>Ikeda, R. A., Ligman, C. M., Warshamana, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=T7+promoter+contacts+essential+for+promoter+activity+in+vivo.">T7 promoter contacts essential for promoter activity in vivo.</a> Nucleic Acids Res. 20, 2517-2524 (1992).</li><li>Pan, S. H., Malcolm, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduced+background+expression+and+improved+plasmid+stability+with+pET+vectors+in+BL21+(DE3).">Reduced background expression and improved plasmid stability with pET vectors in BL21 (DE3).</a> Biotechniques. 29, 1234-1238 (2000).</li><li>Faruque, S. M., Zhu, J., Asadulghani, M., Kamruzzaman, J. J., Mekalanos, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Examination+of+diverse+toxin-coregulated+pilus-positive+Vibrio+cholerae+strains+fails+to+demonstrate+evidence+for+Vibrio+pathogenicity+island+phage.">Examination of diverse toxin-coregulated pilus-positive Vibrio cholerae strains fails to demonstrate evidence for Vibrio pathogenicity island phage.</a> Infect. Immun. 71, 2993-2999 (2003).</li><li>Joelsson, A., Liu, Z., Zhu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+and+phenotypic+diversity+of+quorum-sensing+systems+in+clinical+and+environmental+isolates+of+Vibrio+cholerae.">Genetic and phenotypic diversity of quorum-sensing systems in clinical and environmental isolates of Vibrio cholerae.</a> Infect. Immun. 74, 1141-1147 (2006).</li><li>Heidelberg, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+sequence+of+both+chromosomes+of+the+cholera+pathogen+Vibrio+cholerae.">DNA sequence of both chromosomes of the cholera pathogen Vibrio cholerae.</a> Nature. 406, 477-483 (2000).</li></ol>

Den TransFLP metoden beskrevet ovenfor, og andre steder 5 har vært mye brukt i vårt laboratorium. Den slags genetiske manipulasjoner som er gjennomførbare inkluderer blant annet: sletting av enkle gener og gen klynger, sletting av genomisk øyer (f.eks VPI-1), innsetting av sekvenser oppstrøms av et gen av interesse (for eksempel promoter sekvenser) og innsetting av sekvenser på slutten av et bestemt gen (f.eks koding affinitet tags). En import foru...

<table border="1"><tbody><tr><td> Navnet på reagensen </td><td> Selskapet </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer </td></tr><tr><td> Kitin flak </td><td> Sigma </td><td> C9213 </td><td> Autoklavering nødvendig </td></tr><tr><td> EKSTRA: Micropulser (i tilfelle antibiotika kassett bør excised av Flp recombinase kodet på PBR-FLP) </td><td> Biorad </td><td> 165-2100 </td><td> Eller tilsvarende electroporators </td></tr></tbody></table>

transflp &#x2014; a method to genetically modify vibrio cholerae based on natural transformation and flp-recombination

Flere metoder er tilgjengelige for å manipulere bakterielle kromosomer 1-3. De fleste av disse protokollene avhengige innsetting av betinget replicative plasmider (f.eks harboring PIR-avhengige eller temperaturfølsom replikoner 1,2). Disse plasmider er integrert i bakterielle kromosomer basert på homologi-mediert rekombinasjon. Slike innsettingen mutanter er ofte brukt direkte i eksperimentelle innstillinger. Alternativt kan valget for plasmid eksisjon etterfulgt av sitt tap utføres, som for Gram-negative bakterier ofte avhengig telleren-valgbar Levan sukrase enzym kodet av genet SACB 4. Excision kan enten gjenopprette pre-innsetting genotype eller resulterer i en utveksling mellom kromosomet og plasmidet-kodede kopi av den modifiserte genet. En ulempe med denne teknikken er at det er tidkrevende. Plasmidet har å bli klonet først, det krever horisontal overføring inn V. cholerae (mest n<html> otably av parring med en E. coli donor stamme) eller kunstig transformasjon av sistnevnte, og den excision av plasmidet er tilfeldig og kan enten gjenopprette det opprinnelige genotype eller skape ønsket modifikasjon hvis ingen positiv utvelgelse utøves. Her presenterer vi en fremgangsmåte for hurtig manipulering av V. cholerae kromosom (er) 5 (figur 1). Dette TransFLP metoden er basert på den nylig oppdagede chitin-mediert induksjon av naturlig kompetanse i denne organismen 6 og annen representant av slekten Vibrio eksempel V. fischeri 7. Naturlig kompetanse tillater opptaket av fritt DNA inkludert PCR-genererte DNA-fragmenter. Gang tatt opp, recombines DNA med kromosomet gitt nærvær av et minimum av 250-500 bp av flankeangrep homologe område 8. Inkludert et utvalg markør i mellom disse flanking regionene gjør det enkelt påvisning av hyppig forekommende transformanter. t &quot;&gt; Denne metoden kan brukes for ulike genetiske manipulasjoner av V. cholerae og potensielt også andre naturlig kompetente bakterier. Vi gir tre nye eksempler på hva som kan oppnås ved denne metode i tillegg til vår tidligere publisert studie på enkelt gen slettinger og tillegg av affinitet-tag sekvenser 5. Flere optimalisering trinn om den første protokollen av kitin-indusert naturlig transformasjon 6 inngår i denne TransFLP protokollen. Disse inkluderer blant annet utskifting av krabbe shell fragmenter av kommersielt tilgjengelige kitin 8 flak, donasjon av PCR -derived DNA som transformere materiale 9, og tillegg av FLP-rekombinasjon målwebområder (FRT) 5. FRT nettsteder lar seterettet excision av seleksjonsmarkør mediert av Flp recombinase 10.

Representative resultater av de tre eksempler er vist på fig 4-6. Den første tilnærmingen rettet mot å slette de nærliggende gener ctxA og ctxB. Sammen har de koder den store virulens faktor V. cholerae, koleratoksin. Vi designet oligonukleotider for TransFLP metoden som beskrevet ovenfor og i henhold til figur 3. Foreldrenes belastning, ble den mellomliggende belastning harboring FRT-flankert antibiotikaresistens kassett på det opprinnelige DNA locus av...

Watch this Scientific Journal Video about TransFLP â€” A Method to Genetically Modify Vibrio cholerae Based on Natural Transformation and FLP-recombination Video at JoVE.com

TransFLP â€” A Method to Genetically Modify Vibrio cholerae Based on Natural Transformation and FLP-recombination Video (Video) | JoVE

En rask metode for å modifisere genomet<em&gt; V. cholerae</em&gt; Er beskrevet. Disse endringene omfatter sletting av enkeltgener, Gene klynger og genomisk øyer samt integrering av korte sekvenser (f.eks promoter elementer eller affinitet-tag sekvenser). Metoden er basert på den naturlige transformasjon og FLP-rekombinasjon.

TransFLP - en metode for å genmodifisere<em&gt; Vibrio cholerae</em&gt; Basert på Natural Transformation og FLP-rekombinasjon

Several methods are available to manipulate bacterial chromosomes1-3. Most of these protocols rely on the insertion of conditionally replicative plasmids ...

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

TransFLP &#x2014; A Method to Genetically Modify Vibrio cholerae Based on Natural Transformation and FLP-recombination

A Parasite Rescue and Transformation Assay for Antileishmanial Screening Against Intracellular Leishmania donovani Amastigotes in THP1 Human Acute Monocytic Leukemia Cell Line

A Parasite Rescue and Transformation Assay for Antileishmanial Screening Against Intracellular Leishmania donovani Amastigotes in THP1 Human Acute Monocytic Leukemia Cell Line Video (Video) | JoVE

En Parasite Rescue and Transformation Assay for Antileishmanial Screening mot intracellulære<em&gt; Leishmania donovani</em&gt; Amastigotes i THP1 Menneskelig Akutt monocyttisk leukemi cellelinje

Leishmaniasis is  one of the world's most neglected diseases, largely affecting the  poorest of the poor, mainly in developing countries. Over 350 million ...

Clinical Application of Sleeping Beauty and Artificial Antigen Presenting Cells to Genetically Modify T Cells from Peripheral and Umbilical Cord Blood

Clinical Application of Sleeping Beauty and Artificial Antigen Presenting Cells to Genetically Modify T Cells from Peripheral and Umbilical Cord Blood Video (Video) | JoVE

Klinisk anvendelse av<em&gt; Sleeping Beauty</em&gt; Og kunstig antigenpresenterende celler å genmodifisere T celler fra perifert og navlestrengsblod

The potency of clinical-grade T cells can be improved by combining gene therapy with immunotherapy to engineer  a biologic product with the potential for ...

Super-resolution Imaging of the Natural Killer Cell Immunological Synapse on a Glass-supported Planar Lipid Bilayer

Super-resolution Imaging of the Natural Killer Cell Immunological Synapse on a Glass-supported Planar Lipid Bilayer Video (Video) | JoVE

Super-oppløsning Imaging of Natural Killer Cell Immunologiske Synapse på en Glass-støttet Planar lipidbilag

The glass-supported planar lipid bilayer system has been utilized in a variety of disciplines. One of the most useful applications of this technique has ...

An Optimized Method for Isolating and Expanding Invariant Natural Killer T Cells from Mouse Spleen

An Optimized Method for Isolating and Expanding Invariant Natural Killer T Cells from Mouse Spleen Video (Video) | JoVE

En optimalisert metode for å isolere og utvide Invariant Natural Killer T-celler fra mus Spleen

The ability to rapidly secrete cytokines upon stimulation is a functional characteristic of the invariant natural killer T (iNKT) cell lineage. iNKT cells ...

Implementation of a Permeable Membrane Insert-based Infection System to Study the Effects of Secreted Bacterial Toxins on Mammalian Host Cells

Implementation of a Permeable Membrane Insert-based Infection System to Study the Effects of Secreted Bacterial Toxins on Mammalian Host Cells Video (Video) | JoVE

Implementering av en gjennomtrengelig membran Insert-baserte infeksjon System for å studere effekter av utskilt toksiner på Pattedyrvertsceller

Many bacterial pathogens secrete potent toxins to aid in the destruction of host tissue, to initiate signaling changes in host cells or to manipulate ...

Development of a More Sensitive and Specific Chromogenic Agar Medium for the Detection of Vibrio parahaemolyticus and Other Vibrio Species

Development of a More Sensitive and Specific Chromogenic Agar Medium for the Detection of Vibrio parahaemolyticus and Other Vibrio Species Video (Video) | JoVE

Utvikling av en mer sensitiv og spesifikk kromogen Agar Medium for deteksjon av<em&gt; Vibrio parahaemolyticus</em&gt; Og annet<em&gt; Vibrio</em&gt; Arter

Foodborne infections in the US caused by Vibrio species have shown an upward trend. In the genus Vibrio, V. parahaemolyticus is responsible for the ...

A Platform of Anti-biofilm Assays Suited to the Exploration of Natural Compound Libraries

A Platform of Anti-biofilm Assays Suited to the Exploration of Natural Compound Libraries Video (Video) | JoVE

En Platform of Anti-biofilm Analyser Passer til Exploration of Natural Sammensatte biblioteker

Biofilms are regarded as one of the most challenging topics of modern biomedicine, and they are potentially responsible for over 80% of ...

Fluorescence-based Neuraminidase Inhibition Assay to Assess the Susceptibility of Influenza Viruses to The Neuraminidase Inhibitor Class of Antivirals

Fluorescence-based Neuraminidase Inhibition Assay to Assess the Susceptibility of Influenza Viruses to The Neuraminidase Inhibitor Class of Antivirals Video (Video) | JoVE

Fluorescens-baserte Neuraminidase inhiberingsanalyse for å vurdere i hvilken grad influensavirus til neuraminidase Inhibitor Class of Antivirale

The neuraminidase (NA) inhibitors are the only class of antivirals approved for the treatment and prophylaxis of influenza that are effective against ...

Laboratory Techniques Used to Maintain and Differentiate Biotypes of Vibrio cholerae Clinical and Environmental Isolates

Laboratory Techniques Used to Maintain and Differentiate Biotypes of Vibrio cholerae Clinical and Environmental Isolates Video (Video) | JoVE

Laboratorieteknikker brukes til å opprettholde og skille biotyper av<em&gt; Vibrio cholerae</em&gt; Kliniske og miljømessige isolater

The aquatic Gram-negative bacterium Vibrio cholerae is the etiological agent of the infectious gastrointestinal disease cholera. Due to the global ...

A Novel Feeder-free System for Mass Production of Murine Natural Killer Cells In Vitro

A Novel Feeder-free System for Mass Production of Murine Natural Killer Cells In Vitro Video (Video) | JoVE

En roman mater-fritt System for masseproduksjon av Murine naturlige drepe celler In Vitro

Natural killer (NK) cells belong to the innate immune system and are a first-line anti-cancer immune defense; however, they are suppressed in the tumor ...