Name: methodology for the study of horizontal gene transfer in staphylococcus aureus
Uploaded: 2017-03-10T12:30:00
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This work was partly supported by Takeda Science Foundation, Pfizer Academic Contribution and JSPS Postdoctoral Fellowship for Foreign Researchers (FC).

注：この作業で使用した株および材料は、それぞれ、 表1および材料の表に記載されています。伝送実験では、N315および陽性デリバティブCFR COLはCFR遺伝子（N315-45とCOL-45）のドナーとして使用しました。これらの株は、以前に（下記参照）を、標準的なコンジュゲーションプロトコルに従って、ドナーとして臨床CFR陽性ブドウ表皮株 （ST2）...

<ol>
	<li>Lindsay, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genomic+variation+and+evolution+of+Staphylococcus+aureus.">Genomic variation and evolution of Staphylococcus aureus.</a> IJMM. 300, 98-103 (2010).</li><li>Morikawa, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expression+of+a+cryptic+secondary+sigma+factor+gene+unveils+natural+competence+for+DNA+transformation+in+Staphylococcus+aureus.">Expression of a cryptic secondary sigma factor gene unveils natural competence for DNA transformation in Staphylococcus aureus.</a> PLoS Pathog. 8, e1003003 (2012).</li><li>Caryl, J. A., O'Neill, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complete+nucleotide+sequence+of+pGO1,+the+prototype+conjugative+plasmid+from+the+Staphylococci.">Complete nucleotide sequence of pGO1, the prototype conjugative plasmid from the Staphylococci.</a> Plasmid. 62, 35-38 (2009).</li><li>Novick, R. P., Christie, G. E., Penades, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+phage-related+chromosomal+islands+of+Gram-positive+bacteria.">The phage-related chromosomal islands of Gram-positive bacteria.</a> Nat. Rev. Microbiol. 8, 541-551 (2010).</li><li>Dubey, G. P., Ben-Yehuda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intercellular+nanotubes+mediate+bacterial+communication.">Intercellular nanotubes mediate bacterial communication.</a> Cell. 144, 590-600 (2011).</li><li>Dubey, G. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Architecture+and+Characteristics+of+Bacterial+Nanotubes.">Architecture and Characteristics of Bacterial Nanotubes.</a> Dev cell. 36, 453-461 (2016).</li><li>Cafini, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Horizontal+gene+transmission+of+the+cfr+gene+to+MRSA+and+Enterococcus:+role+of+Staphylococcus+epidermidis+as+a+reservoir+and+alternative+pathway+for+the+spread+of+linezolid+resistance.">Horizontal gene transmission of the cfr gene to MRSA and Enterococcus: role of Staphylococcus epidermidis as a reservoir and alternative pathway for the spread of linezolid resistance.</a> J. Antimicrob. Chemother. 71, 587-592 (2016).</li><li>Dyke, K. G., Jevons, M. P., Parker, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Penicillinase+production+and+intrinsic+resistance+to+penicillins+in+Staphylococcus+aures.">Penicillinase production and intrinsic resistance to penicillins in Staphylococcus aures.</a> Lancet. 1, 835-838 (1966).</li><li>Kuroda, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole+genome+sequencing+of+meticillin-resistant+Staphylococcus+aureus.">Whole genome sequencing of meticillin-resistant Staphylococcus aureus.</a> Lancet. 357, 1225-1240 (2001).</li><li>Marraffini, L. A., Sontheimer, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CRISPR+interference+limits+horizontal+gene+transfer+in+staphylococci+by+targeting+DNA.">CRISPR interference limits horizontal gene transfer in staphylococci by targeting DNA.</a> Science. 322, 1843-1845 (2008).</li><li>Clinical Laboratory Standards Institute. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Methods for Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria that Growth Aerobically - Seventh Edition: Approved Standard M7-A7. , (2006).</li><li>Edwards, R. A., Helm, R. A., Maloy, 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=Increasing+DNA+transfer+efficiency+by+temporary+inactivation+of+host+restriction.">Increasing DNA transfer efficiency by temporary inactivation of host restriction.</a> BioTechniques. 26, 892-894 (1999).</li><li>Thi, L. T., Romero, V. M., Morikawa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+wall-affecting+antibiotics+modulate+natural+transformation+in+SigH-expressing+Staphylococcus+aureus.">Cell wall-affecting antibiotics modulate natural transformation in SigH-expressing Staphylococcus aureus.</a> J. Antibiot. , (2015).</li><li>Long, K. S., Poehlsgaard, J., Kehrenberg, C., Schwarz, S., Vester, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Cfr+rRNA+methyltransferase+confers+resistance+to+Phenicols,+Lincosamides,+Oxazolidinones,+Pleuromutilins,+and+Streptogramin+A+antibiotics.">The Cfr rRNA methyltransferase confers resistance to Phenicols, Lincosamides, Oxazolidinones, Pleuromutilins, and Streptogramin A antibiotics.</a> Antimicrob. Agents Chemother. 50, 2500-2505 (2006).</li><li>Ando, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Restriction-modification+system+differences+in+Helicobacter+pylori+are+a+barrier+to+interstrain+plasmid+transfer.">Restriction-modification system differences in Helicobacter pylori are a barrier to interstrain plasmid transfer.</a> Mol microbiol. 37, 1052-1065 (2000).</li><li>Evans, B. A., Rozen, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Significant+variation+in+transformation+frequency+in+Streptococcus+pneumoniae.">Significant variation in transformation frequency in Streptococcus pneumoniae.</a> ISME J. 7, 791-799 (2013).</li><li>Wilson, D. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variation+of+the+natural+transformation+frequency+of+Campylobacter+jejuni+in+liquid+shake+culture.">Variation of the natural transformation frequency of Campylobacter jejuni in liquid shake culture.</a> Microbiology. 149, 3603-3615 (2003).</li><li>McCarthy, A. J., Witney, A. A., Lindsay, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Staphylococcus+aureus+temperate+bacteriophage:+carriage+and+horizontal+gene+transfer+is+lineage+associated.">Staphylococcus aureus temperate bacteriophage: carriage and horizontal gene transfer is lineage associated.</a> Front Cell Infect Microbiol. 2, 6 (2012).</li><li>Lindsay, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Staphylococcus+aureus+genomics+and+the+impact+of+horizontal+gene+transfer.">Staphylococcus aureus genomics and the impact of horizontal gene transfer.</a> IJMM. 304, 103-109 (2014).</li><li>Uchiyama, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intragenus+generalized+transduction+in+Staphylococcus+spp.+by+a+novel+giant+phage.">Intragenus generalized transduction in Staphylococcus spp. by a novel giant phage.</a> ISME J. 8, 1949-1952 (2014).</li></ol>

<html>この作品は、黄色ブドウ球菌における遺伝的決定のHGTを研究するために、3つの主要な方法について説明します。形質導入および結合は数十年にわたって研究されてきたが、自然形質転換の存在はごく最近の2を認識しました。このように、 黄色ブドウ球菌は、HGTの3メジャーモードのすべてが装備され、それらのすべてのテストは遺伝的決...

黄色ブドウ球菌は自然に人間や動物の皮膚や鼻腔に生息する共生グラム陽性細菌です。この細菌種は、病院や医療現場における院内感染の主な原因です。また、別の抗菌化合物に対する耐性を開発する能力は、世界的な懸念にこの細菌によって引き起こされる感染症の管理を行っています。 耐性表現型の拡散に関与する2つの主要な経路が知られている：耐性遺伝子型のクローン普及および細菌プール間の遺伝的決定の普及を。 黄色ブドウ球菌 、異なる抗生物質耐性遺伝子（ならびに病原性決定因子）の場合には、モバイル遺伝要素（MGES 1）に関連することが見出されています。 黄色ブドウ球菌のゲノムにおけるこれらの要素の存在は、世代の取得及び譲渡ことを示しています細菌集団内エティックな材料は、 黄色ブドウ球菌の適応と進化のための重要な役割を果たし得ます。 形質転換、抱合、およびファージ形質導入：遺伝物質は、グラム陽性細菌にHGTの三周知の機構を介して交換することができます。形質転換は、遊離DNAの取り込みを伴います。能力段階：外来DNAを取得するには、細菌細胞は、特別な生理的相を開発する必要があります。この段階に到達すると、コンピテント細胞は、細胞質中にDNAを輸送する新しい遺伝的決定を取得することが可能です。 黄色ブドウ球菌の場合には、天然の形質転換の存在は、最近2を実証されています。これに伴い、当社グループは、その構成的発現がreachin可能な黄色ブドウ球菌をレンダリングする方法を開発の能力段階で、オンため息因子の発現の関連性（不可解な二次転写シグマ因子）に光を当てるしています自然変換2により耐性表現型の獲得を可能にするグラム能力段階、。 結合は、別の（受信者）に1生細胞（ドナー）からのDNAの送信を伴うプロセスです。どちらの細胞は、DNAが、そのようなチューブや毛穴などの特殊な構造によって保護された状態で交換することができるように、直接接触していなければなりません。この方法によるDNAの導入は、接合機械を必要とします。 黄色ブドウ球菌では、プロトタイプ接合プラスミドは、接合オペロンTRAA 3を保有PGO1、です。 ファージ形質導入は、バクテリオファージ感染を介して細胞への細胞からのDNAの移動を伴う、代わりにウイルスDNAのファージキャプシドに、細菌DNAのパッキングを意味します。 黄色ブドウ球菌分離株のほとんどは、バクテリオファージ1によって溶原化されています。ストレス条件に、プロファージは、細菌GENOMから切り出すことができますeおよび溶菌サイクルへの移行。 これらは、 黄色ブドウ球菌におけるDNAの伝送のための3つのよく知られた機構です。病原性島4の転送中にいくつかのような「擬似変換」などの追加の転送メカニズム、2およびファージのようなシステムがあります。最近、一つのグループは、「ナノチューブ」は、隣接するセル5,6の間（プラスミドDNAなど）は、細胞材料の転写に関与しているが、フォローアップ研究は、これまで、他のグループから出現していないことを報告しました。 接合、形質導入、および自然変換：この作品は、3つの主要な移動経路をアドレス指定することにより、黄色ブドウ球菌にHGTを勉強するために必要な方法論を提供します。これらの方法論を用いて得られた結果は、間のCFR遺伝子（クロラムフェニコール/フロルフェニコール耐性）の送信を研究するために使用されました黄色ブドウ球菌は7菌株 。これらの3つの技術は、黄色ブドウ球菌におけるMGE伝送の調査のための多目的なツールです。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="737">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:284px;">Tryptic Soy Broth (TSB)&#160;</td>
			<td style="width:216px;">Becton Dickinson&#160;</td>
			<td style="width:121px;">211825</td>
			<td style="width:116px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Brain Heart Infusion (BHI)</td>
			<td>Becton Dickinson&#160;</td>
			<td>211059</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Nutrient Broth No. 2</td>
			<td>Oxoid</td>
			<td>CM0067</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sheep blood agar</td>
			<td>Eiken Chemical Co.,Ltd.</td>
			<td>E-MR96</td>
			<td>Tryptic soy agar added with 5% (v/v) sheep blood according to the manufacturer.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Agar powder</td>
			<td>Wako Pure Chemical Industries</td>
			<td>010-08725</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sodium citrate (Trisodium citrate dihydrate)</td>
			<td>Wako Pure Chemical Industries</td>
			<td>191-01785</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cellulose Ester Gridded 0.45 &#956;L HAWG filter</td>
			<td>Merck Milipore</td>
			<td>HAWG 02500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">QIAfilter Plasmid Midi kit</td>
			<td>QIAGEN</td>
			<td>12243</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

methodology for the study of horizontal gene transfer in staphylococcus aureus

主要な日和見ヒト病原体黄色ブドウ球菌の1つの重要な特徴は、急速に抗生物質に対する耐性を獲得するその並外れた能力です。ゲノム研究は、 黄色ブドウ球菌は、水平遺伝子伝達（HGT）は、黄色ブドウ球菌の進化に重要な役割を果たしていることを示唆し、モバイル遺伝的要素に位置し、多くの病原性と抵抗性遺伝子を有することを明らかにしました。しかし、 黄色ブドウ球菌にHGTを研究するために使用される方法の完全かつ詳細な説明はまだ、不足している、特に自然変換について、最近、この細菌で報告されています。抱合、ファージ形質導入、および自然変換：この作品は、 黄色ブドウ球菌におけるHGTのin vitroでの研究のために有用である3つのプロトコルについて説明します。この目的にフェニコールを与える、CFR遺伝子（クロラムフェニコール/フロルフェニコール耐性）、リンコサミド、オキサゾリジノン、プレウロムチリン、およびストレプトA（PhLOPSA）表現型ース間オン抵抗使用しました。 黄色ブドウ球菌は、他の株に遺伝物質を転送するを通じてメカニズムを理解することは、耐性の急速な買収を理解するために不可欠であるとサーベイランスプログラムで報告普及のモードを明確にすることや、今後さらに拡散モードを予測するのに役立ちます。

ここで示される結果は、以前に公開されている（出版社の許可を得て参照7から適応）。私たちは、HGTの三つのメカニズムを調査することにより、 黄色ブドウ球菌株で15、低レベルのリネゾリド耐性とPhLOPSA耐性表現型14の発現を引き起こすCFR遺伝子の潜在的な伝送経路を検討しました。 <p cl...

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Methodology for the Study of Horizontal Gene Transfer in Staphylococcus aureus

ここでは接合、形質導入、および黄色ブドウ球菌における自然形質転換のin vitroでの調査のための3つの異なるプロトコルを記述します。

で水平遺伝子伝達の研究のための方法論<em&gt;黄色ブドウ球菌</em

One important feature of the major opportunistic human pathogen Staphylococcus aureus is its extraordinary ability to rapidly acquire resistance to ...

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Methodology for the Study of Horizontal Gene Transfer in Staphylococcus aureus

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用ドリップ流れと回転円板の原子炉の使用黄色ブドウ球菌バイオフィルム分析

Most microbes in nature are thought to exist as surface-associated communities in biofilms.1  Bacterial biofilms are encased within a matrix and attached ...

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メチシリン耐性の実験的心内膜炎モデル<em&gt;黄色ブドウ球菌</em&gt;（MRSA）ラットにおける

Endovascular infections, including endocarditis, are life-threatening infectious syndromes1-3. Staphylococcus aureus is the most common world-wide cause ...

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Multiplex PCR Assay for Typing of Staphylococcal Cassette Chromosome Mec Types I to V in Methicillin-resistant Staphylococcus aureus

Multiplex PCR Assay for Typing of Staphylococcal Cassette Chromosome Mec Types I to V in Methicillin-resistant Staphylococcus aureus

????????V???????????????????I????????????????PCR????<em&gt;???????</em

Staphylococcal Cassette Chromosome mec (SCCmec) typing  is a very important molecular tool for understanding the epidemiology and  clonal strain ...

Studying Interactions of Staphylococcus aureus with Neutrophils by Flow Cytometry and Time Lapse Microscopy

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We present methods to study the effect of phenol soluble modulins (PSMs)  and other toxins produced and secreted by Staphylococcus  aureus on neutrophils. ...

Methodology for the Efficient Generation of Fluorescently Tagged Vaccinia Virus Proteins

蛍光タグ付きワクシニアウイルスタンパク質の効率的な生成のための方法論

Tagging of viral proteins with fluorescent  proteins has proven an indispensable approach to furthering our understanding  of virus-host interactions. ...

Targeting Biofilm Associated Staphylococcus aureus Using Resazurin Based Drug-susceptibility Assay

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バイオフィルム関連をターゲット<em&gt;黄色ブドウ球菌</em&gt;レサズリン基づく薬剤感受性アッセイを使用して

Most pathogenic bacteria are able to form biofilms during infection, but due to the difficulty of manipulating and assessing biofilms, the vast majority ...

Genotyping of Staphylococcus aureus by Ribosomal Spacer PCR (RS-PCR)

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のジェノタイピング<em&gt;黄色ブドウ球菌</em&gt;によってリボソームスペーサーPCR（RS-PCR）

The ribosomal spacer PCR (RS-PCR) is a highly resolving and robust genotyping method for S. aureus that allows a high throughput at moderate costs and is, ...

A Mouse Model to Assess Innate Immune Response to Staphylococcus aureus Infection

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マウスのモデルを評価する生得の免疫反応黄色ブドウ球菌感染症

Staphylococcus aureus (S. aureus)&#160;infections, including methicillin resistant stains, are an enormous burden on the healthcare system. With incidence ...