Name: functional characterization of carboxylesterases in insecticide resistant house flies, musca domestica
Uploaded: 2018-08-23T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Functional Characterization of Carboxylesterases in Insecticide Resistant House Flies, Musca Domestica at JoVE.com

1. ביטוי ובידוד חלבונים היעד עם מערכת ביטוי בתיווך Baculovirus תא חרקים
<ol><li>Directionally לשכפל הסתיימה בלאנט מוצרי ה-PCR של חלבונים היעד מהזבובים הבית.<ol>
<li>עיצוב תחל ה-PCR של חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP), הבית לעוף MdαE7 הגן על סמך והרצפים שלהם, את הדרישות המיוחדות של וקטור שבחרת (טבלה 1).</li>
		<li>להשת?...

<ol>
	<li>Scott, J. G., 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=Insecticide+resistance+in+house+flies+from+the+United+States:+Resistance+levels+and+frequency+of+pyrethroid+resistance+alleles.">Insecticide resistance in house flies from the United States: Resistance levels and frequency of pyrethroid resistance alleles.</a> Pesticide Biochemistry and Physiology. 107 (3), 377-384 (2013).</li><li>Li, 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=A+whole+transcriptomal+linkage+analysis+of+gene+co-regulation+in+insecticide+resistant+house+flies,+Musca+domestica.">A whole transcriptomal linkage analysis of gene co-regulation in insecticide resistant house flies, Musca domestica.</a> BMC Genomics. 14, 803 (2013).</li><li>Liu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insecticide+resistance+in+mosquitoes:+impact,+mechanisms,+and+research+directions.">Insecticide resistance in mosquitoes: impact, mechanisms, and research directions.</a> Annual Review of Entomology. 60, 537-559 (2015).</li><li>Grigoraki, 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=Transcriptome+profiling+and+genetic+study+reveal+amplified+carboxylesterase+genes+implicated+in+temephos+resistance,+in+the+Asian+tiger+mosquito+Aedes+albopictus.">Transcriptome profiling and genetic study reveal amplified carboxylesterase genes implicated in temephos resistance, in the Asian tiger mosquito Aedes albopictus.</a> e0003771. 9, e0003771 (2015).</li><li>Grigoraki, 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=Carboxylesterase+gene+amplifications+associated+with+insecticide+resistance+in+Aedes+albopictus:+Geographical+distribution+and+evolutionary+origin.">Carboxylesterase gene amplifications associated with insecticide resistance in Aedes albopictus: Geographical distribution and evolutionary origin.</a> PLOS Neglected Tropical Diseases. 11, e0005533 (2017).</li><li>Wheelock, C., Shan, G., Ottea, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overview+of+carboxylesterases+and+their+role+in+the+metabolism+of+insecticides.">Overview of carboxylesterases and their role in the metabolism of insecticides.</a> Journal of Pesticide Science. 30, 75-83 (2005).</li><li>Feng, X., Li, M., Liu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carboxylesterase+genes+in+pyrethroid+resistant+house+flies,+Musca+domestica.">Carboxylesterase genes in pyrethroid resistant house flies, Musca domestica.</a> Insect Biochemistry and Molecular Biology. 92, 30-39 (2018).</li><li>Mosmann, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+colorimetric+assay+for+cellular+growth+and+survival:+application+to+proliferation+and+cytotoxicity+assays.">Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays.</a> J Immunol Methods. 65 (1-2), 55-63 (1983).</li><li>Jarvis, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Baculovirus-insect+cell+expression+systems.">Baculovirus-insect cell expression systems.</a> Methods in Enzymology. 463, 191-222 (2009).</li><li>Berger, I., Fitzgerald, D. J., Richmond, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Baculovirus+expression+system+for+heterologous+multiprotein+complexes.">Baculovirus expression system for heterologous multiprotein complexes.</a> Nature Biotechnology. 22 (12), 1583 (2004).</li><li>Gong, Y., Li, T., Feng, Y., Liu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+function+of+two+P450s,+CYP9M10+and+CYP6AA7,+in+the+permethrin+resistance+of+Culex+quinquefasciatus.">The function of two P450s, CYP9M10 and CYP6AA7, in the permethrin resistance of Culex quinquefasciatus.</a> Scientific Reports. 7 (1), 587 (2017).</li><li>Cao, C. W., Zhang, J., Gao, X. W., Liang, P., Guo, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overexpression+of+carboxylesterase+gene+associated+with+organophosphorous+insecticide+resistance+in+cotton+aphids,+Aphis+gossypii+(Glover).">Overexpression of carboxylesterase gene associated with organophosphorous insecticide resistance in cotton aphids, Aphis gossypii (Glover).</a> Pesticide Biochemistry and Physiology. 90 (3), 175-180 (2008).</li><li>Zhang, L., Gao, X., Liang, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beta-cypermethrin+resistance+associated+with+high+carboxylesterase+activities+in+a+strain+of+house+fly,+Musca+domestica+(Diptera:+Muscidae).">Beta-cypermethrin resistance associated with high carboxylesterase activities in a strain of house fly, Musca domestica (Diptera: Muscidae).</a> Pesticide Biochemistry and Physiology. 89, 65-72 (2007).</li><li>Van Meerloo, J., Kaspers, G. J., Cloos, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+sensitivity+assays:+the+MTT+assay.">Cell sensitivity assays: the MTT assay.</a> Cancer cell culture. , 237-245 (2011).</li><li>Stockert, J. C., Bl&#225;zquez-Castro, A., Ca&#241;ete, M., Horobin, R. W., Villanueva, &. #. 1. 9. 3. ;. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MTT+assay+for+cell+viability:+Intracellular+localization+of+the+formazan+product+is+in+lipid+droplets.">MTT assay for cell viability: Intracellular localization of the formazan product is in lipid droplets.</a> Acta Histochemica. 114 (8), 785-796 (2012).</li><li>Strober, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trypan+blue+exclusion+test+of+cell+viability.">Trypan blue exclusion test of cell viability.</a> Current Protocols in Immunology. , (2001).</li><li>Riss, T. L., Moravec, R. A., Niles, A. L., Duellman, S., Benink, H. A., Worzella, T. J., Minor, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+viability+assays.">Cell viability assays.</a> Assay Guidance Manual. , (2013).</li><li>Wheelock, C. E., Shan, G., Ottea, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overview+of+carboxylesterases+and+their+role+in+the+metabolism+of+insecticides.">Overview of carboxylesterases and their role in the metabolism of insecticides.</a> Journal of Pesticide Science. 30 (2), 75-83 (2005).</li><li>Li, X., Schuler, M. A., Berenbaum, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+mechanisms+of+metabolic+resistance+to+synthetic+and+natural+xenobiotics.">Molecular mechanisms of metabolic resistance to synthetic and natural xenobiotics.</a> Annual Review of Entomology. 52, 231-253 (2007).</li><li>Nakamura, Y., 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=The+in+vitro+metabolism+of+a+pyrethroid+insecticide,+permethrin,+and+its+hydrolysis+products+in+rats.">The in vitro metabolism of a pyrethroid insecticide, permethrin, and its hydrolysis products in rats.</a> Toxicology. 235 (3), 176-184 (2007).</li><li>Kruger, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Bradford+method+for+protein+quantitation.">The Bradford method for protein quantitation.</a> The protein protocols handbook. , 15-21 (2002).</li><li>Macauley-Patrick, S., Fazenda, M. L., McNeil, B., Harvey, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterologous+protein+production+using+the+Pichia+pastoris+expression+system.">Heterologous protein production using the Pichia pastoris expression system.</a> Yeast. 22 (4), 249-270 (2005).</li><li>Berger, I., Fitzgerald, D. J., Richmond, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Baculovirus+expression+system+for+heterologous+multiprotein+complexes.">Baculovirus expression system for heterologous multiprotein complexes.</a> Nature Biotechnology. 22 (12), 1583 (2004).</li><li>Terpe, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overview+of+bacterial+expression+systems+for+heterologous+protein+production:+from+molecular+and+biochemical+fundamentals+to+commercial+systems.">Overview of bacterial expression systems for heterologous protein production: from molecular and biochemical fundamentals to commercial systems.</a> Applied Microbiology and Biotechnology. 72 (2), 211 (2006).</li><li>Bulter, 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=Functional+expression+of+a+fungal+laccase+in+Saccharomyces+cerevisiae+by+directed+evolution.">Functional expression of a fungal laccase in Saccharomyces cerevisiae by directed evolution.</a> Applied Microbiology and Biotechnology. 69 (2), 987-995 (2003).</li><li>Stepanenko, A. A., Dmitrenko, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pitfalls+of+the+MTT+assay:+Direct+and+off-target+effects+of+inhibitors+can+result+in+over/underestimation+of+cell+viability.">Pitfalls of the MTT assay: Direct and off-target effects of inhibitors can result in over/underestimation of cell viability.</a> Gene. 574 (2), 193-203 (2015).</li></ol>

במהלך העשורים האחרונים, מערכות ביטוי heterologous היה בשימוש נרחב כדי לבטא ולבודד כמויות גדולות של חלבונים, ובכך מאפשר נחישות הביוכימי פונקציונלי ואפיון של אנזימים במבחנה. נכון להיום, מספר מערכות מודל שונה לרבות Escherichia coli, Pichia pastoris, Sacccharomyces cerevisiae frugiperda זחל כנימה הותאמו ע...

קוטל חרקים ההתנגדות היא כיום נושא מרכזי של הבית הדברת הזבוב ברחבי העולם1,2. המאמצים כדי לקבוע המנגנון של עמידות חרקים מאפשר הבנה טובה יותר של בעיה זו, ובכך לספק אסטרטגיות הרומן ביעילות למנוע או לצמצם את התפשטות ההתנגדות פיתוח3. Carboxylesterases, בתור אחד של אנזימים דטוקסיפיקציה הגדולות, משכו המון תשומת לב על השתתפותם ב sequestering, חילוף חומרים קוטלי חרקים שונים חרקים4,5,6. המחקר הקודם שלנו זיהה carboxylesterases מרובים בזבובים הבית ואת רמות הביטוי שלהם היו לא רק צורונים למעלה מוסדר בנימה ALHF עמידים, אבל גם יכול להיות רמות המושרה כדי גבוה יותר בתגובה בפרמתרין7 . עם זאת, אפיוני תפקודי הגנים האלה carboxylesterase ' בחילוף חומרים קוטלי חרקים נשארים כדי להבטיח את הזמנתכם.
מאז הדוח הראשון ב שנות ה-80 המוקדמות8, מערכת ביטוי baculovirus בתיווך גנים זרים כבר מועסקים נרחב עקב שלה יעילות ייצור חלבון וחלבון האיקריוטים עיבוד יכולות9. זו מערכת בינארית מורכב שני מרכיבים חיוניים: baculovirus רקומביננטי נבנה העברת גנים זרים לתוך התאים מארח, ואת הביטוי בקנה מידה גדול של חלבונים גם על ידי תאים נגועים baculovirus רקומביננטי. במהלך העשורים האחרונים, מערכת ביטוי תא baculovirus מתווכת כבר בשימוש נרחב כדי לייצר אלפי חומרים, החל cytosolic אנזימים מאוגד-קרום חלבונים בחרקים, יונקים תאים10. המחקר הקודם שלנו הביעה בהצלחה מספר אנזימים CYP450 בתאים Sf9 חרקים עם המערכת הזו11. במחקר זה, אנו נבנה baculovirus carboxylesterase-רקומביננטי להדביק תאים Sf9 חרקים, חקר הסובלנות תא בפרמתרין שונים, ולאחר בקנה מידה גדול carboxylesterase ביטוי חלבונים במבחנה עבור פונקציונלי חקר. במקום חוקרים מרובים איזואנזים carboxylesterase תערובות של חרקים homogenates כפי שאומצה על ידי מחקרים קודמים12,13, בתיווך baculovirus תא חרקים ביטוי המערכת מאפשרת ביטוי ספציפי, בידוד של חלבונים ממוקד יותר פלואורסנציה תכונותיהם הביוכימי ומבניים.
Tetrazolium מבוססי מלח וזמינותו (MTT) היא שיטה ערכי צבע מוחלטים תפוקה גבוהה פיתח, ממוטב כדי למדוד את הכדאיות תא. Assay זו מבוססת על מנגנון זה רק חיים תאים המסוגלים חילוף חומרים הכימית MTT בגוון צהוב חום התמיסה formazan בצבע סגול כהה, אשר יכול להיות מנותח colorimetrically לאחר מומס ממיסים אורגניים14, 15. כמה מדויק יותר אבל שיטות זמן רב, כמו אי-כלילה Trypan blue תימידין טיטור assay16,17, פותחו בשנים האחרונות. עם זאת, וזמינותו MTT מבוססת תא עדיין כיום מזוהה כמספר השיטה המהירה ביותר המופעל בקלות לזהות במהירות את הכדאיות תא. כאן, אנו משתמשים וזמינותו MTT כדי לחקור את הסובלנות תא נגד חרקים טיפולים. הסובלנות משופרת של תאים כאשר נגוע baculovirus רקומביננטי carboxylesterase חריפה תומך את התפקידים מטבולית של carboxylesterases הדברה, אשר בתורו מרמז על מעורבותם בהתנגדות בקוטלי חרקים.
בנוסף, במבחנה מטבולית assay נערך גם במחקר זה. לעומת מבחני carboxylesterase כללי המשתמשות סובסטרטים נפוצות כגון α-napthyl אצטט (α-נה) וβ-naphthyl אצטט (β-נה) כדי לשקף פעילויות hydrolytic של carboxylesterases, המחקר במבחנה מטבולית נחשבת כדרך מדויקת למדוד ישירות פעילויות של carboxylesterases לקראת הדברה18. שיטה זו כבר מועסקים בהצלחה לאפיין ציטוכרום מרובים P450s בשיתוף עם קוטל חרקים ההתנגדות11,19,20בחרקים שונים. עם זאת, שיטה זו לא טרם הוחל במחקרים carboxylesterase. עם הזמינות של חלבונים carboxylesterase המיוצר על ידי המערכת ביטוי בתיווך baculovirus, נוכל לבצע על במבחנה מטבולית המחקר של carboxylesterases כלפי פרמתרין, אשר יכול לספק עוד עדויות חזקות של מעורבות של carboxylesterases משוחח pyrethroid ההתנגדות בבית זבובים.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Q5 High-Fidelity DNA Polymerase</td>
			<td>New England Biolabs inc.</td>
			<td>M0491L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>QIAquick Gel Extraction Kit</td>
			<td>QIAGEN</td>
			<td>28704</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pENTR/D-TOPO Cloning Kit, with One Shot TOP10 Chemically Competent E. coli</td>
			<td>Invitrogen by life technology</td>
			<td>K240020</td>
			<td>S.O.C medium and universal M13 sequence primers were included in this kit.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PureLink HiPure Plasmid Miniprep Kit</td>
			<td>Invitrogen by life technology</td>
			<td>K210002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gateway LR Clonase II Enzyme mix for BaculoDirectTM Kits</td>
			<td>Invitrogen by life technology</td>
			<td>11791-023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BaculoDirect C-Term Linear DNA Transfection Kit</td>
			<td>Invitrogen by life technology</td>
			<td>12562-019</td>
			<td>Cellfectin transfection reagent and ganciclovir were included in this kit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pENTR-CAT plasmid</td>
			<td>Invitrogen by life technology</td>
			<td></td>
			<td>Included in BaculoDirect C-Term Linear DNA Transfection Kit, concentration: 0.5 ug/uL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heat inactivated Fetal Bovine Serum, Certified</td>
			<td>Gibco by Life Technologies</td>
			<td>10082-139</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sf9 cells in Sf-900 III SFM</td>
			<td>Gibco by Life Technologies</td>
			<td>12659017</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insect Cell-PE LB Insect Cell Protein Extraction &#38; Lysis Buffer</td>
			<td>G Biosciences by A Geno Technology Inc</td>
			<td>786-411</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sf-900 III SFM (1&#215;) Serum Free Medium Complete</td>
			<td>Gibco by Life Technologies</td>
			<td>12658-019</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grace&#39;s Insect Medium, unsupplemented</td>
			<td>Gibco by Life Technologies</td>
			<td>11595030</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Permethrin (isomers) analytical standard</td>
			<td>SUPELCO by Solutions WithinTM</td>
			<td>442748</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol (analytical graded)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>67-56-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitrile (analytical graded)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>75-05-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GHP Acrodisc 25 mm Syringe Filters with 0.45 &#956;m GHP Membrane (HPLC Certified)</td>
			<td>Pall Life Sciences</td>
			<td>21890388</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alliance Waters 2695 HPLC System</td>
			<td>Waters</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T100 Thermal Cycle</td>
			<td>Bio-Rad Laboratories Inc.</td>
			<td>1861096</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nanodrop 2000/2000c Spectrophotometers</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>ND2000CLAPTOP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cytation 5 Cell Imaging Multi-Mode Reader</td>
			<td>BioTek</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

functional characterization of carboxylesterases in insecticide resistant house flies, musca domestica

בתיווך Carboxylesterase חילוף החומרים הוא חשב לשחק תפקיד מרכזי בהתנגדות בקוטלי חרקים, חרקים שונים. מספר גנים carboxylesterase נמצאו למעלה מוסדר בנימה זבוב הבית עמיד, ואילו התפקידים שלהם משוחח עמידות חרקים נשארו כדי להבטיח את הזמנתכם. . תיכננו פרוטוקול עבור אפיון פונקציונלי carboxylesterases. 3 דוגמה ניסויים מוצגים: (1) בביטוי ובידוד של חלבונים carboxylesterase דרך חרק בתיווך baculovirus זחל כנימה frugiperda (Sf9) תא ביטוי מערכת; (2) MTT מבוססת-תא (3-[4, 5-dimethykthiazol-2-yl]-2, 5-diphenyltetrazolium ברומיד) cytotoxicity assay כדי למדוד את רגישות התאים חרקים כדי הטיפול בפרמתרין שונים; ומחקרים (3) במבחנה חילוף החומרים כדי לבדוק את היכולות מטבולית של carboxylesterases כלפי פרמתרין. הגן carboxylesterase MdαE7 היה שוכפלה מ בית עמיד לטוס זן ALHF, נהגו לבנות baculovirus רקומביננטי לדלקת תאים Sf9. Viabilities תא נגד שונה הטיפול בפרמתרין נמדדו עם MTT וזמינותו. הסובלנות תא משופרת של קבוצת הניסוי (MdαE7-רקומביננטי baculovirus נגוע תאים) לעומת אלו של קבוצות הבקרה (החתול-רקומביננטי baculovirus נגוע תאים ותאים GFP-רקומביננטי baculovirus נגוע) כדי פרמתרין טיפולים הציע את היכולות של MdαE7 של חילוף חומרים קוטלי חרקים, ובכך להגן על תאים מפני נזקים כימיים. חוץ מזה, חלבונים carboxylesterase היו הביע בתאים Sf9 חרקים, מבודד לנהל במבחנה מטבולית המחקר. התוצאות שלנו המצוין של משמעותי במבחנה מטבולית היעילות של MdαE7 כלפי פרמתרין, ישירות המציין את מעורבותם של carboxylesterases של חילוף חומרים קוטלי חרקים וזבובים ולכן היוועצות עמידות חרקים בבית.

הכדאיות תא לכיוון שונה הטיפול בפרמתרין (MTT assay)
Cytotoxicity של פרמתרין נבדק ב MdαE7-רקומביננטי baculovirus נגוע Sf9 תאים (קבוצת הניסוי) ותאים baculovirus (שסופק על-ידי ערכת baculovirus נגוע) נגוע חתול-רקומביננטי (קבוצות הבקרה). הסטייה תא משופרת כדי פרמתרין ב MdαE7 לבטא ת...

Watch this Scientific Journal Video about Functional Characterization of Carboxylesterases in Insecticide Resistant House Flies, Musca Domestica at JoVE.com

Functional Characterization of Carboxylesterases in Insecticide Resistant House Flies, Musca Domestica

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לייצר בית carboxylesterase לעוף חלבונים במבחנה עם מערכת ביטוי תא חרקים baculovirus מתווכת, מאוחר יותר פונקציונלית לאפיין את תפקידיהם פרמתרין חילוף חומרים, ובכך, היוועצות pyrethroid התנגדותם מבוססת תא MTT assay, במבחנה מטבולית מחקרים.

אפיון פונקציונלי Carboxylesterases הבית בקוטלי חרקים עמידים בזבובים, דומסטיקה זבוב

Carboxylesterase-mediated metabolism is thought to play a major role in insecticide resistance in various insects. Several carboxylesterase genes were ...

This method can help the key questions in the field of insect toxicology, such as, if all express the metabolic detoxification genes are involved in insecticide resistance? The main advantage of this technique is that it allows to produce larger scales of proteins, and characterize the function of these proteins in metabolizing of insecticides in vitro. Demonstrating the procedures, will be Xuechun Feng, a grad student in my laboratory.Xuechen's PhD research is focused on the characterization of function of carboxyl esterase in parasite resistance of house flies, Musca domestica. To begin, mix one microliter of GFP entry plasma DNA, with five microliters of a commercially available C-term linear DNA in 250 microliter PCR tubes. Next, add two microliters of commercially available lambda recombination mix to each of the PCR tubes.Gently mix the tubes, and incubate them at 25 degrees Celsius overnight. Seed two milliliters of log phase growth insect SF9 cell culture evenly to the wells of a cell culture plate. Then allow the cells to attach for at least three hours at room temperature, in the hood.Using an inverted phase microscope at 250x, check the cell attachment. Then, remove the cell culture medium, and replace it with two milliliters of Grace's insect medium. After this, prepare transfection mixture A and B solutions according to the text protocol.Then gently mix transfection mixtures A and B together by tapping the tubes. Incubate the mixture at room temperature, in the hood, for 35 minutes. Next, add the mixture drop-wise, onto the seeded cells.Seal the wells with tape, and incubate the cells at 27 degrees Celsius, overnight. Replace the two milliliters of Grace's insect medium, with two milliliters of complete growth medium. Then, add 100 micromole Ganciclovir, to each well.Seal the wells with tape, and incubate the cells at 27 degrees Celsius for 72 hours. 72 hours post-infection, collect the medium from each well, and transfer it to 1.5 milliliter centrifuge tubes. Then centrifuge the tubes at 1500 times G, for five minutes at four degrees Celsius.Add one milliliter of complete growth medium to the well, and use a microscope with fluorescent light, to observe the infection signs of cells at the P1 baculovirus amplification stage. Transfer the supernatant into new 1.5 milliliter centrifuge tubes, and store them at four degrees Celsius, in dark conditions. After this, seed two milliliters of log phase growth insect SF9 cell culture, evenly, in the wells of a cell culture plate.Allow the cells to attach for at least three hours at room temperature, in the hood. Inoculate five microliters of P1 virus stock into the cell seeded wells, then, add 100 micromole Ganciclovir to each well. Seal the wells, and incubate the cells for 72 hours at 27 degrees Celsius.First, culture five milliliters of log phase growth insect SF9 cells, with complete growth medium, in T25 non-treated flasks. Then, add 25 microliters of P1 virus stock solution to infect the cell culture, for 48 hours, with gentle shaking, at 27 degrees Celsius. Using acetonitrile, prepare serial dilutions of 100 millimole permethrin.Then, seed 200 microliters of infected cell culture supplemented with 300 microliters of complete growth media, into a 24 well plate. Making sure that permethrin is fully dissolved in the acetonitrile, and evenly delivered into each well of the plate. After adding the permethrin, gently shake the plate to fully mix the permethrin in the medium.After this, seal the plate with tape, and incubate the plate at 27 degrees Celsius, for 48 hours, in dark conditions. Remove the cell culture medium from the plate without disturbing the bottom attached cell layer. Add 200 microliters of the MMT reagent to each well.Then, incubate the plate at 37 degrees Celsius for four hours, until dark purple formazan precipitants form in each well. Add 500 microliters of DMSO to each well, to fully dissolve the precipitants. Then transfer 200 microliters of the dissolved solution, to each well of a 96 well plate.Fully dissolving the precipitate into DMSO is crucial for the accuracy of the results. After adding the DMSO into samples in the plate, the samples will be washed using the pipette, for several times, until the precipitate has been fully dissolved. Finally, use a microplate reader to measure the absorbance values of the plate at 540 nanometers.At the P1 stage, the infection ratio is low. At the P2 stage, the infection ratio was significantly enhanced. At the P3 infection stage, almost all the cells showed symptoms of detachment from the cell culture plate, increases of cell diameter, as well as the cessation of cell growth.Based on the detected absorbance values, the Md alpha E7 expressing cells showed significantly higher viability, compared to the control CAT cells. While conducting this procedure, it is important to prevent cell contamination in all steps, by wiping the surface of stuffs, such as bottles and tubes, with 70 percentage ethanol before conducting the cell experiments. Following this procedure, some other methods, like the homology modeling and dark analysis, can be performed in order to answer additional questions, like the interactions between carboxyl esterase protein and permethrin ligand.This technique paved the way for the researchers in the insect toxicology, to explore the functional characterization of the genes and mechanisms in insecticide resistance of insects. Don't forget that working with insecticide can be very harmful, and precautions, such as gloves and lab coats, should always be taken while conducting these procedures.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Functional Characterization of Carboxylesterases in Insecticide Resistant House Flies, Musca Domestica

Structural Characterization of Mannan Cell Wall Polysaccharides in Plants Using PACE

אפיון מבניים של מנן פוליסכרידים דופן התא בצמחים באמצעות קצב

Plant cell wall polysaccharides are notoriously difficult to analyze, and most methods require expensive equipment, skilled operators, and large amounts ...

Improved Protocol for Chromatin Immunoprecipitation from Mouse Skeletal Muscle

פרוטוקול משופרת עבור כרומטין Immunoprecipitation של שרירי השלד העכבר

We describe an efficient and reproducible protocol for the preparation of chromatin from adult mouse skeletal muscle, a physically resistant tissue with a ...

Characterization of Glycoproteins with the Immunoglobulin Fold by X-Ray Crystallography and Biophysical Techniques

אפיון של Glycoproteins עם הקיפול בנוגדנים על ידי קריסטלוגרפיה באמצעות קרני רנטגן וטכניקות ביופיזיקלי

Glycoproteins on the surface of cells play critical roles in cellular function, including signalling, adhesion and transport. On leukocytes, several of ...

Fluorescent Silver Staining of Proteins in Polyacrylamide Gels

צביעת כסף פלורסנט של חלבונים בג'לים לזיהוי

Silver staining is a colorimetric technique widely used to visualize protein bands in polyacrylamide gels following sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide ...

Rapid Fluorescence-based Characterization of Single Extracellular Vesicles in Human Blood with Nanoparticle-tracking Analysis

אפיון מבוסס על-ידי קרינה פלואורסצנטית מהירה של יחיד חוץ-תאית שלפוחית בדם אנושי עם ניתוח מעקב ננו-חלקיק

Extracellular vesicles (EVs), including exosomes, are specialized membranous nano-sized vesicles found in bodily fluids that are constitutively released ...

Identification of Functional Protein Regions Through Chimeric Protein Construction

זיהוי של חלבון פונקציונלי אזורים באמצעות חלבון Chimeric בנייה

The goal of this protocol encompasses the design of chimeric proteins in which distinct regions of a protein are replaced by their corresponding sequences ...

Characterization of Membrane Transporters by Heterologous Expression in E. coli and Production of Membrane Vesicles

Characterization of Membrane Transporters by Heterologous Expression in E. coli and Production of Membrane Vesicles

אפיון מובילי הממברנה על ידי ביטוי הטרוולוגי ב -E. coli וייצור ממברנה ושלפוחיות

Several methods have been developed to functionally characterize novel membrane transporters. Polyamines are ubiquitous in all organisms, but polyamine ...

SUMO-Binding Entities (SUBEs) as Tools for the Enrichment, Isolation, Identification, and Characterization of the SUMO Proteome in Liver Cancer

SUMO-Binding Entities SUBEs as Tools for the Enrichment, Isolation, Identification, and Characterization of the SUMO Proteome in Liver Cancer

מחייב סומו ישויות (SUBEs) ככלים עבור העשרה, בידוד, זיהוי, ואפיון של פרוטאום סומו בסרטן הכבד

Post-translational modification is a key mechanism regulating protein homeostasis and function in eukaryotic cells. Among all ubiquitin-like proteins in ...

Functional Characterization of RING-Type E3 Ubiquitin Ligases In Vitro and In Planta

אפיון פונקציונלי של מסוג הטבעת E3 ליגטיות בתוך מבחנה ובפלאנטה

Ubiquitination, as a posttranslational modification of proteins, plays an important regulatory role in homeostasis of eukaryotic cells. The covalent ...

Characterization of Amyloid Structures in Aging C. Elegans Using Fluorescence Lifetime Imaging

Characterization of Amyloid Structures in Aging C. Elegans Using Fluorescence Lifetime Imaging

אפיון מבני עמילואיד בהזדקנות C. אלגיה באמצעות הדמיה של תקופת החיים הפלואורסצנטית

Amyloid fibrils are associated with a number of neurodegenerative diseases such as Huntington&#39;s, Parkinson&#39;s, or Alzheimer&#39;s disease. These ...