Name: introducing a gene knockout directly into the amastigote stage of trypanosoma cruzi using the crispr/cas9 system
Uploaded: 2019-07-31T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Introducing a Gene Knockout Directly Into the Amastigote Stage of Trypanosoma cruzi Using the CRISPR/Cas9 System at JoVE.com

Bu çalışma, kısmen JSPS KAKENHı Grant numarası 18K15141 için YT için desteklenmektedir

Not: Tüm deneysel akışa genel bakış Şekil 1' de tasvir edilir.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59962/59962fig01.jpg"> Şekil 1: EA kullanarak nakavt denemeye genel bakış. Doku kültürü-türevi tripomastigotes hasat ve EA. Grna içine ayrıştırılır içine Cas9-ifade formları Elektroporasyon tarafından transfekte, ve nakavt amastigote büyüme fenotipi ya...

<ol>
	<li>World Health Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> (WHO) Fact sheet: Chagas disease (American trypanosomiasis). , (2017).</li><li>Clayton, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chagas+disease+101.">Chagas disease 101.</a> Nature. 465 (n7301_supp), S4-S5 (2010).</li><li>Apt, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+and+developing+therapeutic+agents+in+the+treatment+of+Chagas+disease.">Current and developing therapeutic agents in the treatment of Chagas disease.</a> Drug Design, Development and Therapy. 4, 243-253 (2010).</li><li>Lander, N., Li, Z. H. H., Niyogi, S., Docampo, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CRISPR/Cas9-induced+disruption+of+paraflagellar+rod+protein+1+and+2+genes+in+Trypanosoma+cruzi+reveals+their+role+in+flagellar+attachment.">CRISPR/Cas9-induced disruption of paraflagellar rod protein 1 and 2 genes in Trypanosoma cruzi reveals their role in flagellar attachment.</a> mBio. 6 (4), e01012 (2015).</li><li>Peng, D., Kurup, S. P., Yao, P. Y., Minning, T. A., Tarleton, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CRISPR-Cas9-mediated+single-gene+and+gene+family+disruption+in+Trypanosoma+cruzi.">CRISPR-Cas9-mediated single-gene and gene family disruption in Trypanosoma cruzi.</a> mBio. 6 (1), e02097-e02114 (2015).</li><li>Romagnoli, B. A. A., Picchi, G. F. A., Hiraiwa, P. M., Borges, B. S., Alves, L. R., Goldenberg, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improvements+in+the+CRISPR/Cas9+system+for+high+efficiency+gene+disruption+in+Trypanosoma+cruzi.">Improvements in the CRISPR/Cas9 system for high efficiency gene disruption in Trypanosoma cruzi.</a> Acta Tropica. 178, 190-195 (2018).</li><li>Burle-Caldas, G. A., Soares-Sim&#245;es, M., Lemos-Pechnicki, L., DaRocha, W. D., Teixeira, S. 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=Assessment+of+two+CRISPR-Cas9+genome+editing+protocols+for+rapid+generation+of+Trypanosoma+cruzi+gene+knockout+mutants.">Assessment of two CRISPR-Cas9 genome editing protocols for rapid generation of Trypanosoma cruzi gene knockout mutants.</a> International Journal for Parasitology. 48 (8), 591-596 (2018).</li><li>Costa, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expanding+the+toolbox+for+Trypanosoma+cruzi:+A+parasite+line+incorporating+a+bioluminescence-fluorescence+dual+reporter+and+streamlined+CRISPR/Cas9+functionality+for+rapid+in+vivo+localisation+and+phenotyping.">Expanding the toolbox for Trypanosoma cruzi: A parasite line incorporating a bioluminescence-fluorescence dual reporter and streamlined CRISPR/Cas9 functionality for rapid in vivo localisation and phenotyping.</a> PLoS Neglected Tropical Diseases. 12 (4), e0006388 (2018).</li><li>Soares Medeiros, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-Efficiency+Genome+Editing+in+Protozoan+Parasites+Using+CRISPR-Cas9+Ribonucleoproteins.">High-Efficiency Genome Editing in Protozoan Parasites Using CRISPR-Cas9 Ribonucleoproteins.</a> mBio. 8 (6), (2017).</li><li>Callahan, H. L., Portal, A. C., Devereaux, R., Grogl, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+axenic+amastigote+system+for+drug+screening.">An axenic amastigote system for drug screening.</a> Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 41 (4), 818-822 (1997).</li><li>Bates, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axenic+culture+of+Leishmania+amastigotes.">Axenic culture of Leishmania amastigotes.</a> Parasitology Today. 9 (4), 143-146 (1993).</li><li>Ravinder, R., Bhaskar, B., Gangwar, S., Goyal, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+luciferase+expressing+Leishmania+donovani+axenic+amastigotes+as+primary+model+for+in+vitro+screening+of+antileishmanial+compounds.">Development of luciferase expressing Leishmania donovani axenic amastigotes as primary model for in vitro screening of antileishmanial compounds.</a> Current Microbiology. 65 (6), 696-700 (2012).</li><li>N&#252;hs, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+Validation+of+a+Novel+Leishmania+donovani+Screening+Cascade+for+High-Throughput+Screening+Using+a+Novel+Axenic+Assay+with+High+Predictivity+of+Leishmanicidal+Intracellular+Activity.">Development and Validation of a Novel Leishmania donovani Screening Cascade for High-Throughput Screening Using a Novel Axenic Assay with High Predictivity of Leishmanicidal Intracellular Activity.</a> PLoS Neglected Tropical Diseases. 9 (9), 1-17 (2015).</li><li>De Rycker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+a+high-throughput+high-content+intracellular+Leishmania+donovani+assay+with+an+axenic+amastigote+assay.">Comparison of a high-throughput high-content intracellular Leishmania donovani assay with an axenic amastigote assay.</a> Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 57 (7), 2913-2922 (2013).</li><li>Rochette, A., Raymond, F., Corbeil, J., Ouellette, M., Papadopoulou, B. <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+comparative+RNA+expression+profiling+of+axenic+and+intracellular+amastigote+forms+of+Leishmania+infantum.">Whole-genome comparative RNA expression profiling of axenic and intracellular amastigote forms of Leishmania infantum.</a> Molecular and Biochemical Parasitology. 165 (1), 32-47 (2009).</li><li>Pescher, P., Blisnick, T., Bastin, P., Sp&#228;th, G. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+proteome+profiling+informs+on+phenotypic+traits+that+adapt+Leishmania+donovani+for+axenic+and+intracellular+proliferation.">Quantitative proteome profiling informs on phenotypic traits that adapt Leishmania donovani for axenic and intracellular proliferation.</a> Cellular Microbiology. 13 (7), 978-991 (2011).</li><li>Andrews, N. W., Hong, K. S. U., Robbins, E. S., Nussenzweig, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stage-specific+surface+antigens+expressed+during+the+morphogenesis+of+vertebrate+forms+of+Trypanosoma+cruzi.">Stage-specific surface antigens expressed during the morphogenesis of vertebrate forms of Trypanosoma cruzi.</a> Experimental Parasitology. 64 (3), 474-484 (1987).</li><li>Pan, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trypanosoma+cruzi:+intracellular+stages+grown+in+a+cell-free+medium+at+37+C.">Trypanosoma cruzi: intracellular stages grown in a cell-free medium at 37 C.</a> Experimental Parasitology. 45 (2), 215-224 (1978).</li><li>Tomlinson, S., Vandekerckhove, F., Frevert, U., Nussenzweig, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+induction+of+Trypanosoma+cruzi+trypomastigote+to+amastigote+transformation+by+low+pH.">The induction of Trypanosoma cruzi trypomastigote to amastigote transformation by low pH.</a> Parasitology. 110 (05), 547 (1995).</li><li>Ley, V., Andrews, N. W., Robbins, E. S., Nussenzweig, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amastigotes+of+Trypanosoma+cruzi+sustain+an+infective+cycle+in+mammalian+cells.">Amastigotes of Trypanosoma cruzi sustain an infective cycle in mammalian cells.</a> Journal of Experimental Medicine. 168 (0022-1007 (Print)), 649-659 (1988).</li><li>Bonfim-Melo, A., Ferreira, E. R., Florentino, P. T. V., Mortara, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amastigote+Synapse:+The+Tricks+of+Trypanosoma+cruzi+Extracellular+Amastigotes.">Amastigote Synapse: The Tricks of Trypanosoma cruzi Extracellular Amastigotes.</a> Frontiers in Microbiology. 9, 1341 (2018).</li><li>Takagi, Y., Akutsu, Y., Doi, M., Furukawa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Utilization+of+proliferable+extracellular+amastigotes+for+transient+gene+expression,+drug+sensitivity+assay,+and+CRISPR/Cas9-mediated+gene+knockout+in+Trypanosoma+cruzi.">Utilization of proliferable extracellular amastigotes for transient gene expression, drug sensitivity assay, and CRISPR/Cas9-mediated gene knockout in Trypanosoma cruzi.</a> PLOS Neglected Tropical Diseases. 13 (1), e0007088 (2019).</li><li>Fernandes, J. F., Castellani, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+characteristics+and+chemical+composition+of+Trypanosoma+cruzi.">Growth characteristics and chemical composition of Trypanosoma cruzi.</a> Experimental Parasitology. 18 (2), 195-202 (1966).</li><li>Oberholzer, M., Lopez, M. A., Ralston, K. S., Hill, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Approaches+for+Functional+Analysis+of+Flagellar+Proteins+in+African+Trypanosomes.">Approaches for Functional Analysis of Flagellar Proteins in African Trypanosomes.</a> Methods in Cell Biology. 93, 21-57 (2009).</li><li>van den Hoff, M. J. B., Moorman, A. F. M., Lamers, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electroporation+in+&#8216;intracellular&#8217;+buffer+increases+cell+survival.">Electroporation in &#8216;intracellular&#8217; buffer increases cell survival.</a> Nucleic Acids Research. 20 (11), 2902-2902 (1992).</li><li>Pacheco-Lugo, L., Díaz-Olmos, Y., Sáenz-García, J., Probst, C. M., DaRocha, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effective+gene+delivery+to+Trypanosoma+cruzi+epimastigotes+through+nucleofection.">Effective gene delivery to Trypanosoma cruzi epimastigotes through nucleofection.</a> Parasitology International. 66 (3), 236-239 (2017).</li><li>Coughlin, B. C., Teixeira, S. M., Kirchhoff, L. V., Donelson, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amastin+mRNA+abundance+in+Trypanosoma+cruzi+is+controlled+by+a+3&#8217;-untranslated+region+position-dependent+cis-element+and+an+untranslated+region-binding+protein.">Amastin mRNA abundance in Trypanosoma cruzi is controlled by a 3&#8217;-untranslated region position-dependent cis-element and an untranslated region-binding protein.</a> The Journal of Biological Chemistry. 275 (16), 12051-1260 (2000).</li><li>Shaw, A. K., Kalem, M. C., Zimmer, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+Gene+Expression+Is+Responsive+to+Starvation+Stress+and+Developmental+Transition+in+Trypanosoma+cruzi.">Mitochondrial Gene Expression Is Responsive to Starvation Stress and Developmental Transition in Trypanosoma cruzi.</a> mSphere. 1 (2), (2016).</li><li>Chao, D., Dusanic, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+studies+of+the+isolation+of+metacyclic+trypomastigotes+of+Trypanosoma+cruzi+by+DEAE+ion+exchange+chromatography.">Comparative studies of the isolation of metacyclic trypomastigotes of Trypanosoma cruzi by DEAE ion exchange chromatography.</a> Zhonghua Minguo wei sheng wu ji mian yi xue za zhi (Chinese Journal of Microbiology and Immunology). 17 (3), 146-152 (1984).</li><li>Nogueira, N., Bianco, C., Cohn, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+on+the+selective+lysis+and+purification+of+Trypanosoma+cruzi.">Studies on the selective lysis and purification of Trypanosoma cruzi.</a> The Journal of Experimental Medicine. 142 (1), 224-229 (1975).</li><li>Minning, T. A., Weatherly, D. B., Atwood, J., Orlando, R., Tarleton, R. L., Tarleton, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+steady-state+transcriptome+of+the+four+major+life-cycle+stages+of+Trypanosoma+cruzi.">The steady-state transcriptome of the four major life-cycle stages of Trypanosoma cruzi.</a> BMC Genomics. 10, 370 (2009).</li><li>Rico, E., Jeacock, L., Kov&#225;&#345;ov&#225;, J., Horn, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inducible+high-efficiency+CRISPR-Cas9-targeted+gene+editing+and+precision+base+editing+in+African+trypanosomes.">Inducible high-efficiency CRISPR-Cas9-targeted gene editing and precision base editing in African trypanosomes.</a> Scientific Reports. 8 (1), 7960 (2018).</li><li>Fu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-frequency+off-target+mutagenesis+induced+by+CRISPR-Cas+nucleases+in+human+cells.">High-frequency off-target mutagenesis induced by CRISPR-Cas nucleases in human cells.</a> Nature Biotechnology. 31 (9), 822-826 (2013).</li><li>Kim, S., Kim, D., Cho, S. W., Kim, J., Kim, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+efficient+RNA-guided+genome+editing+in+human+cells+via+delivery+of+purified+Cas9+ribonucleoproteins.">Highly efficient RNA-guided genome editing in human cells via delivery of purified Cas9 ribonucleoproteins.</a> Genome Research. 24 (6), 1012-1019 (2014).</li><li>Chiurillo, M. A., Lander, N., Bertolini, M. S., Storey, M., Vercesi, A. E., Docampo, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Different+roles+of+mitochondrial+calcium+uniporter+complex+subunits+in+growth+and+infectivity+of+Trypanosoma+cruzi.">Different roles of mitochondrial calcium uniporter complex subunits in growth and infectivity of Trypanosoma cruzi.</a> mBio. 8 (3), e00574-e00617 (2017).</li></ol>

Biz T. cruzi formları, axenik kültürün Crispr/Cas9-aracılı gen nakavt, doğrudan Cas9-ifade EA içine Grna electroporating tarafından kullanılabilecek göstermiştir. Bu şekilde, özellikle amastigote aşamasında hedef genin esaslığı diğer Gelişimsel aşamalara girmeden değerlendirilebilir.
Amastigote transfeksiyonunun başka bir faydalı yönü, çok sayıda hedef genler için test kolaylığı. Bir kez Co-Culture Cas9-ifade T. cruzi ve ev sahibi memeli hücr...

Tripanosoma cruzi Chagas ' hastalığın nedensel Ajan, hangi Latin Amerika ağırlıklı olarak yaygındır1. T. cruzi bir böcek vektör ve bir memeli ev sahibi2arasında seyahat gibi ayırt edici yaşam döngüsü aşamaları vardır. T. cruzi bir kan-emme triatomin böcek midgut bir epimastigote olarak çoğaltır ve bir insan veya hayvan ev sahibi üzerine yatırılan önce onun hindgut bir bulaşıcı metacyclic tripomastigote ayırt. Tripomastigote, ısırık sitesi veya Mukoza zarı yoluyla ana gövdeye girdikten sonra, parazit bir ev sahibi hücresini işgal ediyor ve bir amastigote denilen flagella-Less yuvarlak bir forma dönüşür. Amastigote ana hücre içinde çoğaltır ve sonunda ana hücre dışarı patlamaları ve başka bir ana hücre bulaştırmak için kan akışını girer tripomastigote, ayırır.
Şu anda mevcut kemoterapötik ajanlar, benznidazol ve nifurtimox, olumsuz yan etkilere neden ve hastalığın kronik aşamasında etkisiz3, T. cruzi karşı yeni uyuşturucu hedefleri belirlemek için büyük bir ilgi olduğunu. Son yıllarda, CRISPR/Cas9 sistemi etkili bir şekilde T. cruzigen nakavt gerçekleştirmek için güçlü bir araç haline gelmiştir, ya ayrı veya tek plazmid nakli tarafından (s) Grna ve Cas94içeren, istikrarlı ifade tarafından Cas9 ve sonraki Grna5,6,7 veya transkripsiyon şablonuna giriş8, ya da önceden biçimlendirilmiş Grna/Cas9 RNP kompleksi7,9Elektroporasyon. Bu teknolojik gelişme Chagas hastalığında ilaç hedef araştırma hızlandırmak için son derece beklenen.
İlaç gelişimi ile devam etmek için, bu meme ev sahibi parazitin çoğaltma aşaması olduğu gibi, T. cruziamastigote içinde uyuşturucu aday bileşiklerin hedef geni veya etkinliğini geçerliliğini doğrulamak için çok önemlidir. Ancak, bu zorlu bir görevdir, çünkü formları bir obstrüktif konak hücresinin varlığı nedeniyle doğrudan manipüle edilemez. Leishmania'da, T. cruzi'ye yakından ilgili protozoon paraziti, aksiyenik amastigote kültür yöntemi geliştirilmiştir ve ilaç taramasında10,11,12, 13. axenik formları ve hücre içi formları14arasındaki bileşiklere duyarsızlık bazı uyuşmazlıklar olmasına rağmen, axenik kültürü korumak için yeteneği yine de çalışma için değerli deneysel araçlar sağlar Leishmania'nın klinik olarak alakalı aşamasının temel biyolojisi15,16. T. cruzidurumunda, doğal olarak ortaya çıkan ekstrasellüler formları (EA)17 ve in vitro üretim EA17,18,19 varlığı ile ilgili literatür geri onlarca yıl önce. Buna ek olarak, EA, tripomastigote daha az olsa da, bulaşıcı bir yetenek20olduğu bilinmektedir ve amastigote ev sahibi istilası mekanizması son yıllarda (Bonfim-Melo ve al.21tarafından gözden geçirilmiş) aydınlatılamamıştır olmuştur. Ancak, Leishmaniaaksine, EA T. cruzideneysel bir araç olarak kullanılmadı, öncelikle çünkü EA bir zorunlu hücre içi paraziti olarak kabul edilmişti, ve bu nedenle pratik olarak "çoğaltıcı formu" olarak kabul edilmedi Anlamda.
Son zamanlarda, grubumuz bir temporal akenik kültür olarak T. cruzi EA kullanmak için önerilen22. T. cruzi tulahuen strain 'in amastigotları 37 °c ' de ışık ortamında ana hücrelerden ücretsiz olarak, büyük bozulma veya amastigote benzeri özelliklerin kaybı olmaksızın 10 güne kadar çoğalabilir. Ev sahibi-serbest büyüme döneminde, EA başarıyla geleneksel Elektroporasyon tarafından eksojen gen ifadesi için kullanılmıştır, tripanokidal bileşikler ile ilaç titrasyon tahlil, ve CRISPR/Cas9-aracılı nakavt büyüme fenotip izleme izledi. Bu raporda, In vitro türevi EA üretmek ve nakavt deneylerinde aksiyenik amastigote kullanmak için ayrıntılı protokol açıklanmaktadır.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>20% formalin solution</td>
			<td>FUJIFILM Wako Pure Chemical</td>
			<td>068-03863</td>
			<td>fixing cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25 cm2 double seal cap culture flask</td>
			<td>AGC Techno Glass</td>
			<td>3100-025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>75 cm2 double seal cap culture flask</td>
			<td>AGC Techno Glass</td>
			<td>3110-075</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>All-in One Fluorescence Microscope</td>
			<td>Keyence</td>
			<td>BZ-X710</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alt-R CRISPR-Cas9 crRNA (for Control)</td>
			<td>IDT</td>
			<td>custom made</td>
			<td>target sequence = GGACGGCACCTTCATCTACAAGG</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alt-R CRISPR-Cas9 crRNA (for TcCGM1)</td>
			<td>IDT</td>
			<td>custom made</td>
			<td>target sequence = TAGCCGCGATGGAGAGTTTATGG</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alt-R CRISPR-Cas9 crRNA (for TcPAR1)</td>
			<td>IDT</td>
			<td>custom made</td>
			<td>target sequence = CGTGGAGAACGCCATTGCCACGG</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alt-R CRISPR-Cas9 tracrRNA</td>
			<td>IDT</td>
			<td>1072532</td>
			<td>to anneal with crRNA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amaxa Nucleofector device</td>
			<td>LONZA</td>
			<td>AAN-1001</td>
			<td>electroporation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Basic Parasite Nucleofector Kit 2</td>
			<td>LONZA</td>
			<td>VMI-1021</td>
			<td>electroporation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BSA</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A3294</td>
			<td>component of the medium for in-vitro amastigogenesis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Burker-Turk disposable hemocytometer</td>
			<td>Watson</td>
			<td>177-212C</td>
			<td>cell counting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coster 12-well Clear TC-Treated Multiple Well Plates</td>
			<td>Corning</td>
			<td>3513</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM</td>
			<td>FUJIFILM Wako Pure Chemical</td>
			<td>044-29765</td>
			<td>culture medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum, Defined</td>
			<td>Hyclone</td>
			<td>SH30070.03</td>
			<td>heat-inactivate before use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>G-418 Sulfate Solution</td>
			<td>FUJIFILM Wako Pure Chemical</td>
			<td>077-06433</td>
			<td>selection of transformant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hemin chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>H-5533</td>
			<td>component of LIT medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hoechst 33342</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>H3570</td>
			<td>staining of nuclei</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Liver infusion broth, Difco</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>226920</td>
			<td>component of LIT medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MES</td>
			<td>FUJIFILM Wako Pure Chemical</td>
			<td>349-01623</td>
			<td>component of the medium for in-vitro amastigogenesis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS (&#8211;)</td>
			<td>FUJIFILM Wako Pure Chemical</td>
			<td>166-23555</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Propidium Iodide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P4864-10ML</td>
			<td>staining of dead cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI 1646</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>R8758</td>
			<td>medium for metacyclogenesis</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

introducing a gene knockout directly into the amastigote stage of trypanosoma cruzi using the crispr/cas9 system

Tripanosoma cruzi bir patojenik protozoon paraziti neden Chagas ' hastalık Latin Amerika ağırlıklı olarak. T. cruzikarşı yeni bir ilaç hedefi tanımlamak için, parazitin memelinin aşamasında hedef geni esaslığını doğrulamak için önemlidir, amastigote. T. cruzi 'nin amastigotları ana hücre içinde çoğaltır; Böylece, diğer gelişimsel aşamalarında gitmeden bir nakavt deney yapmak zordur. Son zamanlarda grubumuz, amastigote 'nin amastigote benzeri özelliklerini kaybetmeden 10 güne kadar axenically çoğaltılacağı bir büyüme durumu bildirdi. Bu temporal akenik amastigote kültürünü kullanarak, gRNAs 'ı doğrudan Cas9-ifade amastigote 'ye, gen taklalarına neden olan ve fenotiplerini sadece amastigote aşamasında analiz etmeye başarıyla tanıttık. Bu raporda, in vitro türev ekstrasellüler amastigotes üretmek için ayrıntılı bir protokol tarif ve bir CRISPR/Cas9-aracılı nakavt deneyi akenik kültürü kullanmak. Nakavt amastigotlerin büyüme fenotipi, ya axenik kültürün hücre sayısıyla ya da ana hücre istilasından sonra hücreler arası amastigote çoğaltılması ile değerlendirilebilir. Bu yöntem, normalde bir transgenik veya nakavt amastigote üreten dahil parazit sahne farklılaşma atlar. Temporal akenik amastigote kültürünün kullanılması, T. cruzi 'de sahne özel çalışmaların deneysel özgürlüğünü genişletme potansiyeline sahiptir.

Swim-out prosedürü ile tripomastigotların izolasyonu
Swim-out prosedürü ile eski EAs kontamine taze tripomastigotes hasat için, hücre granül en az 1 h için inkübe gerekir. 2 ' den fazla h için Pellet kulyüzle önemli ölçüde çözelti yüzme tripomastigotes sayısını artırmaz ( Şekil 2B). Bu özel deney, ilk karışımı tripomastigote yüzdesi% 38 oldu ve Swim-Out sonra yüzdesi herhangi bir zaman noktalarında% 98 üzerinde old...

Watch this Scientific Journal Video about Introducing a Gene Knockout Directly Into the Amastigote Stage of Trypanosoma cruzi Using the CRISPR/Cas9 System at JoVE.com

Introducing a Gene Knockout Directly Into the Amastigote Stage of Trypanosoma cruzi Using the CRISPR/Cas9 System

CRISPR/Cas9 sistemi kullanılarak Trypanosoma cruzi 'Nin Amastigote aşamasına doğrudan bir gene Knockout tanıtımı

Burada, CRISPR/Cas9 sistemini kullanarak , Trypanosoma cruzi 'nin ekstrellüler amastigote içine bir gen nakavt tanıtmak için bir protokol açıklanmaktadır. Büyüme fenotipi ya akenik amastigote kültürün hücre sayımı ya da ana hücre istilasından sonra hücreli formları proliferasyonu ile takip edilebilir.

Trypanosoma cruzi is a pathogenic protozoan parasite that causes Chagas&#8217; disease mainly in Latin America. In order to identify a novel drug target ...

Amastigote zorunlu hücre içi parazit olduğu için deneylerde T.cruzi'nin konak enfeksiyon evresini kullanmak zordur. Kültür tekniğimiz, amastigote'nin konak hücrenin dışında geçici olarak çoğalmasını sağlar, böylece parazitin klinik olarak uygun olan bu aşamasında doğrudan deneyler yapabiliriz. Prosedürü gösteren Yukie Akutsu, enstitümüzden bir teknisyen olacak.El yazması talimatlara göre bir ev sahibi parazit co-kültür korumak. Cas9 ifade eden parazit farklılaşmaya hazır olduğunda, süpernatantı konik bir tüpe toplayın ve mikroskop altında numune kalitesini kontrol edin. Ekstrasellüler amastigotes önemli sayıda varsa, trypomastigotes izole etmek için bir yüzme-out prosedürü gerçekleştirin.2, 100 kez G.Then tüp orta 0.5-1 mililitre bırakarak, supernatant en atın olarak on beş dakika boyunca trypomastigotes ve amastigotes karışımı aşağı spin. Tüpü gevşek bir şekilde kaplayın ve peleti 37 santigrat derecede 1-2 saat kuluçkaya yatırın, bu da aktif trypomastigotes'in peletten dışarı yüzmesini sağlayacaktır. Kuluçkadan sonra, trypomastigotes ile supernatant bir 1.5 mililitre mikrosantrifüj tüp aktarın.Aşağı çevirin ve 5 mililitre DMEM ile peleti yeniden askıya alın. Paraziti bir T-25 kültür şişesine aktarın ve şişeyi 37 derecede nemlendirilmiş bir kuvözde %5 karbondioksit inşâ edin. Parazitlerin yaklaşık %95'i 24 saat sonra amastigotes olarak ayrılacaktır.Ekstrasellüler amastigotes kültürünü 2, 100 kez G'de 15 dakika santrifüj edin ve süpernatant'ı atın. Mililitre başına 8 hücreleri için bir kez 10 son hücre yoğunluğu için ek çözüm sağlanan içeren elektroporasyon tampon ile pelet resuspend. Aliquot 1.5 litre mikrosantrifüj tüpler içine resuspended parazitlerin 100 mikrolitre.Sonra Kılavuz RNA beş ila 10 mikrogram ekleyin ve yavaşça pipetleme tarafından karıştırın. Karışımı iki milimetrelik bir boşluk elektroporasyon cuvette aktarın ve elektroporasyon cihazı ile bir darbe uygulayın. Daha sonra, cuvette içeriğini, beş mililitre önceden ısınmış LIT ortamı içeren bir T-25 şişesine aktarın, kapağı gevşek bırakın ve şişeyi %5 karbondioksitin altında 37 derecede kuluçkaya yatırın.Ya eksenik culturing devamı ya da konak hücre enfeksiyonu sonrası hücre içi amastigotes olarak hücre büyümesini izlemek. Hücre büyümesini axenik amastigotes olarak izliyorsanız, çözeltinin içine ekstrasellüler amastigotes yeniden askıya almak için yavaşça şişe sallamak ve bir mikrosentrifuge tüp propidium iyodür çözeltisi bir mikrolitre ile kültürün 20 mikrolitre karıştırın. Kültür şişesini kuvöz dışında gereğinden uzun süre bırakmamak önemlidir, çünkü sıcaklık amastigote'nin baltanik çoğalmasını sağlayan faktörlerden biridir.Örneği bir hemositometreye uygulayın ve floresan mikroskobu altında gözlemleyin. Sonra propidium iyodür ile lekeli olmayan canlı amastigotes sayısını saymak. Hücre içi amastigotes olarak nakavt hücrelerinin büyümesini izlemek için, tohum konak 3T3 hücreleri 12-iyi plaka DMEM ile.Elektroporasyondan bir gün sonra nakavt amastigotes santrifüj tarafından toplamak, supernatant atmak ve DMEM iki mililitre ile parazitleri askıya. Ortamı ana hücre kültüründen çıkarın ve yeniden askıya alınan amastigotes'i ekleyin. Plakayı %5 karbondioksit ini altında 37 derecede iki gün boyunca kuluçkaya yatırın, bu da amastigotların enfeksiyon oluşturmasını sağlayacak.İki gün sonra, DMEM ile konak hücrelerinin dışındaki hücre dışı amastigotes yıkayın ve taze DMEM ekleyin. Ek bir iki gün için kuluçka devam edin ve sonra konak hücrelerin çekirdekleri ve hücre içi amastigotes görselleştirmek. T.Cruzi amastigotes'in temel gen TcCGM1'e karşı Rehber RNA ile transfeced bir kontrol grubu ile karşılaştırıldığında önemli bir büyüme defekti gösterdiği gösterilmiştir.Hücre içi amastigotes olarak büyüme izlenirken, T.Cruzi çekirdekleri ile ilişkili konak çekirdeklerinin fraksiyonu kontrole göre TcCGM1 nakavt grubunda anlamlı olarak daha düşüktür. Aksine, Paraflagellar çubuk proteinlerinden birine karşı Kılavuz RNA transfeksiyon UVI1 önemli ölçüde axenik culturing dört gün sonra hücre büyümesini etkilemez veya hücre içi amastigotes büyümesini inhibe. Ancak, beş gün sonrası, konak hücreden çıkan trypomastigotes sayısı kontrol co-kültüre göre TcPAR1 nakavt co-kültür önemli ölçüde daha düşüktür.Ayrıca, kontrol grubunda konak hücre içinde farklılaştırılmış trypomastigotes nakavt grubunda olanlardan daha aktif göründü. Bu yöntem aynı zamanda amastigot evresindeki eksojen genlerin etkilerini incelemek için kılavuz RNA'yı Cas9 ifade eden amastigote dönüştürmek yerine, plazmidi eksojen bir geni ifade etmek için yabani tip bir amastigote dönüştürebilirsiniz.

Research

JoVE Journal

Genetics

Introducing a Gene Knockout Directly Into the Amastigote Stage of Trypanosoma cruzi Using the CRISPR/Cas9 System

Using a Fluorescent PCR-capillary Gel Electrophoresis Technique to Genotype CRISPR/Cas9-mediated Knockout Mutants in a High-throughput Format

CRISPR genotipine bir Floresan PCR kılcal jel elektroforezi Tekniği / yüksek verimli bir Format Nakavt Mutants Cas9 aracılı

The development of programmable genome-editing tools has facilitated the use of reverse genetics to understand the roles specific genomic sequences play ...

A Standard Methodology to Examine On-site Mutagenicity As a Function of Point Mutation Repair Catalyzed by CRISPR/Cas9 and SsODN in Human Cells

Yerinde mutagenisitesinin CRISPR/Cas9 ve SsODN insan hücrelerinde tarafından katalize nokta mutasyon onarım bir fonksiyonu olarak incelemek için standart bir metodoloji

Combinatorial gene editing using CRISPR/Cas9 and single-stranded oligonucleotides is an effective strategy for the correction of single-base point ...

Microinjection of CRISPR/Cas9 Protein into Channel Catfish, Ictalurus punctatus, Embryos for Gene Editing

Microinjection of CRISPR/Cas9 Protein into Channel Catfish, Ictalurus punctatus, Embryos for Gene Editing

CRISPR/Cas9 Protein gen düzenleme için mikroenjeksiyon kanal yayın balığı, Ictalurus yılan, embriyo içine

The complete genome of the channel catfish, Ictalurus punctatus, has been sequenced, leading to greater opportunities for studying channel catfish gene ...

A Protocol for the Production of Integrase-deficient Lentiviral Vectors for CRISPR/Cas9-mediated Gene Knockout in Dividing Cells

Integrase-eksik Lentiviral vektörler üretimi için CRISPR/Cas9-aracılı Gene hücre bölünmesi içinde nakavt için bir iletişim kuralı

Lentiviral vectors are an ideal choice for delivering gene-editing components to cells due to their capacity for stably transducing a broad range of cells ...

Efficient Production and Identification of CRISPR/Cas9-generated Gene Knockouts in the Model System Danio rerio

Efficient Production and Identification of CRISPR/Cas9-generated Gene Knockouts in the Model System Danio rerio

Verimli üretim ve Model sistem Danio rerio kimlik CRISPR/Cas9 tarafından oluşturulan Gene altını gizleme

Characterization of the clustered, regularly interspaced, short, palindromic repeat (CRISPR) system of Streptococcus pyogenes has enabled the development ...

Highly Efficient Gene Disruption of Murine and Human Hematopoietic Progenitor Cells by CRISPR/Cas9

Fare ve insan hematopoetik progenitör hücre tarafından CRISPR/Cas9 yüksek verimli Gene bozulma

Advances in the hematopoietic stem cell (HSCs) field have been aided by methods to genetically engineer primary progenitor cells as well as animal models. ...

Endogenous Protein Tagging in Human Induced Pluripotent Stem Cells Using CRISPR/Cas9

Endojen Protein insan etiketleme Pluripotent kök hücre kullanarak CRISPR/Cas9 indüklenen

A protocol is presented for generating human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) that express endogenous proteins fused to in-frame&#160;N- or ...

CRISPR/Cas9 Ribonucleoprotein-mediated Precise Gene Editing by Tube Electroporation

CRISPR/Cas9 ribonucleoprotein-boru Elektroporasyon tarafından aracılı hassas gen düzenleme

Gene editing nucleases, represented by CRISPR-associated protein 9 (Cas9), are becoming mainstream tools in biomedical research. Successful delivery of ...

Generation of Defined Genomic Modifications Using CRISPR-CAS9 in Human Pluripotent Stem Cells

İnsan Pluripotent Kök Hücrelerinde CRISPR-CAS9 Kullanılarak Tanımlanmış Genomik Modifikasyonların Üretimi

Human pluripotent stem cells offer a powerful system to study gene function and model specific mutations relevant to disease. The generation of precise ...

Investigation of the Transcriptional Role of a RUNX1 Intronic Silencer by CRISPR/Cas9 Ribonucleoprotein in Acute Myeloid Leukemia Cells

Investigation of the Transcriptional Role of a RUNX1 Intronic Silencer by CRISPR/Cas9 Ribonucleoprotein in Acute Myeloid Leukemia Cells

Akut Miyeloid Lösemi Hücrelerinde CRISPR/Cas9 Ribonükleoprotein ile RUNX1 Intronic Susturucunun Transkripsiyonel Rolünün İncelendirin

The bulk of the human genome (~98%) is comprised of non-coding sequences. Cis-regulatory elements (CREs) are non-coding DNA sequences that contain binding ...