Maklumat

Menyatakan bakteriofag pada sel mamalia

Menyatakan bakteriofag pada sel mamalia


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Adakah mungkin untuk mengekspresikan bakteriofag pada sel mamalia dengan pengoptimuman kodon? Ada kesusasteraan yang relevan? terima kasih terlebih dahulu.


Menyatakan bacteriophage dalam sel mamalia - Biologi

Pertukaran Ganesh Sanmukh dan Sérgio Luis Felisbino *
Makmal Biologi Matrik Ekstraselular, Jabatan Morfologi, Institut Biosains Botucatu, Universiti Negeri Sao Paulo, Sao Paulo, Brazil

* Pengarang sama: Sérgio L Felisbino, Makmal Biologi Matriks Ekstraselular, Jabatan Morfologi, Institut Biosains Botucatu, Universiti Negeri Sao Paulo, Sao Paulo, Brazil

Diterbitkan: 16 Mei, 2017
Nyatakan artikel ini sebagai: Sanmukh SG, Felisbino SL. Bakteriofag dalam Biologi dan Terapi Kanser. Klinik Oncol. 2017 2: 1295.


INFRASTRUKTUR PERANCIS UNTUK BIOLOGI STRUKTUR BERSEPADU

- menggunakan sistem Virus Vaccinia. Lebih banyak ekspresi protein dalam sel mamalia (sel hamster BHK21) dicapai dengan menggunakan vektor virus vaksinen yang dilemahkan (Modified Vaccinia Virus Ankara-MVA) yang selamat bagi pengguna dan dapat ditangani dalam keadaan BSL1. Gen yang berminat diklonkan ke hilir promoter bakteriofag T7 pada langkah pertama untuk memeriksa kemungkinan. Ekspresi protein kemudian diperiksa setelah pemindahan plasmid ke dalam sel BHK21 dan jangkitan bersama dengan vektor virus khusus yang mengekodkan polimerase T7 RNA bakteriofag. Kemudahan IGBMC melaksanakan langkah kebolehlaksanaan ini dengan mana-mana gen kepentingan yang diklon di hiliran promoter T7 dan memperoleh keputusan dalam beberapa hari.

Untuk mendapatkan ekspresi protein tahap tinggi, gen yang berprestasi baik dalam ujian kebolehlaksanaan diklonkan ke dalam plasmid khusus yang membolehkan tapaknya dipindahkan ke dalam genom virus di hilir promoter bakteriofaj T7. Virus rekombinan yang mengekodkan gen yang berminat diasingkan dalam beberapa minggu dalam keadaan yang tidak mengizinkan untuk ekspresi protein rekombinan. Ekspresi tahap tinggi kemudiannya dicapai dalam sel mamalia dengan kehadiran inducer (IPTG). Sehingga 10 mg protein yang telah dimurnikan boleh dihasilkan secara konsisten daripada 5 liter kultur sel penggantungan. Garis besar kaedah yang digunakan boleh didapati dalam rujukan berikut: Biochem Anal. 2012 426(2): 106-8 Biokim Dubur. 2010 1 Sep 404 (1): 103-5 Protein Expr Purif. 2007 56(2): 269-78. Penambahbaikan yang lebih terkini yang meningkatkan kelajuan operasi dan produktiviti protein tidak diterbitkan.

Sokongan merangkumi ujian ekspresi skala kecil dengan plasmid yang disediakan oleh pengguna (memerlukan penganjur T7). Pemasangan gen mudah menggunakan sistem "Biobrick" berdasarkan tapak sekatan yang serasi (EcoRI, XbaI, SpeI, PstI) seperti yang diterangkan dalam (Ho-Shing et al., 2012) dengan pelbagai teg N-terminal dalam vektor kemasukan Gateway untuk pembinaan seterusnya virus rekombinan tersedia. Penyertaan pengguna digalakkan untuk latihan dalam pengasingan vektor ekspresi virus dan pengeluaran protein dijalankan di IGBMC. Pengguna akan dibekalkan dengan bahan khusus dan kaedah terkini yang tersedia.


BAHAN DAN KAEDAH

Strain dan plasmid bakteria

Strain bakteria yang digunakan ialah Stable 2 (Life Technologies, Breda, Belanda), INV & # x003b1F & # x02019 (Invitrogen, Groningen, Belanda), MC1061 (Stratagene Europe, Amsterdam, Belanda), KMBL 1164 & # x0005b & # x00394lac- proXIII, thi209, SupE & # x0002b & # x0005d (16) dan KMBL 1001 & # x0005bSupE & # x02013 & # x0005d, berasal dari W1485 (22).

Plasmid pmMu876 berasal dari pGP876 (23) dengan membuang kod genetik untuk MuA dan MuB secara separa EcoPencernaan RI dan peredaran semula.

Pembinaan plasmid pSC-NLS-MuA dan pSC-NLS-MuB, yang masing-masing mengandungi transposase, MuA dan stimulator transposisi, MuB, dilakukan seperti yang dijelaskan di bawah. Untuk mengasingkan jujukan pengekodan Mu-A, pGP876 telah dicerna dengan enzim sekatan EcoRV dan PmeSaya, serpihan 2018 bp telah diasingkan dan tumpul oleh Klenow polimerase mengisi hujung melekit. Selepas itu, serpihan ini dihubungkan ke vektor ekspresi eukariotik pSuperCatch-NLS (24), turunan pCatch-NLS, yang telah dicerna dengan BamHI dan diisi dengan polimerase Klenow. Konstruk, yang mengandungi MuA di bawah kendali promoter sitomegalovirus (pCMV), disebut pSC-NLS-MuA (Gambar & # x000a0 1 A).

Konstruk yang digunakan dalam analisis transposisi Mu pada sel mamalia. (A) Plasmid pSC-NLS-MuA mengandungi kaset ekspresi eukariotik yang mengkod transposase Mu, MuA, menyatu ke epitop Bendera dan SV40 NLS. Tapak permulaan transkripsi T7 RNA-polimerase memungkinkan ekspresi prokariotik protein peleburan ini. Plasmid pSC-NLS-MuB mengandungi kaset ekspresi eukariotik yang mengekodkan perangsang transposisi, MuB, serupa dengan konstruk MuA. (B) Plasmid penderma dicirikan oleh kehadiran transposon miniMu, dibatasi oleh domain lampiran L dan R (L att dan R att). Domain att ini digambarkan sebagai anak panah yang menunjuk ke lokasi laman web yang disebabkan oleh MuA. Domain L att juga merangkumi wilayah IAS. Transposon miniMu pmMuHyg mengandungi penanda Hyg R yang digerakkan oleh penganjur TK. Pembangun penderma pmMuHyg-GFP mengandungi transposon miniMu yang disebutkan sebelumnya dengan penanda Hyg R dan penanda GFP yang didorong oleh CMV, yang terletak tepat di luar transposon ini. Transposon miniMu dari pmMuNeo mengandungi penanda Neo R yang didorong oleh penganjur SV40 untuk ekspresi eukariotik dan oleh penganjur Tn5 untuk ekspresi prokariotik. Elemen ini juga merangkumi asal replikasi pBR322 (pBR Ori). pCMV, penyokong awal segera dari sitomegalovirus pSV40, penganjur dari Simian Virus 40 PolyA, laman polyadenylation ColE1, asal replikasi NLS, isyarat penyetempatan nuklear Amp R, penanda rintangan Ampicilin T7 dan Sp6, RNA-polimerase tapak transkripsi-permulaan pTK, thymidine -Penggalak kinase Hyg R , Penanda rintangan higromisin Cam R , Penanda rintangan kloramfenikol GFP, protein pendarfluor hijau LTR, ulangan terminal panjang Tn5, promoter Tn5 Neo. Kecuali dinyatakan sebaliknya, plasmid digunakan dalam bentuk supercoiled.

Urutan pengekodan untuk MuB diperoleh dengan pencernaan pGP876 dengan Sspsaya dan DraIII. Serpihan 1231 bp telah diasingkan dan DraOverhang 3 & # x02032 yang berasal dari III dikeluarkan oleh exonuclease 3 & # x02032 & # x021925 & # x02032. Serpihan tumpul ini diklon ke dalam BampSuperCatch-NLS tercerna HI dan Klenow polimerase-tumpul. Konstruk pSC-NLS-MuB (Gambar & # x200B (Gambar.1A) 1 A) mengandungi gen MuB yang digerakkan oleh penganjur CMV. Analisis jujukan DNA mengesahkan integriti gen MuA dan MuB yang diubah suai dalam plasmid pSC-NLS-MuA dan pSC-NLS-MuB.

Tiga binaan penderma, plasmid yang mengandungi transposon miniMu, telah digunakan dalam dalam vivo eksperimen transposisi (Gamb. ​ (Gamb.1B). 1 B). Konstruk pertama, pmMuHyg dibina dengan pencernaan plasmid pCep4 (Invitrogen) dengan NruSaya dan sebahagian dengan SalSaya, pengasingan serpihan 3.2-kb dan pengklonan ke dalamnya SmaSaya dan SalSaya-hadam pmMu876. Pembinaan penderma kedua, pmMuHyg-GFP, sama dengan yang pertama, kecuali bahawa penanda GFP ditambahkan di luar transposon miniMu. Pertama, penanda GFP diklon ke pmMu876. Untuk itu, plasmid phGFP-S56T (Clontech Laboratories, Palo Alto, CA) telah dicerna dengan Mlusaya dan BamHI, serpihan 2.3-kb yang terhasil, yang membawa kaset ekspresi GFP yang lengkap, telah diasingkan dan ditumpulkan dengan nuklease Kacang Hijau. Fragmen ini diklon ke pmMu876, yang telah diselaraskan dengan ClaSaya dan tumpul dengan nuklease Kacang Hijau. Penanda rintangan Hygromycin (Hyg R ) kemudiannya diklonkan ke dalam binaan yang terhasil dengan cara yang sama seperti yang diterangkan untuk pmMuHyg. Pembinaan penderma terakhir, pmMuNeo dibuat seperti berikut. Plasmid pmMu876 telah dihadam dengan AatII dan SalI dan serpihan 5927-bp telah diasingkan. Dalam hal ini kami mengklonkan 3707-bp AatII- dan SalSerpihan I-dicerna daripada vektor retroviral pBAG (25).

Imunofluoresensi

Pengesanan protein MuA dan MuB, keduanya menyatu dengan epitop Flag, dilakukan dengan pengenceran 400 kali lipat (3 & # x00025 BSA dalam PBS) antibodi monoklonal tikus terhadap epitop Bendera (m & # x003b1Flag M2 Kodak, New Haven , CT). Antibodi anti-tetikus kambing berlabel Fluorescein-isothiocyanate (G & # x003b1MFitc Jackson Immunoresearch Laboratories, WestGrove, PA) digunakan sebagai antibodi kedua. DNA nuklear telah diwarnai dengan 1 µg/ml 2,4-diamino-2-phenylindole (DAPI), 2% 1,4 diazabicyclo-ֲ,2,2]-octane dan 0.1 M Tris&#xl0.20 8.0 dalam gliserol.

Analisis protein dengan cara western blotting

Produk protein hibrid daripada pSC-NLS-MuA dan pSC-NLS-MuB telah dihasilkan secara in vitro dengan Sistem Lysate Reticulocyte TNT T7 (Promega, Leiden, Belanda), sesuai dengan protokol pengeluar & # x02019s. Sel 911 yang dipindahkan secara stabil memberikan protein hibrid selepas itu dalam vivo ungkapan. Lisat sel diperoleh dengan mengikis sel dalam penimbal lisis RIPA (25 mM Tris–HCl pH 7.4, 50 mM NaCl, 0.5% Doc, 2% NP-40, 0.2% SDS). Setelah inkubasi 10 minit pada suhu bilik, lisat dibersihkan dengan sentrifugasi dan kepekatan protein supernatan diukur dengan ujian protein Bradford.

Sel-lisat dan in-vitro sampel terjemahan transkripsi diasingkan pada gel 10 & # x00025 SDS & # x02013PAGE. Protein dipindahkan ke membran Immobilon-P (Millipore, Bedford, MA) dan diinkubasi dengan m & # x003b1Flag (Kodak) sebagai antibodi pertama. Antibodi kedua ialah antibodi anti-tikus kambing berlabel peroksidase lobak (Brunschwig Chemie, Amsterdam, Belanda). Kompleks protein𠄺ntibodi yang terhasil divisualisasikan oleh chemiluminescence yang dipertingkatkan.

Pelengkap MuA pagi dan MuB pagi fasa

Budaya dari Escherichia coli strain KMBL 1001 & # x0005bSup E & # x02013 & # x0005d diubah dengan pSC-NLS-MuA, KMBL 1001 & # x0005bSup E & # x02013 & # x0005d diubah dengan pSC-NLS-MuB dan KMBL 1164 & # x0005S & # x0005d dicairkan menjadi OD& # x003bb650 = 0.1 (10 8 sel/ml). Pada kepekatan ini, sampel kultur 1 ml dijangkiti oleh bakteriofag jenis liar Mu, MuA pagi atau MuB pagi pada pelbagai jangkitan (m.o.i.) dari 2 & # x020133. Selepas penambahan phage, sampel diinkubasi pada 37ଌ selama 20 minit, tanpa gangguan. Kemudian, sampel diencerkan 1000 kali ganda (5 & # x000b5l: 5 ml) dan ditanam pada suhu 37 & # x000b0C. Setelah 1 jam inkubasi, 50 & # x000b5l kloroform ditambahkan, sampel disentrifugasi selama 10 minit pada 800 g dan supernatan yang mengandungi phage dikumpulkan.

Titer fag supernatan ditentukan pada strain KMBL 1164 dan KMBL 1001. Supernatan telah dicairkan 10- atau 1000 kali ganda dan 100 µl daripada pencairan ini telah ditambah kepada kultur 1-ml KMBL 1164 atau 1001, masing-masing. Campuran diinkubasi selama 20 minit pada suhu 37 & # x000b0C, tanpa gangguan. Selepas ini, 3 ml agar atas (1:1, agar lawan LB) ditambah dan segera dipindahkan ke plat LB. Selepas pengeraman semalaman pada 37ଌ, plak dikira dan titer dikira.

Kultur sel, pemindahan dan pemilihan

Garis sel retina embrio manusia 911 (26) dan garis sel osteosarcoma U2OS ditransformasikan dalam medium Eagle (DMEM) Dulbecco & # x02019s yang ditambah dengan 10 & # x00025 serum betis janin (FCS), antibiotik dan 3 g & # x0002fl glukosa dalam 5 & # x00025 CO2 suasana pada 37ଌ. Pemindahan 911 sel dilakukan dengan teknik kalsium-fosfat (27). Sel U2OS ditransfeksi dengan Fugene (Boehringer Mannheim, Almere, Belanda) sesuai dengan protokol pengeluar & # x02019s. Kira-kira 48 jam selepas transfeksi, pemilihan sel yang ditransfeksi dimulakan dengan penambahan 150 & # x000b5g & # x0002fml Hygromycin (Boehringer Mannheim) atau 450 & # x000b5g & # x0002fml G418 (Life Technologies) ke medium. Satu minggu selepas pemindahan, semua sel yang ditransfeksi olok-olok mati dan koloni tahan Hygromycin atau G418 muncul. Tekanan pemilihan kemudiannya dikurangkan kepada 50 µg/ml Hygromycin atau 200 µg/ml G418. Koloni bersendirian telah dipilih, garisan sel ditubuhkan dan DNA kromosom diasingkan.

Analisis DNA kromosom untuk kejadian transposisi

DNA kromosom diisolasi dari koloni tahan G418 yang diperoleh setelah bersamaan sel 911 atau sel U2OS dengan konstruk penderma pmMuNeo, pSC-NLS-MuA dan dengan atau tanpa pSC-NLS-MuB. Untuk memeriksa integrasi Mu-mangkin, DNA yang mengapit tapak att dianalisis dengan prosedur berikut. Untuk analisis DNA yang mengapit L att site, 1 & # x000b5g DNA kromosom dicerna semalaman dengan 3 U SpeI (Gamb. & # X200B (Gamb. 1B). 1 B). Selepas ketidakaktifan haba enzim sekatan, sampel telah dicairkan kepada 4 ng/µl dan serpihan diedarkan. Selepas pengeraman semalaman, DNA dimendakkan dan digunakan untuk elektroporasi E coli regangan Stabil 2. Transformasi yang mengandungi penanda rintangan Neomycin (Neo R) dipilih oleh pertumbuhan pada plat LB yang mengandungi Kanamycin pada suhu 30 & # x000b0C. Koloni yang dihasilkan diperiksa untuk asal muatan dengan pemilihan kontra di Ampicilin (Amp). Koloni sensitif Amp dianalisis selanjutnya oleh Spesaya dan HinAnalisis sekatan dIII, PCR berdasarkan primer yang mengelilingi tapak samaran Mu-induced dan, akhirnya analisis jujukan.

Analisis yang sama dilakukan untuk mengkaji DNA di sisi R att site, tetapi dalam kes ini BamHI digunakan untuk mencerna DNA kromosom.


Menyasarkan Bakteriofaj kepada Reseptor Permukaan Sel Mamalia untuk Penghantaran Gen

Bakteriofag filamen merupakan salah satu cara pembungkusan dan penghantaran DNA yang paling elegan di alam semula jadi. Dalam usaha untuk membangunkan kaedah baru untuk penemuan ligan melalui penghantaran gen phage, kami memberikan tropisme sel mamalia kepada bakteriofaj berfilamen dengan melampirkan faktor pertumbuhan fibroblast asas (FGF2), transferrin, atau faktor pertumbuhan epidermis (EGF) pada protein kot mereka dan mengukur promoter CMV. ekspresi gen wartawan didorong dalam sel sasaran. Dalam sistem ini, FGF2 adalah agen penyasaran yang lebih berkesan daripada transferrin atau EGF. Pengesanan protein pendarfluor hijau (GFP) atau β-galactosidase (β-Gal) dalam sel memerlukan penyasaran FGF2 dan bergantung kepada kepekatan phage. Kekhususan penargetan untuk reseptor FGF afinitas tinggi ditunjukkan dengan menyaingi fag yang disasarkan dengan FGF2, oleh kegagalan bakteriofag yang disasarkan FGF2 untuk mengubah sel negatif reseptor FGF afinitas tinggi, dan oleh kemampuan mereka untuk mentransfer sel-sel yang sama apabila stabil dipindahkan dengan FGFR1, reseptor FGF afinitas tinggi. Ekspresi transgen jangka panjang telah ditubuhkan dengan memilih koloni untuk rintangan G418, menunjukkan bahawa dengan tropisme yang disasarkan yang sesuai, bakteriofaj filamen boleh berfungsi sebagai kenderaan untuk penghantaran gen yang disasarkan kepada sel mamalia.


Kandungan

Pengumpulan semula Cre-Lox adalah jenis pengumpulan semula spesifik dari laman web yang dikembangkan oleh Dr. Brian Sauer dan dipatenkan oleh DuPont yang beroperasi pada sel mitotik dan bukan mitotik, dan pada mulanya digunakan untuk mengaktifkan ekspresi gen pada garis sel mamalia. [2] [3] [4] Selepas itu, para penyelidik di makmal Dr Jamey Marth menunjukkan bahawa penggabungan Cre-Lox dapat digunakan untuk menghapus urutan DNA kromosom loxP-diapit pada kecekapan tinggi dalam pengembangan sel-T spesifik haiwan transgenik, dengan penulis mencadangkan bahawa pendekatan ini dapat digunakan untuk menentukan fungsi gen endogen dalam jenis sel tertentu, menandakan progenitor secara kekal dalam kajian penentuan nasib sel, mendorong penyusunan semula kromosom khusus untuk pemodelan biologi dan penyakit, dan menentukan peranan lesi genetik awal dalam penyakit ( dan fenotip) penyelenggaraan. [5]

Tidak lama selepas itu, penyelidik di makmal Prof Klaus Rajewsky melaporkan pengeluaran sel induk embrionik yang beraneka ragam yang mempunyai gen polimerase DNA floxed (floxed) yang disasarkan. [6] Menggabungkan kemajuan ini dalam kolaborasi, makmal Drs. Marth dan Rajewsky melaporkan pada tahun 1994 bahawa pengumpulan semula Cre-lox dapat digunakan untuk penargetan gen bersyarat. [7] Mereka memerhatikan ≈50% gen beta polimerase DNA telah dihapus dalam sel T berdasarkan DNA blotting. Tidak jelas sama ada hanya satu alel di setiap sel T atau 50% sel T mempunyai penghapusan 100% di kedua alel tersebut. Penyelidik telah melaporkan mutagenesis gen bersyarat Cre-Lox yang lebih cekap dalam sel T yang sedang berkembang oleh makmal Marth pada tahun 1995. [8] Pemadaman yang tidak lengkap oleh Cre recombinase bukanlah sesuatu yang luar biasa dalam sel apabila dua salinan jujukan flox wujud, dan membenarkan pembentukan dan kajian tisu chimeric. Semua jenis sel yang diuji pada tikus telah terbukti mengalami pengumpulan semula transgenik Cre.

Secara bebas, Joe Z. Tsien telah mempelopori penggunaan sistem Cre-loxP untuk manipulasi gen jenis sel dan kawasan di otak orang dewasa di mana beratus-ratus jenis neuron yang berbeza mungkin wujud dan hampir semua neuron di otak orang dewasa diketahui pos. -mitotik. [9] Tsien dan rakan-rakannya menunjukkan penggabungan semula pengantaraan Cre boleh berlaku dalam neuron piramid post-mitotik dalam otak depan tikus dewasa. [10]

Perkembangan ini menyebabkan penggunaan mutagenesis bersyarat secara meluas dalam penyelidikan bioperubatan, merangkumi banyak disiplin ilmu di mana ia menjadi platform yang kuat untuk menentukan fungsi gen dalam jenis sel tertentu dan pada masa perkembangan tertentu. Khususnya, demonstrasi yang jelas tentang kegunaannya dalam menentukan secara tepat hubungan kompleks antara sel / litar tertentu dan tingkah laku untuk penyelidikan otak, [11] telah mempromosikan NIH untuk memulakan NIH Blueprint untuk projek tetikus Neurosains Research Cre-driver pada awal tahun 2000.[12] [13] Sehingga kini, NIH Blueprint untuk projek Neuroscience Research Cre telah membuat beberapa ratus tetikus pemandu Cre yang kini digunakan oleh komuniti neurosains di seluruh dunia.

Penggabungan semula Cre-Lox melibatkan penyasaran urutan tertentu DNA dan penyambungannya dengan bantuan enzim yang dipanggil Cre recombinase. Pengumpulan semula Cre-Lox biasanya digunakan untuk mengelakkan kematian embrio yang disebabkan oleh ketidakaktifan sistemik banyak gen. [14] [15] Mulai Februari, 2019, penggabungan semula Cre–Lox ialah alat yang berkuasa dan digunakan dalam pemodelan haiwan transgenik untuk menghubungkan genotip kepada fenotip. [11] [16] [17]

Sistem Cre-lox digunakan sebagai alat genetik untuk mengendalikan kejadian penggabungan spesifik lokasi dalam DNA genom. Sistem ini telah membenarkan penyelidik untuk memanipulasi pelbagai organisma yang diubah suai secara genetik untuk mengawal ekspresi gen, memadam urutan DNA yang tidak diingini dan mengubah suai seni bina kromosom.

Protein Cre adalah rekombinase DNA khusus lokasi yang dapat menjadi pemangkin penggabungan semula DNA antara laman web tertentu dalam molekul DNA. Laman web ini, dikenali sebagai loxP urutan, mengandungi laman pengikat khusus untuk Cre yang mengelilingi urutan teras arah di mana penggabungan boleh berlaku.

Apabila sel yang mempunyai loxP laman web dalam genom mereka, Cre, peristiwa penggabungan boleh berlaku antara loxP laman web. Protein Cre recombinase mengikat pada kawasan 13 bp pertama dan terakhir tapak lox membentuk dimer. Dimer ini kemudian mengikat dimer di laman lox lain untuk membentuk tetramer. Laman web Lox adalah arah dan dua laman web yang bergabung dengan tetramer adalah selari dalam orientasi. DNA untai ganda dipotong pada kedua-duanya loxP laman web oleh protein Cre. Helai kemudian disatukan dengan DNA ligase dalam proses yang cepat dan cekap. Hasil pengumpulan semula bergantung pada orientasi loxP laman web. Untuk dua tapak lox pada lengan kromosom yang sama, terbalik loxP laman web akan menyebabkan pembalikan DNA yang campur tangan, sementara pengulangan langsung dari loxP tapak akan menyebabkan peristiwa pemadaman. Sekiranya loxP laman web berada pada kromosom yang berlainan, kemungkinan kejadian translokasi dikatalisis oleh penggabungan yang disebabkan oleh Cre. Dua plasmid boleh digabungkan menggunakan varian lox sites 71 dan 66. [18]

Cre recombinase Edit

Protein Cre (dikodkan oleh lokus yang awalnya dinamakan sebagai "Menyebabkan pengumpulan semula", dengan "Cyclization recombinase" terdapat dalam beberapa rujukan) [19] [20] terdiri daripada 4 subunit dan dua domain: Domain karboksil (C-terminal) yang lebih besar , dan domain amino (N-terminal) yang lebih kecil. Jumlah protein mempunyai 343 asid amino. Domain C serupa strukturnya dengan domain dalam keluarga enzim Integrase yang diasingkan dari lambda phage. Ini juga merupakan tapak pemangkin enzim.

LoxP laman Edit

loxP (lokus X-over P1) adalah laman pada bakteriofag P1 yang terdiri daripada 34 bp. Tapak ini termasuk urutan 8 bp asimetri, berubah kecuali untuk dua tapak tengah, di antara dua set jujukan 13 bp simetri. Urutan tepat diberikan di bawah 'N' menunjukkan pangkalan yang mungkin berbeza-beza, dan huruf kecil menunjukkan pangkalan yang telah bermutasi daripada jenis liar. Urutan 13 bp adalah palindromik tetapi spacer 8 bp tidak, sehingga memberikan urutan loxP arah tertentu. Biasanya laman web loxP berpasangan untuk manipulasi genetik. Jika kedua-dua tapak loxP berada dalam orientasi yang sama, jujukan flox (jujukan diapit oleh dua tapak loxP) dikeluarkan namun jika kedua-dua tapak loxP berada dalam orientasi bertentangan, jujukan flox akan terbalik. Sekiranya terdapat urutan penderma floks, urutan penderma boleh ditukar dengan urutan asalnya. Teknik ini disebut pertukaran kaset dimediasi recombinase dan merupakan kaedah yang sangat mudah dan menjimatkan masa untuk manipulasi genetik. Kaveat, bagaimanapun, ialah tindak balas penggabungan semula boleh berlaku ke belakang, menjadikan pertukaran kaset tidak cekap. Di samping itu, pemotongan urutan boleh berlaku dalam trans bukannya a dalam cis acara pertukaran kaset. Mutan loxP dicipta untuk mengelakkan masalah ini. [21]

13bp 8bp 13bp
ATAACTTCGTATA - NNNTANNN - TATACGAAGTTAT
Contoh Laman web loxP Alternatif [22]
Nama Wilayah Pengiktirafan 13bp Rantau Spacer 8bp Wilayah Pengiktirafan 13bp
Jenis liar ATAACTTCGTATA ATGTATGC TATACGAAGTTAT
lox 511 ATAACTTCGTATA ATGTATaC TATACGAAGTTAT
lox 5171 ATAACTTCGTATA ATGTgTaC TATACGAAGTTAT
lox 2272 ATAACTTCGTATA AaGTATcC TATACGAAGTTAT
M2 ATAACTTCGTATA AgaaAcca TATACGAAGTTAT
M3 ATAACTTCGTATA taaTACCA TATACGAAGTTAT
M7 ATAACTTCGTATA AgaTAGAA TATACGAAGTTAT
M11 ATAACTTCGTATA cgaTAcca TATACGAAGTTAT
lox 71 TACCGTTCGTATA NNNTANNN TATACGAAGTTAT
lox 66 ATAACTTCGTATA NNNTANNN TATACGAACGGTA

Semasa penggabungan semula genetik, persimpangan Holliday terbentuk di antara dua helai DNA dan pemecahan dua untai dalam molekul DNA meninggalkan hujung 3'OH terdedah. Tindak balas ini dibantu dengan aktiviti enzim endonuclease. Hujung fosfat 5' biasanya merupakan substrat untuk tindak balas ini, oleh itu kawasan 3' yang dilanjutkan kekal. Kumpulan 3’ OH ini sangat tidak stabil, dan untaian yang terdapat padanya mesti mencari pelengkapnya. Oleh kerana penggabungan homolog berlaku selepas replikasi DNA, dua helai DNA tersedia, dan dengan itu, kumpulan 3 'OH mesti berpasangan dengan pelengkapnya, dan ia melakukannya, dengan helai utuh pada dupleks lain. Sekarang, satu titik crossover telah terjadi, yang disebut Holliday Intermediate.

Hujung 3'OH dipanjangkan (iaitu, bes ditambah) dengan bantuan DNA Polimerase. Penggabungan helai yang berlawanan adalah yang membentuk peristiwa penyeberangan atau Pengumpulan semula, yang biasa bagi semua organisma hidup, kerana bahan genetik pada satu helai satu dupleks telah berpasangan dengan satu helai dupleks yang lain, dan telah memanjang oleh DNA polimerase . Pembelahan lanjut Holliday Intermediates menghasilkan pembentukan DNA Hibrid.

Pembelahan atau 'pemecahan' selanjutnya dilakukan oleh kumpulan enzim khas yang disebut Resolvases. RuvC adalah salah satu Resolvase ini yang telah diasingkan dalam bakteria dan ragi.

Selama bertahun-tahun, difikirkan bahawa ketika pertengahan persimpangan Holliday terbentuk, titik cabang persimpangan (di mana helai melintasi) akan berada di lokasi pembelahan pertama. Penghijrahan titik cawangan ke tapak pembelahan kedua kemudiannya akan mencetuskan separuh jalan kedua. Model ini memberikan penjelasan yang mudah untuk keperluan ketat homologi antara pengumpulan semula laman web, kerana migrasi cawangan akan berhenti pada ketidakcocokan dan tidak membenarkan pertukaran helai kedua berlaku. Namun, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pandangan ini telah ditantang, dan kebanyakan model semasa untuk pengumpulan semula Int, Xer, dan Flp hanya melibatkan migrasi cawangan yang terhad (1-3 pasang asas Holliday perantaraan), ditambah dengan peristiwa isomerisasi yang bertanggungjawab untuk menukar kekhususan belahan helai.

Pengumpulan semula tapak (SSR) melibatkan laman web khusus untuk tindakan pemangkinan enzim khas yang disebut rekombinase. Cre, atau recombinase siklik, adalah salah satu enzim tersebut. Oleh itu, penggabungan semula khusus tapak ialah pembelahan dan pengikatan pengantara enzim bagi dua jujukan deoksinukleotida yang ditentukan.

Sebilangan sistem penggabungan semula khusus tapak yang dipelihara telah diterangkan dalam kedua-dua organisma prokariotik dan eukariotik. Secara umum, sistem ini menggunakan satu atau lebih protein dan bertindak berdasarkan urutan DNA asimetri yang unik. Produk acara penggabungan bergantung pada orientasi relatif urutan asimetri ini. Banyak protein lain selain daripada rekombinase terlibat dalam mengawal tindak balas. Semasa penggabungan DNA khusus lokasi, yang menghasilkan penyusunan semula genetik dalam proses seperti integrasi virus dan pemisahan eksisi dan kromosom, enzim rekombinase ini mengenali urutan DNA tertentu dan menjadi pemangkin pertukaran pertukaran helai DNA antara laman web ini.

Mekanisme tindakan Edit

Permulaan penggabungan semula khusus tapak bermula dengan pengikatan protein penggabungan semula kepada sasaran DNA masing-masing. Recombinase yang terpisah mengenali dan mengikat pada masing-masing dua tapak pengumpulan semula pada dua molekul DNA yang berbeza atau dalam helai DNA yang sama. Di tapak khusus yang diberikan pada DNA, kumpulan hidroksil tirosin dalam rekombinasi menyerang kumpulan fosfat dalam tulang belakang DNA menggunakan mekanisme transesterifikasi langsung. Tindak balas ini menghubungkan protein rekombinase ke DNA melalui hubungan fosfosirosin. Ini menjimatkan tenaga ikatan fosfodiester, membolehkan tindak balas diterbalikkan tanpa penglibatan kofaktor tenaga tinggi.

Belahan pada helai yang lain juga menyebabkan ikatan fosfo-tirosin antara DNA dan enzim. Pada kedua-dua dupleks DNA, ikatan kumpulan fosfat dengan residu tirosin meninggalkan kumpulan 3 'OH bebas di tulang belakang DNA. Sebenarnya, kompleks enzim-DNA ialah peringkat pertengahan, yang diikuti oleh pengikatan kumpulan 3' OH satu untai DNA kepada kumpulan 5' fosfat untai DNA yang lain, yang terikat secara kovalen kepada sisa tirosin yang ialah, hubungan kovalen antara hujung 5' dan sisa tirosin terputus. Reaksi ini mensintesis persimpangan Holliday yang dibincangkan sebelumnya.

Dengan cara ini, helai DNA bertentangan disatukan. Pembelahan dan penyambungan seterusnya menyebabkan helai DNA bertukar-tukar segmennya. Interaksi protein-protein mendorong dan pertukaran helai langsung. Tenaga tidak terganggu, kerana hubungan protein-DNA menebus kehilangan ikatan fosfodiester, yang berlaku semasa pembelahan.

Penggabungan semula khusus tapak juga merupakan proses penting yang virus, seperti bacteriophages, pakai untuk mengintegrasikan bahan genetiknya ke dalam perumah yang dijangkiti. Virus, yang disebut a ramalan dalam keadaan sedemikian, mencapai ini melalui integrasi dan eksisi. Titik-titik di mana reaksi integrasi dan eksisi berlaku disebut laman lampiran (att). Laman attP di phage bertukar segmen dengan laman attB pada DNA bakteria. Oleh itu, ini adalah khusus laman web, berlaku hanya di laman web masing-masing. Kelas integrase enzim memangkinkan tindak balas khusus ini.

Kecekapan tindakan Edit

Dua faktor telah terbukti mempengaruhi kecekapan eksisi Cre pada pasangan lox. Pertama, identiti jujukan nukleotida di kawasan spacer tapak lox. Varian lox kejuruteraan yang berbeza pada kawasan spacer cenderung berbeza tetapi secara amnya kecekapan penggabungan semula lebih rendah berbanding loxP jenis liar, mungkin melalui menjejaskan pembentukan dan resolusi perantaraan penggabungan semula. [23]

Faktor lain ialah panjang DNA antara pasangan lox. Peningkatan panjang DNA membawa kepada penurunan kecekapan pengumpulan semula Cre / lox mungkin dengan mengatur dinamika tindak balas. [24] [25] [26] Lokasi genetik jujukan flox menjejaskan kecekapan penggabungan semula juga mungkin dengan mempengaruhi ketersediaan DNA oleh Cre recombinase. [26] Pemilihan pemandu Cre juga penting kerana ungkapan rendah rekombinase Cre cenderung menghasilkan penggabungan tidak selari. Penggabungan semula bukan selari amat bermasalah dalam senario pemetaan nasib di mana satu peristiwa penggabungan semula direka bentuk untuk memanipulasi gen yang sedang dikaji dan peristiwa penggabungan semula yang lain diperlukan untuk mengaktifkan gen pelapor (biasanya pengekodan protein pendarfluor) untuk pengesanan keturunan sel. [26] Kegagalan untuk mengaktifkan kedua-dua peristiwa penggabungan semula secara serentak mengelirukan tafsiran keputusan pemetaan nasib sel.

Kawalan sementara Edit

Pengaktifan Cre boleh didorong dicapai menggunakan varian CreER (reseptor estrogen), yang hanya diaktifkan selepas penghantaran tamoxifen. [27] Ini dilakukan melalui penyatuan domain pengikatan ligan bermutasi dari reseptor estrogen ke rekombinase Cre, sehingga Cre menjadi diaktifkan secara khusus oleh tamoxifen. Dengan ketiadaan tamoxifen, CreER akan mengakibatkan pengaliran rekombinasi bermutasi ke dalam sitoplasma. Protein akan kekal di lokasi ini dalam keadaan tidak aktif sehingga tamoxifen diberikan. Setelah tamoxifen diperkenalkan, ia dimetabolisme menjadi 4-hydroxytamoxifen, yang kemudian mengikat ke ER dan mengakibatkan translokasi CreER ke dalam nukleus, di mana ia kemudian dapat memotong situs-situs lox. [28] Yang penting, kadangkala wartawan pendarfluor boleh diaktifkan tanpa ketiadaan tamoxifen, disebabkan kebocoran beberapa molekul Cre recombinase ke dalam nukleus yang, dalam kombinasi dengan wartawan yang sangat sensitif, mengakibatkan pelabelan sel yang tidak diingini. [29] CreER(T2) telah dibangunkan untuk meminimumkan penggabungan semula bebas tamoxifen dan memaksimumkan sensitiviti tamoxifen.

Jejak sel bersyarat mengesan Edit

Sel mengubah fenotip mereka sebagai tindak balas terhadap banyak rangsangan persekitaran dan dapat menghilangkan ekspresi gen yang biasanya digunakan untuk menandakan identiti mereka, sehingga sukar untuk meneliti sumbangan jenis sel tertentu terhadap penyakit. Oleh itu, penyelidik sering menggunakan tikus transgenik yang mengekspresikan CreER t2 recombinase yang disebabkan oleh pentadbiran tamoxifen, di bawah kawalan penganjur gen yang menandakan jenis sel tertentu yang diminati, dengan wartawan protein pendarfluor yang bergantung kepada Cre. Recombinase Cre disatukan ke bentuk mutan reseptor estrogen, yang mengikat estrogen sintetik 4-hidroksiamamififen dan bukan ligan semula jadi 17β-estradiol. CreER (T2) berada di dalam sitoplasma dan hanya dapat berpindah ke nukleus setelah pemberian tamoxifen, yang memungkinkan pengawalan penggabungan temporal yang ketat. Kaset wartawan pendarfluor akan mengandungi promoter untuk membenarkan ekspresi tinggi wartawan transgen pendarfluor (cth. promoter CAG) dan kaset henti diapit loxP, memastikan ekspresi transgen bergantung kepada Cre-recombinase dan jujukan pelapor. Setelah penggabungan didorong oleh Cre, kaset berhenti dipotong, yang memungkinkan gen reporter untuk menyatakan secara spesifik dalam sel di mana ekspresi Cre didorong oleh promoter penanda khusus sel. Oleh kerana penghapusan kaset berhenti bersifat kekal, gen pelapor dinyatakan dalam semua keturunan yang dihasilkan oleh sel awal di mana Cre pernah diaktifkan. Jejak keturunan bersyarat seperti itu terbukti sangat berguna untuk mengenal pasti sel otot licin vaskular (VSMC) dan sel yang berasal dari VSMC secara berkesan dan khusus dan telah digunakan untuk menguji kesan pada sel yang berasal dari VSMC dan VSMC dalam vivo. [30] [31] [32] [33] [34] [35]

Fag P1 adalah fage sederhana yang menyebabkan kitaran lisogenik atau litik ketika menjangkiti bakteria. Dalam keadaan litiknya, setelah genom virus disuntik ke dalam sel inang, protein virus dihasilkan, virion dipasang, dan sel inang dilancarkan untuk melepaskan fag, meneruskan kitaran. Dalam kitaran lisogenik, genom fag meniru dengan genom bakteria yang lain dan dihantar ke sel anak perempuan pada setiap pembelahan sel berikutnya. Ia boleh beralih kepada kitaran litik oleh peristiwa kemudian seperti sinaran UV atau kelaparan.

Fages seperti lambda phage menggunakan recombinases khusus laman web mereka untuk mengintegrasikan DNA mereka ke dalam genom inang semasa lisogeni. DNA fage P1 sebaliknya, wujud sebagai plasmid di inang. Sistem Cre-lox menjalankan beberapa fungsi dalam phage: ia mengedarkan DNA phage menjadi plasmid, memisahkan cincin plasmid yang saling berkait supaya ia disalurkan kepada kedua-dua bakteria anak secara sama rata dan boleh membantu mengekalkan nombor salinan melalui cara replikasi alternatif. [36]

DNA fag P1 apabila dilepaskan ke dalam perumah daripada virion adalah dalam bentuk molekul DNA terkandas berganda linear. Enzim Cre menyasarkan tapak loxP di hujung molekul ini dan mengitar genom. Ini juga boleh berlaku sekiranya sistem Cre lox [37] dibantu dengan protein bakteria dan virus lain. Plasmid P1 agak besar (≈90Kbp) dan oleh itu wujud dalam nombor salinan yang rendah - biasanya satu setiap sel. Sekiranya plasmid dua anak perempuan saling berkaitan, salah satu sel anak tuan rumah akan kehilangan plasmid. Sistem penggabungan semula Cre-lox menghalang situasi ini dengan menyahpaut gelang DNA dengan menjalankan dua peristiwa penggabungan semula (gelang terpaut -> gelang bersatu tunggal -> dua gelang terputus). Ia juga dicadangkan bahawa replikasi bulatan bergolek diikuti dengan penggabungan semula akan membolehkan plasmid meningkatkan nombor salinannya apabila pengawal selia tertentu (repA) mengehadkan. [36]

Pelbagai varian loxP, [38] khususnya lox2272 dan loxN, telah digunakan oleh para penyelidik dengan kombinasi tindakan Cre yang berbeza (sementara atau konstitutif) untuk membuat sistem "Brainbow" yang membolehkan pelbagai warna otak tikus dengan empat protein pendarfluor .

Laporan lain yang menggunakan pasangan dua varian lox tetapi dengan mengatur panjang DNA dalam satu pasangan menghasilkan pengaktifan gen stokastik dengan tahap jarang. [24]


Interaksi antara Bakteriofaj dan Sel Eukariotik

Seperti namanya, bacteriophage ialah virus khusus bakteria. Ia menjangkiti dan membunuh bakteria. Bacteriophages telah mendapat perhatian sebagai entiti antimikrob alternatif dalam komuniti sains di dunia barat sejak peningkatan rintangan antibiotik yang membimbangkan di kalangan mikrob. Walaupun secara amnya dianggap sebagai virus khusus prokariot, kajian terbaru menunjukkan bahawa bakteriofaj boleh berinteraksi dengan organisma eukariotik, termasuk manusia. Dalam tinjauan semasa, interaksi ini dibahagikan kepada dua kategori, iaitu interaksi tidak langsung dan langsung, dengan penglibatan bakteriofag, bakteria, dan eukariota. Kami membincangkan penyakit yang berkaitan dengan bakteriofag, transcytosis bakteriofag, interaksi bakteriofag dengan sel barah, kolaborasi bakteriofag dan eukariota terhadap jangkitan bakteria, dan pemindahan gen mendatar antara bakteriofag dan eukariota. Interaksi sedemikian adalah penting untuk memahami dan membangunkan bakteriofaj sebagai agen terapeutik dan sistem penghantaran farmaseutikal. Dengan kemajuan dan gabungan silico, secara in vitro, dan dalam vivo pendekatan dan ujian klinikal, bakteriofag pasti berfungsi sebagai repertoar berguna untuk pengembangan ubat berdasarkan sasaran biologi untuk menguruskan banyak penyakit kompleks di masa depan.

1. Pengenalan

Bacteriophages (pendek kata phage) ditemui secara bebas sebagai virus khusus bakteria oleh ahli mikrobiologi British Frederick Twort pada tahun 1915 dan saintis Perancis-Kanada Felix d'Herelle pada tahun 1917 [1]. Pada tahun-tahun berikutnya, bakteriofag dianggap sebagai calon yang menjanjikan terapi antimikroba, sehingga ideanya ditinggalkan di dunia barat kerana pengenalan antibiotik [2]. Antibiotik dipilih daripada bakteriofag kerana ia adalah sebatian kimia tetap dan senang dihasilkan. Walaupun begitu, penyelidikan bakteriofag telah diteruskan di beberapa wilayah di dunia, misalnya, Georgia, Poland, dan Kesatuan Soviet, semasa Perang Dunia Kedua hingga hari ini [3, 4]. Dengan munculnya kes-kes superbug tahan antibiotik di seluruh dunia, bakteriofag telah mendapat perhatian ilmiah dan kini dikaji secara meluas sebagai terapi antimikroba alternatif [5]. Penyelidikan bakteriofag telah banyak berkembang dan merangkumi banyak aspek biologi bakteriofag, dari secara in vitro-peringkat eksperimen ke ujian klinikal.

Percubaan klinikal terkini mengenai penggunaan terapi bacteriophage dalam luka terbakar yang dijangkiti oleh Pseudomonas aeruginosa telah dijalankan pada tahun 2015-2017. Walaupun keberkesanan terapi tidak mencukupi berbanding dengan sulfadiazine antibiotik kawalan, kerana jumlah bakteriofag yang diberikan rendah, hasilnya memicu minat masyarakat sains [6].Pada Februari 2019, Pentadbiran Makanan dan Ubat-ubatan AS telah meluluskan percubaan klinikal terapi bakteriofaj, yang dimulakan oleh Universiti California, San Diego, Sekolah Perubatan dan AmpliPhi Biosciences Corporation, pada pesakit dengan peranti bantuan ventrikel yang dijangkiti oleh Staphylococcus aureus [7]. Terapi bacteriophage ditadbir melalui laluan intravena dan merupakan percubaan klinikal pertama rawatan bacteriophage di Amerika Utara [7]. Kedua-dua ujian klinikal ini dan beberapa lagi yang tidak disebut di sini menandakan peringkat baharu perkembangan bakteriofaj daripada peringkat percubaan kepada terapi biasa yang tersedia secara komersial untuk membasmi pepijat super yang sangat tahan.

Selain daripada interaksi biasa dengan bakteria dan aplikasinya dalam penyakit berjangkit, bakteriofaj juga boleh berinteraksi dan menjejaskan eukariota dalam banyak cara yang tidak dijangka [8]. Dalam semakan semasa, interaksi ini dibahagikan kepada dua kategori: interaksi tidak langsung dan langsung. Semasa yang pertama, bakteriofag mempengaruhi eukariota dengan mempengaruhi bakteria yang berkaitan dengan eukariotik, sedangkan, selama yang terakhir, bakteriofag dan eukariota berada dalam kontak langsung. Kami menunjukkan interaksi ini di bawah dan menekankan kesannya terhadap penggunaan bakteriofag pada masa akan datang dalam keadaan klinikal.

2. Interaksi Tidak Langsung antara Bakteriofag dan Eukariota

2.1. Bakteriofaj Membantu Membunuh Patogen Bakteria Eukariota

Keupayaan bakteriofag untuk membunuh bakteria patogen dari eukariota menyokong minat yang dihidupkan kembali dalam bakteriofag sebagai terapi antimikroba alternatif. Mekanisme terperinci yang digunakan oleh bakteriofag untuk membantu eukariota berbeza-beza.

Barr et al. menunjukkan bahawa bacteriophages, terutamanya bacteriophages T4, bertindak sebagai imuniti bukan hos yang diperolehi terhadap penceroboh bakteria pada permukaan mukosa manusia [9]. T4 phage mengikat lemah pada mucin glycoprotein, salah satu blok binaan penting lendir (dirembeskan oleh mukosa epitelium), menggunakan domain seperti immunoglobulin protein Hoc. Pengikatan lemah memberikan perlindungan tambahan kepada sel epitelium dengan memudahkan pembunuhan fag T4 dan mencegah penjajahan oleh patogen bakteria [9]. Pengikatan yang lemah juga memaksimumkan kemampuan fag T4 untuk membunuh bakteria dengan memungkinkannya bergerak melintasi permukaan mukosa secara subdifusif. Gerakan subdifusif meningkatkan kebarangkalian pertemuan bakteria-bakteria, kerana ia membolehkan fag penerokaan menyeluruh kawasan tertentu lendir [10].

Kaur et al. menunjukkan kemampuan beberapa bakteriofag untuk membunuh patogen intraselular [11]. Patogen intraselular lebih berbahaya dan lebih sukar untuk dibasmi daripada patogen ekstraselular kerana mereka dapat menghindari sistem imun dengan bersembunyi di dalam sel inang. Satu kajian awal menunjukkan bahawa bakteriofag litik MR-5 yang luas-host adalah calon yang menjanjikan untuk terapi fag [11]. Bakteriofag membunuh tahan methicillin S. aureus (MRSA) yang telah difagositosis oleh makrofag BALB / c murine, mengurangkan bilangan bakteria sehingga bakteria ditangani dengan lebih mudah oleh makrofag. Selain itu, ia juga mengurangkan kesan sitotoksik S. aureus terhadap makrofaj dengan membunuh bakteria. Oleh itu, MR-5 phage secara tidak langsung membantu makrofaj dalam menghapuskan MRSA, memberikan bantuan utama, terutamanya dalam kes beban bakteria yang tinggi. Daripada terus memasuki makrofaj, MR-5 phage menggunakan S. aureus sebagai tunggangan.

Dalam kajian serupa, Zhang et al. mendapati bahawa satu lagi bakteria litik julat hos luas, vB_SauM_JS25, boleh membunuh MRSA di dalam sel epitelium lembu (sel epitelium mammary bovine MAC-T) [12]. Penulis melaporkan bahawa vB_SauM_JS25 phage boleh menembusi ke dalam nukleus sel MAC-T, walaupun mekanisme asasnya tidak diketahui. Penyiasatan seterusnya mengesahkan bahawa beberapa bakteriofaj sememangnya dapat menembusi sel eukariotik, tetapi tidak cukup mencapai nukleus [13, 14]. Penembusan bakteriofaj sel eukariotik dibincangkan secara terperinci seperti berikut.

Kejadian interaksi antara fag, bakteria, dan sel eukariotik menimbulkan persoalan tentang keberkesanan terapi fag. Kajian lanjut menyiasat isu keselamatan yang mengelilingi kesan terapi bakteriofaj eksperimen secara in vitro pada keupayaan pembunuhan intraselular granulosit dan monosit [15]. Penulis mendapati bahawa terapi yang melibatkan bakteriofag T2, T4, dan A3 tidak mempengaruhi keupayaan pembunuhan intraselular sel yang disebutkan. Penyelidikan kemudian pada manusia [16] mencapai kesimpulan yang serupa. Iaitu, terapi bacteriophage, yang diberikan sebagai koktel beberapa bacteriophages litik, tidak menjejaskan keupayaan membunuh neutrofil polimorfonuklear dan sel mononuklear darah periferal semasa jangkitan kronik yang disebabkan oleh patogen. Escherichia coli, Enterococcus faecalis, P. aeruginosa, dan S. aureus, tanpa mengira jalan pentadbiran dan jenis jangkitan. Selanjutnya, terapi bakteriofag meningkatkan kemampuan membunuh sel-sel mononuklear darah periferal semasa non-patogenik E coli B jangkitan pada pesakit yang bertindak balas positif terhadap terapi. Berdasarkan pemerhatian ini, penulis mencadangkan bahawa terapi bacteriophage adalah cukup selamat untuk digunakan pada manusia, terutamanya dalam kes jangkitan kronik.

Kajian mengesahkan bahawa dalam beberapa sistem bakteriofaj boleh menyokong aktiviti antibakteria sel eukariotik. Bakteriofaj, walau bagaimanapun, mungkin juga berinteraksi secara tidak langsung dengan bakteria untuk membahayakan eukariota, sama ada dengan (1) mengganggu hubungan mutualistik antara eukariota dan bakteria atau dengan (2) menyokong patogen bakteria eukariotik, seperti yang dibincangkan secara terperinci selepas ini.

2.2. Bacteriophages mengganggu keseimbangan mikroba Mutualistik dalam Tubuh Manusia

Hubungan mutualistik antara mikrob dan manusia dianggap penting untuk mengekalkan fungsi fisiologi dan homeostasis dalam tubuh manusia. Tuan rumah manusia menyediakan nutrien dan habitat yang diperlukan untuk menyokong pertumbuhan bakteria. Mikrobiota menghasilkan metabolit yang berfungsi sebagai molekul isyarat ke usus, otak, sistem imun dan hormon, dan fungsi lain dari inang [17]. Hubungan itu penting kerana tubuh manusia adalah tempat perlindungan hampir 100 trilion mikroba yang mewakili pelbagai spesies, terutama di dalam saluran pencernaan. Kehadiran bakteriofag yang dapat membunuh bakteria, termasuk bakteria bermanfaat, dapat mengubah keseimbangan ke arah dysbiosis (maladaptasi komposisi mikroba), sehingga memicu penyakit [18-21]. Dengan kata lain, bakteriofag juga boleh menjadi patogen manusia [22].

Menurut hipotesis ini, bakteriofag mungkin merupakan pemula penyakit Parkinson [23]. Penyakit Parkinson ditandai dengan pengumpulan salah lipat α-sinuklein dalam neuron dopaminergik substantia nigra kerana kekurangan neurotransmitter dopamin. Mengikut cadangan laluan patofisiologi penyakit Parkinson, salah lipatan α-synuclein bermula dalam sistem saraf enterik dan merebak secara beransur-ansur ke substantia nigra. Kesalahan itu dianggap sebagai akibat daripada ketiadaan bakteria asid laktik tertentu, Lactococcus spp., dalam usus, yang bertanggungjawab untuk mengekalkan tahap dopamin yang betul dalam sistem saraf enterik [24]. L-DOPA, sebagai sebahagian daripada rejimen ubat penyakit Parkinson, menjejaskan populasi mikrob dalam usus [25]. Analisis sampel tahi daripada pesakit penyakit Parkinson L-DOPA-naif menunjukkan perubahan mikrobiota [26] dan phageota [23]. Populasi usus bagi Lactococcus spp. adalah 10 kali lebih rendah daripada individu kawalan. Kehabisan Lactococcus spp. dikaitkan dengan kelebihan bakteriofag litik tertentu, Lactococcus bakteriofag 936 dan Lactococcus virus c2. Lactococcus bacteriophages dianggap membunuh Lactococcus spp., dengan itu mendorong perkembangan penyakit Parkinson [23]. Sejak Lactococcus bakteriofag sering dijumpai dalam susu, keju, dan yogurt, pengambilan produk tenusu boleh menyebabkan kelimpahannya yang tinggi dalam usus manusia [27]. Data tambahan diperlukan untuk mengesahkan andaian tersebut, mungkin dengan menentukan kepekatan purata bagi Lactococcus bacteriophage 936 dan Lactococcus virus c2 dalam produk tenusu dan menyiasat korelasi antara penggunaan produk tenusu yang mengandungi bakteriofaj ini dan kejadian gejala penyakit Parkinson.

2.3. Bakteriofaj Boleh Membantu Patogen Bakteria Eukariota

Bakteriofag boleh membantu jangkitan bakteria patogen dalam beberapa cara yang berbeza. Addy et al. menyiasat penglibatan phage filamen φRSS1 semasa Ralstonia solanacearum jangkitan tanaman tomato [28]. Pertama, φRSS1 meningkatkan R. solanacearum virulensi melalui penyambungan dan pengumpulan zarah fag pada permukaan membran sel bakteria. Ini seterusnya meningkatkan ketumpatan koloni bakteria dan mendorong ekspresi awal gen untuk pengawal selia transkrip PhcA, yang bertanggungjawab untuk pengaktifan banyak faktor virulensi lain. Ini termasuk pengeluaran polisakarida ekstraselular dalam jumlah yang banyak, yang memainkan peranan penting dalam mengembangkan kolonisasi batang dalam tomato. Lebih-lebih lagi, φRSS1 meningkatkan ekspresi protein PilA (jenis IV pilus), yang meningkatkan lagi motilitas kedutan dan perlekatan koloni bakteria pada sel tumbuhan. R. solanacearum strain dijangkiti oleh φRSS1 menyebabkan layu lengkap lebih cepat dalam tumbuhan tomato (5 hari selepas inokulasi) daripada strain yang tidak dijangkiti (8 hari selepas inokulasi). Menariknya, fenomena ini mungkin lebih biasa di alam semula jadi kerana pemerhatian serupa telah dibuat untuk faj berfilamen Xf2 yang meningkatkan virulensi Xanthomonas campestris pv. oryzae [29].

Bacteriophages juga boleh membantu patogen bakteria dalam pembentukan biofilm [30]. Biofilm ialah pengumpulan bakteria dalam polimer yang teratur. Matriks ekstraselular melindungi bakteria dan membolehkannya melekat pada pelbagai permukaan dalam perumah atau objek tidak hidup. Ia adalah salah satu ciri utama patogen bakteria, membolehkan kelangsungan hidup mereka dalam persekitaran yang keras, mengelak sistem imun hos, dan menggalakkan jangkitan kronik [31, 32]. Sehubungan dengan itu, adanya ramalan SV1 di Streptokokus (St.) radang paru-paru genom berkorelasi dengan kemampuan bakteria untuk membentuk biofilm [33]. Profaj SV1 boleh secara spontan mengubah mod hayatnya daripada lisogenik statik kepada litik aktif. Perubahan seperti itu cukup untuk mencari sebilangan kecil St. pneumoniae sel dalam koloni, menyediakan DNA ekstraselular yang berfungsi sebagai lekatan yang diperlukan untuk pembentukan biofilm [34]. Dalam erti kata lain, beberapa St. pneumoniae sel dikorbankan melalui lisis pengantara SV1 untuk pembinaan biofilm untuk melindungi sel lain. Walaupun St. pneumoniae sudah dilengkapi dengan mekanisme autolitik, dalam bentuk enzim litik LytA [35], kehadiran satu lagi laluan litik (SV1-mediated) meningkatkan kapasitinya untuk membentuk biofilm. St. pneumoniae regangan dengan ramalan SV1 membina biofilm yang lebih tebal dan padat dalam jangka masa yang lebih pendek daripada St. pneumoniae tanpa ramalan SV1 [33].

Bakteriofag juga dapat membantu pembentukan biofilm spesies bakteria lain seperti P. aeruginosa dan E coli. Dalam fibrosis sista, bakteriofag filamen Pf dan Fd membantu P. aeruginosa dan E coli dalam membina biofilm yang sangat teratur yang mengandungi struktur kristal cecair yang stabil [36]. Bakteriofaj berfilamen diekstrusi secara berterusan daripada, tetapi tidak melisis dan membunuh, perumah bakteria. Bentuk dan cas negatif bakteria berfilamen ini kelihatan berkorelasi dengan keupayaan mereka untuk mengaitkan dengan polimer di dalam biofilm. Biofilem yang terhasil melindungi bakteria daripada antibiotik aminoglikosida dan dehidrasi dan menggalakkan perlekatan yang lebih ketat pada permukaan berbanding biofilm yang terbentuk tanpa kehadiran bakteriofaj [37]. Lebih-lebih lagi, hubungan itu dikekalkan oleh daya tarikan penipisan, yang bergantung pada kekuatan ion, ukuran polimer, dan kepekatan polimer. Dalam model radang paru-paru murine, biofilm yang dibentuk oleh bacteriophage Pf-aided P. aeruginosa membenarkan bakteria kekal di dalam paru-paru dengan mengelakkan fagositosis oleh makrofaj dan menghalang tindak balas keradangan [38]. Interaksi ini agak luar biasa kerana P. aeruginosa dan E coli bertindak sebagai perumah untuk bakteriofaj Pf dan Fd, masing-masing. Banyak makmal dan strain klinikal P. aeruginosa dan E coli harbor prophages Pf dan Fd, yang diaktifkan apabila bakteria membentuk biofilm [38].

Dalam kajian Bille et al., Dilaporkan bahawa ramalan bakteriofag filamen MDAφ (Meningococcal Disease-Associated) meningkatkan hubungan fizikal antara Neisseria meningitidis sel semasa lampiran dan penjajahan sel epitelium pada nasofaring manusia, sebelum jangkitan dan penembusan penghalang darah-otak [39]. Peringkat lampiran dan penjajahan awal dimediasi oleh pilus jenis IV, mewujudkan lapisan pertama N. meningitidis sel yang mengikat erat ke permukaan apit sel epitelium. Tidak lama selepas lampiran, sel membiak dan mencipta satu lagi lapisan bakteria untuk membentuk koloni. Walau bagaimanapun, pilus jenis IV tidak menjadi pengantara penciptaan lapisan seterusnya ini kerana ekspresi pilus ditindas selepas lapisan pertama terbentuk [40]. Pengarang mendapati bahawa N. meningitidis menyatakan dan menggunakan MDAφ prophage sebagai pengganti pilus jenis IV. Dengan kata lain, zarah bakteriofag digunakan seperti pilus untuk membuat lapisan bakteria seterusnya yang melekat pada lapisan pertama. Menariknya, zarah bakteriofag dirembeskan dan langsung tertanam di membran luar bakteria tanpa membuang atau membunuhnya. Banyak zarah bakteriofag membentuk kumpulan besar yang mengumpulkan bakteria dan melindungi koloni dari tekanan ricih dan pergerakan aliran silia sel epitelium. Penghapusan ramalan MDAφ daripada N. meningitidis genom mengakibatkan agregasi dan kegagalan penjajahan [39].

Penglibatan integral bakteria berfilamen dalam menggalakkan jangkitan bakteria terhadap eukariota mendedahkan tingkah laku mutualistik bakteria dan bacteriophages. Akibatnya, jenis bakteriofaj ini menjadi sasaran baru yang berpotensi untuk pembangunan ubat terhadap bakteria patogen. Memandangkan hubungan penting antara bakteriofaj berfilamen dan mikrob tahan dikenal pasti, mungkin terdapat peluang untuk memerangi pepijat super ini, bukan dengan menyerang mereka secara langsung tetapi dengan memusnahkan sekutu mereka.

3. Interaksi Langsung antara Bakteriofaj dan Eukariota

Virus (termasuk bakteriofag) wajib patogen intraselular dan umumnya dikelaskan berdasarkan domain inang masing-masing (bakteria, archaea, atau eukariota) [41]. Klasifikasi ini berdasarkan andaian umum bahawa tiada virus boleh menjangkiti dan berinteraksi secara langsung dengan wakil lebih daripada satu domain kehidupan [42]. Walau bagaimanapun, walaupun bakteria tidak boleh menjangkiti domain kehidupan selain daripada bakteria, mereka tetap boleh berinteraksi secara langsung dan menjejaskan wakil domain lain tersebut, terutamanya eukariota. Kami menerangkan beberapa penemuan mengenai interaksi langsung antara bacteriophages dan eukariota di bawah.

3.1. Bakteriofaj Boleh Menembusi dan Meresap dalam Hos Eukariotik

Satu faktor penting yang membolehkan bakteriofaj berinteraksi secara langsung dan menjejaskan eukariota ialah keupayaan untuk menembusi membran sel dan merebak secara bebas dalam hos eukariotik [43-45]. Kajian yang melibatkan sel epitelium monolayer dari usus (T84 dan CaCo2), paru-paru (A549), hati (Huh7), otak (hBMec), dan buah pinggang (MDCK) yang diperoleh daripada manusia menunjukkan bahawa penembusan bakteriofaj sel bergantung kepada transcytosis, yang melibatkan sistem endomembran sel-sel eukariotik, terutamanya radas Golgi [14]. Transcytosis bermula apabila zarah bakteriofag diliputi oleh membran sel dan dipindahkan ke sitoplasma di dalam vesikel kecil. Vesikel kemudian melintas di dalam alat Golgi sebelum dilepaskan di sisi lain sel yang sama. Proses diulang oleh sel-sel jiran, dengan itu membolehkan zarah bakteriofaj melintasi lapisan sel. Fenomena ini telah diperhatikan untuk beberapa bakteriofag, seperti T4, T5, T7, SP01, SPP1, dan P22 fages [14]. Pemerhatian terperinci menunjukkan bahawa transcytosis bakteriofag terutama berjalan pada arah apikal ke arah basolateral, dengan anggaran kadar 0.325 × 10 −12 mL / (μm 2 h), dan dianggap sebagai proses bergantung kepada dos [14].

Pemerhatian yang sama dibuat dalam kajian lain menggunakan E coli bacteriophage PK1A2 dan sel neuroblastoma manusia kSK-N-SH yang mengekspresikan sejumlah besar asid polisialik pada permukaan membran [13]. Bakteriofaj PK1A2 boleh mengikat asid polisialik dan memasuki sel kSK-N-SH secara endositosis. Bakteriofag terkumpul di petak endosom akhir dekat dengan kawasan perinuklear, tinggal di dalamnya sehingga degradasi secara beransur-ansur oleh sel, kira-kira 48 jam selepas endositosis. Pengikatan antara PK1A2 dan asid polisialik sel kSK-N-SH adalah khusus, mungkin kerana persamaan struktur dengan lipopolisakarida asid polisialik E coli K1, tuan rumah utama bakteriofag PK1A2. Pengikatan diperlukan untuk permulaan endositosis dan bergantung pada suhu [13].

Penembusan bakteriofag pada sel eukariotik dapat menjelaskan pemerhatian bahawa bakteriofag terdapat di banyak eukariota multisel, bahkan di kawasan terpencil, misalnya, otak manusia, yang telah lama dianggap steril [46]. Pemerhatian ini memberikan maklumat berharga mengenai aspek farmakokinetik rawatan bakteriofag, yang sangat penting dalam konteks penggunaan bakteriofag sebagai terapi antimikroba alternatif [47]. Ini juga menekankan kemungkinan menggunakan bakteriofag sebagai vektor dalam sistem penyampaian ubat dan gen, termasuk terapi yang disasarkan ke tisu otak, saluran gastrointestinal, dan paru-paru melalui kelahiran sistemik atau tempatan [48–51]. Selanjutnya, ia juga memberikan penjelasan yang wajar mengenai mekanisme pemindahan gen mendatar langsung (HGT) antara fag dan eukariota, yang dibahas dalam bahagian selanjutnya.

3.2. Bakteriofaj Boleh Mengikat dan Menghalang Metastasis Sel Kanser

Bacteriophage boleh berinteraksi dengan sel-sel kanser, menghalang metastasis dengan menggunakan konfigurasi protein-protein khusus yang melibatkan GP24 bacteriophage dan integrin β3, reseptor HSP90, atau protein lain sel kanser. Interaksi luar biasa ini telah disiasat dalam melanoma dan sel-sel kanser paru-paru dalam model tetikus (sel B16 dan LLC, masing-masing) dan pada manusia (sel HS294T dan A549, masing-masing) [52, 53]. Penulis mencadangkan bahawa secara in vitro dan dalam vivo metastasis kedua-dua jenis kanser dihalang oleh pengikatan bacteriophages T4 dan HAP1 (substrain dari bacteriophage T4). Hipotesisnya ialah perencatan ini dimediasi oleh interaksi khusus antara GP24 hingga integrin β3 (αIIβ3/αvβ3) pada sel kanser. GP24 ialah protein kapsid dengan motif Lys-Gly-Asp tertentu (motif KGD). Ia membentuk pentamer pada setiap sudut kepala T4 dan HAP1. Integrin β3 adalah protein permukaan yang terlibat dalam pelbagai aspek biologi sel, seperti integriti tisu, migrasi sel, kelangsungan hidup sel, dan angiogenesis [54].Dalam sel barah, integrin β3 sangat banyak dan dianggap sebagai salah satu faktor yang mungkin menggalakkan metastasis [55, 56]. Motif KGD dalam GP24 dianggap mengambil bahagian dalam pengikatan antara GP24 dan integrin β3. Kedua-dua bakteria T4 dan HAP1 boleh mengikat integrin β3 melalui GP24, tetapi pengikatan phage HAP1 jauh lebih kuat daripada phage T4 [53]. Mekanisme tepat yang mencetuskan perencatan metastasis kanser selepas pengikatan GP24 dan integrin β3 tidak diketahui. Mungkin, pengikatan mengendahkan integrin β3 ungkapan atau mencegah integrin β3 interaksi dengan protein lain yang terlibat dalam beberapa laluan yang berkaitan dengan metastasis kanser.

Siasatan terperinci mendedahkan bahawa pengikatan yang lebih kuat oleh HAP1 phage dikaitkan dengan mutasi missense dalam hoc gen, yang mengekod protein Hoc [57]. Protein hoc ialah protein kapsid luar yang sangat imunogenik bagi kepala fag T4 dan HAP1. Ia memiliki bentuk seperti dumbbell, yang menonjol sekitar 6 nm dari permukaan kapsid, termasuk GP24 [58, 59]. Daripada protein Hoc penuh seperti T4 phage, HAP1 phage menghasilkan protein Hoc terpotong kerana perubahan sisa C496 kepada T, yang kemudiannya menukar kodon Gln166 menjadi kodon hentian (UAA). Pemotongan Hoc dalam fag HAP1 mungkin meningkatkan kebarangkalian pengikatan antara GP24 dan integrin β3, kerana ia tidak menonjol dari kepala dan mengganggu hubungan langsung antara kedua-dua protein ini. Tanggapan ini disokong oleh kapasiti pengikatan serupa HAP1 phage dan T2 bacteriophage, yang tidak mempunyai protein Hoc tetapi mempunyai motif GP24 dan KGD, untuk integrin β3 dalam sel barah [57].

Penyiasatan tingkah laku fag T4 dan HAP1 pada tikus yang menyimpan sel melanoma B16 menghasilkan satu lagi pemerhatian yang menarik. Ia mendedahkan bahawa walaupun mempunyai pertalian yang lebih besar untuk integrin β3 dalam sel barah, fag HAP1 dikeluarkan lebih cepat oleh sel Kupffer di hati oleh fagositosis daripada fag T4 [53]. Dikemukakan bahawa HAP1 lebih rentan terhadap fagositosis kerana versi pendek protein Hoc tidak menyembunyikan protein kapsid kepala, yang dengan demikian mudah dikesan oleh sel Kupffer. Protein Hoc jenis liar mempunyai empat domain, tiga daripadanya serupa dengan imunoglobulin eukariotik. Domain 1 serupa dengan reseptor Fc, domain 2 dengan domain perogan imunoglobulin ketiga, dan domain 3 kepada keluarga super-keluarga imunoglobulin [60]. Oleh itu, protein Hoc mungkin berkembang sebagai bentuk penyesuaian bakteriofag T4 untuk mengelakkan pengiktirafan sistem imun, sehingga memungkinkan mereka bertahan di dalam eukariota.

Kajian lain menunjukkan bahawa bakteriofag T4 dan M13 dapat menekan ekspresi gen HSP90 dalam sel barah prostat manusia (PC3), yang bertanggungjawab untuk mempromosikan mitosis, pembaikan DNA, dan pencegahan apoptosis dan autophagy [61]. Penindasan itu dimediasi oleh interaksi phages T4 dan M13 dengan reseptor HSP90 dan mengakibatkan apoptosis dan autophagy sel kanser. Sama dengan GP24-integrin β3, mekanisme tepat yang menggalakkan penurunan regulasi ekspresi gen HSP90 selepas fag T4 dan M13 yang mengikat kepada reseptor HSP90 tidak diketahui. Walau bagaimanapun, penemuan ini menyoroti interaksi yang tidak biasa antara bakteriofag dan eukariota dan juga menunjukkan pendekatan baru untuk meneroka kemungkinan penggunaan bakteriofag sebagai agen antikanker.

Walaupun pengetahuan mengenai interaksi antara β3 reseptor integrin dan HSP90 dengan bakteriofag jarang, kami membuat spekulasi bahawa kedua-dua protein tersebut mungkin memungkinkan bakteriofag berinteraksi dengan eukariota secara umum, bukan hanya pada sel barah. Spekulasi ini berdasarkan maklumat bahawa β3 reseptor integrin dan HSP90 terdapat di banyak spesies, walaupun mungkin tidak banyak seperti pada sel barah. Dalam kata lain, βReseptor 3 integrin dan HSP90 digunakan oleh bakteriofaj untuk berinteraksi dengan eukariota dan sebaliknya. Selanjutnya, interaksi ini mungkin memulakan transcytosis bakteriofag ke sel eukariotik melalui endositosis yang dimediasi oleh reseptor, sama dengan endositosis polysialic yang dimediasi oleh bakteriofag PK1A2, seperti yang dibincangkan sebelumnya. Jika itu benar berlaku, maka interaksi langsung antara bakteriofaj dan eukariota adalah lebih biasa daripada yang diandaikan sekarang. Tambahan pula, β3 integrin, reseptor HSP90, dan asid polisialik kemungkinan besar bukan satu-satunya jenis mediator yang menjadi pengantara interaksi langsung tersebut.

3.3. Sel Manusia Membantu Bakteriofaj dalam Menjangkiti Perumah Bakteria

Interaksi antara bacteriophage dan sel manusia mungkin penting untuk jangkitan bakteriofag bakteria. phiCDHS1 bacteriophage membunuh bakteria patogen Clostridium difficile lebih pantas apabila kedua-duanya ditempatkan dalam budaya sel barah kolon manusia HT-29 sel [62]. Dengan kata lain, sel HT-29 nampaknya membantu memaksimumkan kemampuan membunuh bakteriofag phiCDHS1 untuk membasmi C. difficile. Fenomena ini dikaitkan dengan lampiran phiCDHS1 phage dan C. susah kepada sel HT-29, yang meletakkan phiCDHS1 phage dan C. susah sel-sel dalam hubungan rapat, memberi lebih banyak peluang kepada fag untuk menjangkiti bakteria. Kecenderungan untuk lampiran ini tinggi kerana kira-kira 70% phiCDHS1 phages didapati melekat pada sel HT-29 dalam kajian [62]. Selanjutnya, lampiran adalah spesifik, kerana menggantikan sel HT-29 dengan sel HeLa (garis barah serviks manusia) menyebabkan tidak ada keterikatan dan tidak ada peningkatan kemampuan pembunuhan phiCDHS1 atau C yang lain. difficile bacteriophages (phiCDHM3 dan phiCDHM6). Oleh kerana lampiran akan meningkatkan pembasmian C. difficile dalam usus manusia dan meningkatkan populasi phiCDHS1 phages, ia dapat diklasifikasikan sebagai hubungan gotong-royong langsung antara bakteriofag dan manusia. Malangnya, pengantara lampiran dan mekanisme asas tidak difahami dengan jelas.

Lekapan phiCDHS1 phage ke sel HT-29 menyokong spekulasi awal kami bahawa interaksi langsung antara bakteriofag dan eukariota lebih biasa daripada yang dicadangkan pada masa ini. Walaupun mekanisme lampiran masih tidak diketahui, ada kemungkinan ia dimediasi oleh molekul dengan sifat yang serupa dengan β3 integrin, reseptor HSP90, dan asid polisialik. Dalam kajian silico yang menggunakan pemodelan homologi/perbandingan, dok molekul, kaedah hubungan struktur-aktiviti kuantitatif (QSAR), dan analisis konformasi bakteria, bakteria dan proteom manusia boleh mengenal pasti protein calon yang terlibat dalam interaksi tersebut.

3.4. Bacteriophages Terlibat dalam HGT Langsung dengan Eukariota

HGT ditakrifkan sebagai pemindahan gen dari satu organisma ke organisma lain yang tidak berkaitan [63, 64]. Pemindahan boleh berlaku antara organisma daripada spesies yang sama, spesies yang berbeza, dan juga organisma yang mewakili domain yang berbeza. HGT berlaku terutamanya dalam bakteria, melalui tiga laluan: transduksi, transformasi dan konjugasi. Pengetahuan mengenai HGT dalam domain eukariota adalah terhad, tetapi banyak baris bukti menunjukkan bahawa ia mungkin juga kerap berlaku pada tumbuhan, haiwan, dan manusia [65]. HGT adalah biasa antara bakteriofaj dan perumah bakteria dan juga antara bakteria dan eukariota, terutamanya dalam kalangan bakteria intraselular obligat dan perumah eukariota masing-masing. Pada pandangan pertama, tidak ada HGT langsung antara bakteriofag dan eukariota. Walau bagaimanapun, interaksi sedemikian berlaku, seperti yang ditunjukkan untuk bacteriophage WO yang membawa beberapa gen arthropod [42, 66]. Bacteriophage WO secara semula jadi menjangkiti Wolbachia. Wolbachia, pada gilirannya, adalah bakteria intraselular arthropoda. Dengan menjangkiti Wolbachia, bacteriophage WO boleh bersentuhan dengan sel arthropod, yang akan membolehkan HGT di antara mereka. Gen yang disimpan oleh bakteriofaj WO secara kolektif dipanggil modul persatuan eukariotik. Modul ini merangkumi gen seperti yang mengkod domain latrotoxin-C-terminal, pembelahan furin eukariotik, ankyrin C-terminus, ankyrin dan tetratricopeptide, dan NACHT (protein penghambat Neuronal Apoptosis, pengaktif transkripsi MHC Class II, protein lokus ketidaksesuaian Podospora anserina HET-E, protein yang berkaitan dengan telomerase TP1). Bacteriophage WO menyimpan semua gen ini, mungkin untuk menyesuaikan diri dan bertahan dalam badan arthropod dan menjangkiti dengan cekap Wolbachia. Mekanisme yang membenarkan HGT antara bacteriophage WO dan arthropod tidak difahami sepenuhnya. Diasumsikan bahawa HGT mungkin melibatkan tiga jalur yang berbeza: (1) pemindahan gen langsung ketika bakteriofag WO memasuki sel arthropod, (2) pemindahan dimediasi oleh Wolbachia, dan (3) pemindahan yang dimediasi oleh jenis virus lain yang juga menjangkiti arthropoda.

Sebaliknya, beberapa eukariota membawa gen yang berkaitan dengan bakteriofag tertentu. Nematod dan strawberi hutan membawa gen orthologous dipanggil VP1, yang menyandikan protein kapsid utama φChp4, a Chlamydia bacteriophage dari keluarga Microviridae [67]. Ada kemungkinan bahawa serpihan gen bakteriofag berjaya disatukan ke dalam genom eukariota, sama ada dengan penggabungan semula nonhomolog atau dimasukkan semasa replikasi DNA.

Kewujudan isyarat penyetempatan nuklear telah ditunjukkan dalam Terminal Protein (TP) beberapa bakteriofaj, contohnya, Φ29, Nf, PRD1, Bam35, dan Cp-1 [68]. Isyarat penyetempatan nuklear adalah urutan khusus yang memungkinkan pengambilan dan penghantaran protein ke dalam nukleus eukariotik, oleh itu, molekul TP-DNA ini adalah alat yang berguna untuk memperkuat dan seterusnya menyampaikan gen dengan berkesan ke dalam nukleus eukariotik [69]. Sementara itu, TP adalah protein yang digunakan oleh bakteriofag untuk mempromosikan DNA untuk replikasi. Dalam proses itu, TP terikat secara kovalen pada hujung 5' produk DNA. Oleh itu, berikutan replikasi DNA pengantara TP, produk DNA bakteriofaj terikat TP mempunyai isyarat penyetempatan nuklear dan boleh memasuki nukleus. Ini adalah mekanisme lain yang memungkinkan HGT langsung antara bakteriofag dan eukariota dan juga membolehkan eukariota memperoleh gen bakteriofag. Walau bagaimanapun, untuk HGT sedemikian berlaku, bakteriofaj perlu menembusi sel eukariotik sebelum melepaskan DNA terikat TP. Oleh itu, penembusan bacteriophage melalui transcytosis memainkan peranan penting dalam membenarkan HGT langsung berlaku. Penemuan ini menyokong teori baru mengenai peranan bakteriofag dalam membentuk kepelbagaian genom eukariotik.

4. Kesimpulan

Sejak penemuan mereka pada awal abad ke-20, ciri dan peranan bakteriofag telah mencetuskan banyak penyelidikan asas dan gunaan. Dari masa ke masa, kajian mengenai bakteriofag berlanjutan dari interaksi bakteria fag ke interaksi dengan sel bukan bakteria, termasuk sel eukariot. Interaksi ini merangkumi i.a. pengikatan fag dengan reseptor tertentu pada sel eukariotik, transcytosis, dan pemindahan gen mendatar. Selanjutnya, peranan potensial virus bakteria dalam penyakit neurodegeneratif dan barah juga telah diterokai. Memandangkan kepelbagaian fag dan eukariota yang luar biasa, lebih banyak kajian diperlukan untuk mengenal pasti mekanisme interaksi baharu dan juga untuk menjelaskan mod interaksi mana yang biasa dan yang unik. Bukan hanya bakteriofag adalah mikroba yang luar biasa, tetapi juga dapat digunakan sebagai alat penyelidikan dan repertoar berharga untuk pengembangan ubat berdasarkan sasaran biologi dan sistem penyampaian ubat. Oleh itu, interaksi virus bakteria dengan sel eukariotik adalah topik penyelidikan terkini dan relevan.

Percanggahan Kepentingan

Penulis mengisytiharkan bahawa tiada konflik kepentingan mengenai penerbitan kertas ini.

Ucapan terima kasih

Karya ini disokong oleh Bahagian Farmasi Klinikal, Fakulti Perubatan, Universiti Brawijaya.

Rujukan

  1. X. Wittebole, S. De Roock, dan S. M. Opal, "Tinjauan keseluruhan sejarah terapi bakteriofaj sebagai alternatif kepada antibiotik untuk rawatan patogen bakteria," Virulensi, jilid 5, tidak. 1, ms. 226–235, 2014. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  2. D. R. Roach dan L. Debarbieux, "Terapi Phage: membangkitkan gergasi tidur," Topik Muncul dalam Sains Hayat, jilid 1, tidak. 1, hlm 93–103, 2017. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  3. A. El-Shibiny dan S. El-Sahhar, "Bacteriophages: penyelesaian yang mungkin untuk merawat jangkitan yang disebabkan oleh bakteria patogen," Jurnal Mikrobiologi Kanada, jilid 63, tidak. 11, ms 865–879, 2017. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  4. W. C. Summers, "Sejarah pelik terapi phage," Bakteriofag, jilid 2, tidak. 2, ms. 130–133, 2012. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  5. L. L. Furfaro, M. S. Payne, dan B. J. Chang, "Terapi Bakteriofaj: ujian klinikal dan halangan pengawalseliaan," Sempadan dalam Mikrobiologi Selular dan Jangkitan, jilid 8, hlm. 376, 2018. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  6. P. Jault, T. Leclerc, S. Jennes et al., "Keberkesanan dan toleransi koktel bakteriofaj untuk merawat luka terbakar yang dijangkiti oleh Pseudomonas aeruginosa (PhagoBurn): percubaan 1/2 fasa rawak, terkawal, double-blind, " Penyakit Berjangkit Lancet, jilid 19, tidak. 1, hlm. 35-45, 2019. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  7. R. Voelker, "Ujian pengesanan mata diluluskan untuk membantu mendiagnosis gegaran otak," JAMA, jilid 321, no. 7, hlm. 638, 2019. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  8. A. Chatterjee dan B. A. Duerkop, "Di luar bakteria: interaksi inang bakteriofag-eukariotik menunjukkan paradigma kesihatan dan penyakit yang muncul," Sempadan dalam Mikrobiologi, jilid 9, hlm. 1394, 2018. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  9. J. J. Barr, R. Auro, M. Furlan et al., "Bakteriofag yang melekat pada lendir memberikan imuniti yang bukan berasal dari inang," Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, jilid 110, tidak. 26, ms. 10771–10776, 2013. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  10. J. J. Barr, R. Auro, N. Sam-Soon et al., "Gerakan subdifusif bakteriofaj dalam permukaan mukosa meningkatkan kekerapan pertemuan bakteria," Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, jilid 112, tidak. 44, ms 13675–13680, 2015. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  11. S. Kaur, K. Harjai, dan S. Chhibber, “Pembunuhan intraselular yang dibantu oleh bakteriofag terhadap tahan methicillin Staphylococcus aureus (MRSA) oleh makrofaj murine," Mikrobiologi Gunaan dan Bioteknologi, jilid 98, tidak. 10, hlm. 4653–4661, 2014. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  12. L. Zhang, L. Sun, R. Wei et al., "Intraselular Staphylococcus aureus kawalan oleh bakteriofag virulen dalam sel epitel mamalia bovine MAC-T, " Ejen Antimikrob dan Kemoterapi, jilid 61, tidak. 2, 2017. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  13. T. A. Lehti, M. I. Pajunen, M. S. Skog, dan J. Finne, "Internalisasi pengikat asid polysialic Escherichia coli bakteriofag ke dalam sel neuroblastoma eukariotik," Komunikasi Alam, jilid 8, tidak. 1, ID Artikel 1915, 2017. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  14. S. Nguyen, K. Baker, B. S. Padman et al., "Transcytosis Bacteriophage menyediakan mekanisme untuk merentas lapisan sel epitelium," mBio, jilid 8, tidak. 6, 2017. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  15. A. Kurzepa-Skaradzinska, M. Lusiak-Szelachowska, G. Skaradzinski et al., "Pengaruh persiapan bakteriofag pada pembunuhan bakteria secara intraselular oleh fagositosit in vitro manusia," Imunologi Viral, jilid 26, tidak. 2, hlm.150–162, 2013. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  16. E. Jończyk-Matysiak, M. Łusiak-Szelachowska, M. Kłak et al., "Pengaruh persediaan bakteriofag terhadap pembunuhan bakteria secara intraselular oleh fagosit," Jurnal Penyelidikan Imunologi, jilid 2015, ID Artikel 482863, 13 muka surat, 2015. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  17. B. O. Schroeder dan F. Bäckhed, "Isyarat dari mikrobiota usus ke organ yang jauh dalam fisiologi dan penyakit," Perubatan Alam, jilid 22, tidak. 10, hlm 1079–1089, 2016. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  18. L. De Sordi, V. Khanna, dan L. Debarbieux, "Mikrobiota usus memudahkan peralihan dalam kepelbagaian genetik dan infektiviti virus bakteria," Hos Sel & Mikrob, jilid 22, tidak. 6, hlm. 801.e3–808.e3, 2017. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  19. S. R. Carding, N. Davis, dan L. Hoyles, "Artikel kajian: virom usus manusia dalam kesihatan dan penyakit," Farmakologi Makanan & Terapi, jilid 46, tidak. 9, ms. 800–815, 2017. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  20. V. Aggarwala, G. Liang, dan F. D. Bushman, "Komuniti virus usus manusia: analisis metagenomik komposisi dan dinamika," DNA mudah alih, jilid 8, tidak. 1, hlm. 12, 2017. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  21. A. N. Shkoporov dan C. Hill, "Bakteriofag usus manusia:" mikroba yang "tidak diketahui", " Hos Sel & Mikrob, jilid 25, tidak. 2, hlm 195–209, 2019. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  22. G. Tetz dan V. Tetz, "Bacteriophages as new human virus pathogens," Mikroorganisma, jilid 6, tidak. 2, hlm. 54, 2018. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  23. G. Tetz, S. M. Brown, Y. Hao, dan V. Tetz, "Penyakit dan bakteriofag Parkinson sebagai penyumbang yang diabaikan," Laporan Saintifik, jilid 8, tidak. 1, ID Artikel 10812, 2018. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  24. L. Klingelhoefer dan H. Reichmann, "Pathogenesis penyakit Parkinson-paksi usus-otak dan faktor persekitaran," Kajian semula jadi Neurologi, jilid 11, tidak. 11, hlm.625–636, 2015. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  25. A. Fasano, N. P. Visanji, L. W. C. Liu, A. E. Lang, dan R. F. Pfeiffer, "Disfungsi gastrointestinal dalam penyakit Parkinson," Neurologi Lancet, jilid 14, tidak. 6, hlm.625–639, 2015. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  26. J. R. Bedarf, F. Hildebrand, L. P. Coelho et al., "Erratum kepada: implikasi fungsional perubahan metagenome usus mikrob dan virus dalam pesakit penyakit Parkinson L-DOPA-naif peringkat awal," Perubatan Genom, jilid 9, tidak. 1, hlm. 39, 2017. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  27. J. Mahony, J. Murphy, dan D. van Sinderen, "Fag jenis 936 Lactococcal dan masalah penapaian tenusu: dari pengesanan kepada evolusi dan pencegahan," Sempadan dalam Mikrobiologi, jilid 3, hlm. 335, 2012. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  28. H. S. Addy, A. Askora, T. Kawasaki, M. Fujie, dan T. Yamada, "The phage filamen ϕRSS1 meningkatkan virulensi fitopatogenik Ralstonia solanacearum pada tomato, " Fitopatologi, jilid 102, no. 3, hlm. 244–251, 2012. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  29. H. Kamiunten dan S. Wakimoto, "Pecahan bentuk replikatif DNA fag berfilamen Xf dan Xf2 oleh endonuklease sekatan," Jurnal Fitopatologi Jepun, jilid 49, tidak. 5, ms 633-638, 1983. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  30. I. W. Sutherland, K. A. Hughes, L. C. Skillman, dan K. Tait, "Interaksi phage dan biofilms," Surat Mikrobiologi FEMS, jilid 232, tidak. 1, ms 1–6, 2004. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  31. L. Chen dan Y. M. Wen, "Peranan biofilm bakteria dalam jangkitan berterusan dan strategi kawalan," Jurnal Sains Lisan Antarabangsa, jilid 3, tidak. 2, ms. 66–73, 2011. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  32. H. K. DeBardeleben, E. S. Lysenko, A. B. Dalia, dan J. N. Weiser, "Toleransi unsur fag oleh Streptococcus pneumoniae menyebabkan kecacatan kecergasan semasa penjajahan, " Jurnal Bakteriologi, jilid 196, No. 14, hlm. 2670–2680, 2014. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  33. M. Carrolo, M. J. Frias, F. R. Pinto, J. Melo-Cristino, dan M. Ramirez, “Pengaktifan spontan ramalan mempromosikan pelepasan DNA yang meningkatkan pembentukan biofilm di Streptococcus pneumoniae,” PLoS Satu, jilid 5, tidak. 12, ID Artikel e15678, 2010. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  34. S. Vilain, J. M. Pretorius, J. Theron, dan V. S. Brözel, "DNA sebagai perekat: Bacillus cereus memerlukan DNA ekstraselular untuk membentuk biofilm," Mikrobiologi Gunaan dan Alam Sekitar, jilid 75, tidak. 9, hlm. 2861–2868, 2009. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  35. M. J. Frias, J. Melo-Cristino, dan M. Ramirez, “Autolysin LytA menyumbang kepada pembebasan keturunan bakteriofag yang efisien dalam Streptococcus pneumoniae,” Jurnal Bakteriologi, jilid 191, No. 17, ms 5428–5440, 2009. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  36. P. R. Secor, J. M. Sweere, L. A. Michaels et al., "Bakteriofaj berfilamen menggalakkan pemasangan dan fungsi biofilm," Hos Sel & Mikrob, jilid 18, tidak. 5, hlm. 549–559, 2015. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  37. P. R. Secor, L. Jennings, L. Michaels et al., "Pemasangan biofilm menjadi bakteriofag filamen yang jernih mengatur Pseudomonas aeruginosa matriks biofilm menjadi kristal cecair," Sel Mikroba, jilid 3, tidak. 1, hlm. 49–52, 2016. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  38. P. R. Secor, L. A. Michaels, K. S. Smigiel et al., "Bakteriofaj berfilamen yang dihasilkan oleh Pseudomonas aeruginosa mengubah tindak balas keradangan dan mendorong jangkitan non-invasif in vivo, " Jangkitan dan Kekebalan, jilid 85, tidak. 1, 2017. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  39. E. Bille, J. Meyer, A. Jamet et al., "Bakteriofag filamen yang berkaitan dengan virulensi Neisseria meningitidis meningkatkan penjajahan sel inang, " Patogen PLoS, jilid 13, tidak. 7, ID Artikel e1006495, 2017. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  40. A.-E. Deghmane, D. Giorgini, M. Larribe, J.-M. Alonso, dan M.-K. Taha, “Down-regulation of pili dan kapsul of Neisseria meningitidis apabila bersentuhan dengan sel epitelium diantarkan oleh protein pengawalseliaan CrgA," Mikrobiologi Molekul, jilid 43, tidak. 6, hlm. 1555–1564, 2002. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  41. A. Nasir, P. Forterre, K. M. Kim, dan G. Caetano-Anollés, "Penyebaran dan kesan keturunan virus dalam domain kehidupan," Sempadan dalam Mikrobiologi, jilid 5, hlm. 194, 2014. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  42. S. R. Bordenstein dan S. R. Bordenstein, "Modul persatuan eukariotik dalam genom fasa WO dari Wolbachia," Komunikasi Alam, jilid 7, tidak. 1, ID Artikel 13155, 2016. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  43. K. Dabrowska, K. Switala-Jelen, A. Opolski, B. Weber-Dabrowska, dan A. Gorski, "Penembusan bakteria dalam vertebrata," Jurnal Mikrobiologi Gunaan, jilid 98, tidak. 1, ms. 7–13, 2005. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  44. J. Van Belleghem, K. Dąbrowska, M. Vaneechoutte, J. Barr, dan P. Bollyky, "Interaksi antara bacteriophage, bakteria, dan sistem imun mamalia," Virus, jilid 11, tidak. 1, hlm. 10, 2018. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  45. J. Xu dan Y. Xiang, "Penembusan membran oleh virus bakteria," Jurnal Virologi, jilid 91, tidak. 13, ID Artikel e00162, 2017. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  46. J. J. Barr, "Bakteriofaj berjalan melalui tubuh manusia," Ulasan Imunologi, jilid 279, tidak. 1, ms 106–122, 2017. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  47. D. J. Malik, I. J. Sokolov, G. K. Vinner et al., "Formulasi, penstabilan dan enkapsulasi bakteriofaj untuk terapi fag," Kemajuan dalam Sains Koloid dan Antara Muka, jilid 249, hlm 100–133, 2017. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  48. A. Ksendzovsky, S. Walbridge, R. C. Saunders, A. R. Asthagiri, J. D. Heiss, dan R. R. Lonser, "Penyampaian bakteria M13 yang dipertingkatkan secara perolakan ke otak," Jurnal Neurosurgeri, jilid 117, tidak. 2, ms 197–203, 2012. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  49. K. Namdee, M. Khongkow, S. Boonrungsiman et al., "Nanocarrier bacteriophage termoresponsif sebagai vektor penghantaran gen yang disasarkan ke saluran gastrointestinal," Terapi Molekul-Asid Nukleik, jilid 12, ms 33–44, 2018. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  50. H. Xu, X. Bao, Y. Wang et al., "Kejuruteraan bakteriofag T7 sebagai vaksin DNA yang berpotensi menargetkan vektor penyampaian," Jurnal Virologi, jilid 15, tidak. 1, hlm. 49, 2018. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  51. H. Huh, S. Wong, J. S. Jean, dan R. Slavcev, "Interaksi bakteria dengan tisu mamalia: aplikasi terapeutik," Ulasan Penyampaian Ubat Lanjutan, jilid 145, hlm. 4–17, 2019. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  52. K. D [aogon] browska, A. Opolski, J. Wietrzyk et al., "Kegiatan bakteriofag pada model tumor murine bergantung pada laluan pentadbiran fage," Penyelidikan Onkologi Menampilkan Terapi Kanser Praklinikal dan Klinikal, jilid 15, tidak. 4, hlm. 183–187, 2005. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  53. K. Dabrowska, A. Opolski, J. Wietrzyk et al., "Aktiviti antitumor bakteria dalam model kanser eksperimen murine yang mungkin disebabkan oleh perencatan laluan isyarat integrin beta3," Acta virologica, jilid 48, tidak. 4, hlm. 241–248, 2004. Lihat di: Google Scholar
  54. C. J. Avraamides, B. Garmy-Susini, dan J. A. Varner, "Integrin dalam angiogenesis dan limfangiogenesis," Kajian Alam Semula Jadi Kanser, jilid 8, tidak. 8, hlm. 604-617, 2008. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  55. F. Danhier, A. Le Breton, dan V. Préat, "Strategi berdasarkan RGD untuk menargetkan alpha (v) beta (3) integrin dalam terapi dan diagnosis kanser," Farmaseutik Molekul, jilid 9, tidak. 11, hlm. 2961–2973, 2012. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  56. B. Pan, J. Guo, Q. Liao, dan Y. Zhao, “β1 dan β3 integrin dalam kanser payudara, prostat dan pankreas: implikasi baru," Surat Onkologi, jilid 15, tidak. 4, ms 5412-5416, 2018. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  57. K. Dabrowska, M. Zembala, J. Boratynski et al., "Protein hoc mengawal kesan biologi T4 phage dalam mamalia," Arkib Mikrobiologi, jilid 187, No. 6, ms 489–498, 2007. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  58. A. Fokine, P. R. Chipman, P. G. Leiman, V. V. Mesyanzhinov, V. B. Rao, dan M. G. Rossmann, "Senibina molekul kepala prolat bakteriofag T4," Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, jilid 101, no. 16, ms. 6003–6008, 2004. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  59. P. G. Leiman, S. Kanamaru, V. V. Mesyanzhinov, F. Arisaka, dan M. G. Rossmann, "Struktur dan morfogenesis bacteriophage T4," Sains Hayat Sel dan Molekul (CMLS), jilid 60, tidak. 11, hlm. 2356–2370, 2003. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  60. A. Fokine, M. Z. Islam, Z. Zhang, V. D. Bowman, V. B. Rao, dan M. G. Rossmann, "Struktur tiga domain imunoglobulin N-terminal protein kapsid luar yang sangat imunogenik daripada bakteriofaj seperti T4," Jurnal Virologi, jilid 85, tidak. 16, ms 8141-8148, 2011. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  61. S. G. Sanmukh, S. A. A. Dos Santos, dan S. L. Felisbino, "Bakteriofag semula jadi T4 dan M13 mengatur ekspresi gen Hsp90 dalam sel barah prostat manusia (PC-3) yang mewakili nanopartikel yang berpotensi melawan barah," Jurnal Penyelidikan Virologi, jilid 1, tidak. 1, ms 21–23, 2017. Lihat di: Google Scholar
  62. J. Shan, A. Ramachandran, A. M. Thanki, F. B. I. Vukusic, J. Barylski, dan M. R. J. Clokie, "Bacteriophages lebih ganas kepada bakteria dengan sel manusia daripada dalam cerapan budaya bakteria daripada sel HT-29," Laporan Saintifik, jilid 8, tidak. 1, ID Artikel 5091, 2018. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  63. H. Jeong, B. Arif, G. Caetano-Anollés, K. Mo Kim, dan A. Nasir, "Pemindahan gen mendatar dalam mikroorganisma yang berkaitan dengan manusia yang disimpulkan oleh pembinaan semula dan pendamaian filogenetik," Laporan Saintifik, jilid 9, tidak. 1, ID Artikel 5953, 2019. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  64. C. L. Schneider, "Pemindahan gen mendatar yang dimediasi Bakteriofaj: transduksi," dalam Bakteriofag: Biologi, Teknologi, Terapi, D. Harper, Ed., Hlm. 1–42, Springer, Berlin, Jerman, 2017. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  65. B. Koskella dan T. B. Taylor, "Kesan pelbagai rupa bakteria dalam mikrobiom tumbuhan," Kajian Tahunan Phytopathology, jilid 56, tidak. 1, ms 361–380, 2018. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  66. S. R. Bordenstein, M. L. Marshall, A. J. Fry, U. Kim, dan J. J. Wernegreen, "Persatuan tiga pihak antara bakteriofaj, Wolbachia, dan arthropoda," Patogen PLoS, jilid 2, tidak. 5, hlm. e43, 2006. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google
  67. A. G. Rosenwald, B. Murray, T. Toth, R. Madupu, A. Kyrillos, dan G. Arora, "Bukti untuk pemindahan gen mendatar antara Chlamydophila pneumoniae dan Chlamydia phage, " Bakteriofag, jilid 4, tidak. 4, ID Artikel e965076, 2014. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  68. M. Redrejo-Rodríguez dan M. Salas, "Pelbagai peranan protein terminal bakteriofag yang dilekatkan pada genom," Virologi, jilid 468470, ms 322–329, 2014. Lihat di: Tapak Penerbit | Cendekiawan Google
  69. M. Redrejo-Rodriguez, D. Muñoz-Espín, I. Holguera, M. Mencía, dan M. Salas, "Isyarat penyetempatan nuklear dalam protein terminal phage menyediakan alat penghantaran gen baru dalam sel mamalia," Biologi Komunikatif & Integratif, jilid 6, tidak. 2, Artikel ID e22829, 2013. Lihat di: Laman Penerbit | Cendekiawan Google

Hak cipta

Hak Cipta & # xa9 2020 Ramendra Dirgantara Putra dan Diana Lyrawati. Ini ialah artikel akses terbuka yang diedarkan di bawah Lesen Atribusi Creative Commons, yang membenarkan penggunaan, pengedaran dan pengeluaran semula tanpa had dalam mana-mana medium, dengan syarat karya asal dipetik dengan betul.


Barr, J. J. (2017). Perjalanan bakteriofag melalui tubuh manusia. Immunol. Pendeta. 279, 106�. doi: 10.1111 / imr.12565

Barr, J. J., Auro, R., Furlan, M., Whiteson, K. L., Erb, M. L., Pogliano, J., et al. (2013). Bacteriophage yang melekat pada lendir memberikan imuniti bukan hos yang diperolehi. Pro. Natl. Acad. Sains. USA. 110, 10771 & # x0201310776. doi: 10.1073 / pnas.1305923110

Bichet, M. C., Chin, W. H., Richards, W., Lin, Y. W., Avellaneda-Franco, L., Hernandez, C. A., et al. (2020). Penyerapan bakteriofag oleh lapisan sel Eukariotik merupakan penyerap utama fag semasa terapi. bioRxiv. Tersedia dalam talian di: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.09.07.286716v1 (diakses 10 Disember 2020).

Borysowski, J., Miedzybrodzki, R., Przybylski, M., Owczarek, B., Weber-Dabrowska, B., dan Gorski, A. (2020). Kesan T4 dan A5/80 phages pada ekspresi gen penting secara imunologi dalam sel Caco-2 yang dibezakan. Adv. Hyg. Tamat Med. 74, 371 & # x02013376, doi: 10.5604 / 01.3001.0014.3919

Borysowski, J., Przybylski, M., Miedzybrodzki, R., Owczarek, B., dan G & # x000F3rski, A. (2019). Kesan bakteriafaj pada ekspresi gen yang terlibat dalam imuniti antimikrob. Adv. Hyg. Tamat Med. 73, 414 & # x02013420. doi: 10.5604/01.3001.0013.4081

Cafora, M., Brix, A., Forti, F., Loberto, N., Aureli, M., Briani, F., et al. (2020). Phages sebagai imunomodulator dan penggunaannya yang menjanjikan sebagai agen anti-radang dalam model ikan zebra kehilangan fungsi cftr. J. Sista. Fibros. doi: 10.1016 / j.jcf.2020.11.017. [Epub lebih awal daripada cetakan].

Chuquimia, O. D., Petursdottir, D. H., Periolo, N., dan Fern & # x000E1ndez, C. (2013). Sel epitelium alveolar adalah kritikal dalam perlindungan saluran pernafasan melalui rembesan faktor yang mampu memodulasi aktiviti makrofaj pulmonari dan mengawal pertumbuhan bakteria secara langsung. Jangkitan. Imun. 81, 381�. doi: 10.1128 / IAI.00950-12

Dabrowska, K., Opolski, A., Wietrzyk, J., Switala-Jelen, K., Boratynski, J., Nasulewicz, A., et al. (2004). Aktiviti antitumor bakteria dalam model kanser eksperimen murine yang mungkin disebabkan oleh perencatan laluan isyarat integrin beta3. Acta Virol. 48, 241 & # x02013248.

Dabrowska, K., Skaradziński, G., Joᑌzyk, P., Kurzepa, A., Wietrzyk, J., Owczarek, B., et al. (2009). Kesan bakteriofag T4 dan HAP1 pada secara in vitro penghijrahan melanoma. Mikrobiol BMC. 9:13. doi: 10.1186/1471-2180-9-13

Dufour, N., Delattre, R., Chevallereau, A., Ricard, J. D., dan Debarbieux, L. (2019). Terapi phage pneumonia tidak dikaitkan dengan rangsangan ovulasi yang berlebihan berbanding dengan rawatan antibiotik pada tikus. Antimikrob. Ejen Chemother. 63, e00379 & # x02013e00319. doi: 10.1128/AAC.00379-19

G & # x000F3rski, A., Dabrowska, K., Miedzybrodzki, R., Weber-Dabrowska, B., Lusiak-Szelachowska, M., Jonczyk-Matysiak, E., dan Borysowski, J. (2017). Tahap dan imunomodulasi. Mikrobiol Masa Depan. 12, 905 & # x02013914. doi: 10.2217/fmb-2017-0049

Górski, A., Miedzybrodzki, R., Jonczyk-Matysiak, E., Zaczek, M., dan Borysowski, J. (2019). Kesan pelbagai jenis virus bakteria pada sistem imun. Mikrobiol Masa Depan. 14, 1171�. doi: 10.2217 / fmb-2019-0222

G & # x000F3rski, A., dan Weber-Dabrowska, B. (2005). Peranan potensi bakteriofaj endogen dalam mengawal patogen yang menyerang. sel. Mol. Kehidupan Sci. 62, 511 & # x02013519. doi: 10.1007/s00018-004-4403-6

Khan Mirzaei, M., Haileselassie, Y., Navis, M., Cooper, C., Sverremark-Ekström, E., dan Nilsson, A. S. (2016). Morfologi berbeza Escherichia coli bakteriofag berbeza dalam keberkesanan dan kemampuannya untuk merangsang pembebasan sitokin secara in vitro. Depan. Mikrobiol. 7:437. doi: 10.3389 / fmicb.2016.01974

Koeninger, L., Armbruster, N. S., Brinch, K. S., Kjaerulf, S., Andersen, B., Langnau, C., et al. (2020). Manusia & # x003B2-Defensin 2 dimodulasi imunisasi sebagai rawatan untuk kolitis eksperimen. Depan. Immunol. 11:93. doi: 10.3389 / fimmu.2020.00093

Mason, R. J. (2020). Patogenesis COVID-19 dari perspektif biologi sel. Eur. Bernafas. J. 55: 2000607. doi: 10.1183 / 13993003.00607-2020

Merril, C. R. (1973). Kesan bakteriofag pada eukariota. Johns Hopkins Med. J. Suppl. 2, 73 & # x0201380.

Nguyen, S., Baker, K., Padman, B. S., Patwa, R., Dunstan, R. A., Weston, T. A., et al. (2017). Transcytosis Bacteriophage menyediakan mekanisme untuk menyeberangi lapisan sel epitelium. mBio. 8, e01874 & # x02013e01817. doi: 10.1128 / mBio.01874-17

Oie, C. I., Wolfson, D. L., Yasunori, T., Dumitriu, G., Sorensen, K. K., McCourt, P. A., et al. (2020). Sel endothelial sinusoidal hati menyumbang kepada pengambilan dan degradasi virus bakteria entero. Sains. Rep. 10:898. doi: 10.1038 / s41598-020-57652-0

Parducho, K. R., Beadell, B., Ybarra, T. K., Bush, M., Escalera, E., Trejos, A. T., et al. (2020). Manusia peptida antimikrob Beta-Defensin 2 menghalang pengeluaran biofilm Pseudomonas aeruginosa tanpa menjejaskan aktiviti metabolik. Depan. Immunol. 11: 805. doi: 10.3389/fimmu.2020.00805

Pincus, N. B., Reckhow, J. D., Saleem, D., Jammeh, M. L., Datta, S. K., dan Myles, I. A. (2015). Rawatan fage spesifik untuk Staphylococcus aureus jangkitan dipengaruhi oleh imuniti tuan rumah dan tempat jangkitan. PLoS SATU 10:e0124280.doi: 10.1371 / jurnal.pone.0124280

Pinkerton, J. W., Kim, R. Y., Koeninger, L., Armbruster, N. S., Hansbro, N. G., Brown, A. C., et al. (2020). Manusia β-defensin-2 menindas ciri utama asma dalam model murine penyakit saluran pernafasan alahan. Clin. Tamat Alahan. doi: 10.1111/cea.13766. [Epub lebih awal daripada cetakan].

Shan, J., Ramachandran, A., Thanki, A. M., Vukusic, F., Barylski, J., dan Clokie, M. (2018). Bakteriofaj adalah lebih ganas kepada bakteria dengan sel manusia daripada dalam cerapan budaya bakteria daripada sel HT-29. Sains. Rep. 8:5091. doi: 10.1038/s41598-018-23418-y

Shelley, J. R., Davidson, D. J., dan Dorin, J. R. (2020). Tindak balas dikotomatik yang didorong oleh & # x003B2-Defensins. Depan. Immunol. 11: 1176. doi: 10.3389/fimmu.2020.01176

Shiozawa, A., Kajiwara, C., Ishii, Y., dan Tateda, K. (2020). N-acetyl-cysteine ​​​​mengantara perlindungan terhadap Mycobacterium avium melalui induksi manusia & # x003B2-defensin-2 dalam model jangkitan paru-paru tikus. Jangkitan Mikrob. 22, 567 & # x02013575. doi: 10.1016 / j.micinf.2020.08.003

Trend, S., Fonceca, A. M., Ditcham, W. G., Kicic, A., dan Cf, A. (2017). Potensi terapi fag dalam fibrosis kistik: Interaksi manusia-bakteria-fag penting dan pertimbangan penghantaran untuk digunakan dalam Pseudomonas aeruginosa-saluran pernafasan yang dijangkiti. J. Sista. Serabut. 16, 663�. doi: 10.1016 / j.jcf.2017.06.012

Ulu & # x000E7kan, & # x000D6., Dan Wagner, E. F. (2017). Keradangan sistemik kronik yang berpunca daripada tisu epitelium. FEBS J. 284, 505�. doi: 10.1111/feb.13904

Van Belleghem, J. D., Clement, F., Merabishvili, M., Lavigne, R., dan Vaneechoutte, M. (2017). Tindak balas pro dan anti-radang sel mononuklear darah periferal yang disebabkan oleh Staphylococcus aureus dan Pseudomonas aeruginosa phages. Sains. Rep. 7: 8004. doi: 10.1038 / s41598-017-08336-9

Van Belleghem, J. D., Dabrowska, K., Vaneechoutte, M., Barr, J. J., dan Bollyky, P. L. (2018). Interaksi antara bacteriophage, bakteria, dan sistem imun mamalia. Virus 11:10. doi: 10.3390/v11010010

Zaczek, M., Górski, A., Szkaradzinska, A., Lusiak-Szelachowska, M., dan Weber-Dabrowska, B. (2020). Penembusan fasa sel eukariotik: implikasi praktikal. Virol masa depan. 11, 745 & # x02013760 6. doi: 10.2217 / fvl-2019-0110

Zhang, L., Hou, X., Sun, L., He, T., Wei, R., Pang, M., et al. (2018). Staphylococcus aureus bacteriophage menekan keradangan yang disebabkan oleh LPS pada sel epitel mamalia bovine MAC-T. Depan. Mikrobiol. 9:1614. doi: 10.3389/fmicb.2018.01614

Kata kunci: terapi fag, sel epitelium, keradangan, sel eukariotik, sitokin

Petikan: G & # x000F3rski A, Borysowski J dan Mi & # x00229dzybrodzki R (2021) Interaksi Bakteriofag Dengan Sel Epitelium: Implikasi Terapi. Depan. Mikrobiol. 11: 631161. doi: 10.3389/fmicb.2020.631161

Diterima: 19 November 2020 Diterima: 22 Disember 2020
Diterbitkan: 18 Januari 2021.

Luís D. R. Melo, Universiti Minho, Portugal

Gabriel Almeida, Universiti Jyväskylä, Finland
Anders S. Nilsson, Universiti Stockholm, Sweden

Hak Cipta © 2021 Górski, Borysowski dan Mi⊝zybrodzki. Ini adalah artikel akses terbuka yang diedarkan berdasarkan syarat-syarat Lesen Atribusi Creative Commons (CC BY). Penggunaan, pengedaran atau penerbitan semula di forum lain dibenarkan, dengan syarat penulis asal dan pemilik hak cipta dikreditkan dan bahawa penerbitan asal dalam jurnal ini disebut, sesuai dengan amalan akademik yang diterima. Penggunaan, pengedaran atau pembiakan tidak dibenarkan yang tidak mematuhi syarat-syarat ini.


Saintis Kanan Ekspresi Sel Mamalia – Biologi Sel dan Molekul

Hari ini, Lonza ialah peneraju global dalam sains hayat yang beroperasi di tiga benua. Semasa kami bekerja dalam sains, tidak ada formula ajaib tentang cara kami melakukannya. Penyelesaian saintifik kami yang terbaik ialah orang yang berbakat yang bekerja bersama-sama, mencipta idea yang membantu perniagaan membantu orang ramai. Sebagai pertukaran, kami membiarkan pekerja kami memiliki kerjaya mereka. Idea mereka, besar dan kecil, benar-benar memperbaiki dunia. Dan itulah jenis pekerjaan yang ingin kita ikuti.

Setiap hari, produk dan perkhidmatan Lonza memberi kesan positif kepada berjuta-juta orang. Bagi kami, ini bukan sahaja satu keistimewaan yang besar, tetapi juga tanggungjawab yang besar. Cara kita mencapai hasil perniagaan sama pentingnya dengan pencapaian itu sendiri. Di Lonza, kami menghormati dan melindungi rakyat kami dan alam sekitar kami. Sebarang kejayaan yang kita capai bukanlah kejayaan sama sekali jika tidak dicapai secara beretika.

Segmen Lonza Pharma dan Biotech (LPB) menumpukan pada pembangunan kontrak dan pembuatan bioterapeutik protein rekombinan yang meningkatkan kehidupan pesakit secara dramatik. Dengan komitmen baru terhadap inovasi di ruang angkasa, dan cita-cita untuk membina sistem ekspresi mamalia masa depan, kami mencari Saintis Kanan (pemprosesan bio) yang sangat kompeten dan berpengalaman untuk bergabung dalam perjalanan kami dan melengkapkan pasukan kami yang berpusat di pusat kecemerlangan penyelidikan di Cambridge.

Mengetuai projek dari bangku simpanan, anda memerlukan latar belakang yang kukuh dalam penyampaian projek inovasi teknikal dalam ruang bioproses. Bekerjasama dengan pasukan saintis pelbagai disiplin yang berdedikasi untuk mencapai peningkatan perubahan langkah dalam platform ekspresi sel mamalia, anda akan membawa satu set kemahiran yang terbukti dalam budaya sel mamalia, ekspresi protein rekombinan dan biologi sel dan molekul. LPB R&D ialah persekitaran kerja pantas di mana pemikiran inovatif, kreativiti dan kerjasama semuanya digalakkan secara aktif, dan untuk berjaya anda perlu fleksibel, terbuka kepada idea baharu dan teruja dengan peluang untuk bekerjasama dengan rakan sekerja di seluruh rangkaian R&D, termasuk rakan usaha sama luar seperti ahli akademik terkemuka.

Tanggungjawab utama termasuk:

  • Mengetuai aktiviti R&D berasaskan makmal untuk membangunkan teknologi ekspresi generasi akan datang menggunakan platform berdasarkan sel ovari hamster Cina (CHO)
  • Gunakan pengetahuan dan kemahiran anda dalam budaya sel mamalia dan biologi molekul untuk meningkatkan semua aspek ekspresi protein rekombinan, memfokuskan pada vektor ekspresi DNA dan garisan sel hos
  • Menghasilkan, mengumpulkan dan mempersembahkan data eksperimen berkualiti tinggi dalam laporan bertulis dan untuk persembahan lisan
  • Memulakan dan mengetuai perbincangan ilmiah mengenai R & ampD pemprosesan bio terkini
  • Bertindak sebagai mentor untuk anggota junior pasukan
  • Bekerjasama rapat dengan kumpulan lain dalam R&D untuk menyampaikan penyelesaian atau penambahbaikan dalam ekspresi protein rekombinan
  • Sentiasa aktif mengikuti kesusasteraan akademik yang berkaitan
  • Ijazah PhD dalam Sains Hayat / Biologi Molekul/ Bioteknologi, bersama dengan pengalaman praktikal dalam persekitaran industri
  • Pengalaman dalam pembangunan talian sel mamalia (CHO) untuk ekspresi protein rekombinan
  • Latar belakang teknikal R & ampD dalam teknik kultur sel mamalia yang relevan mis. penjanaan garisan sel CHO rekombinan, proses transfeksi yang stabil dan sementara, kultur kelompok makan, dsb.
  • Pengalaman dengan cytometry aliran Pengalaman FACS adalah wajar tetapi tidak mustahak
  • Pengalaman biologi molekul yang luas dalam kaedah seperti pengklonan gen, reka bentuk dan manipulasi vektor ekspresi, PCR / qPCR, elektroforesis gel agarosa, SDS-PAGE dan Western blotting.
  • Pengalaman dalam penggunaan sistem transposon (cth. piggyBac atau seumpamanya) adalah diingini
  • Mesti dapat bekerja dengan sedikit arahan dan bimbingan, dengan tahap kebebasan dan fleksibiliti yang tinggi
  • Pengalaman dalam penyeliaan berasaskan makmal saintis junior
  • Kimia protein asas/teknik analisis (HPLC, elektroforesis, immunoassays dll.)

Ini adalah peluang yang menarik untuk menyertai pasukan saintis R&D dengan warisan yang kaya dalam menyampaikan penyelesaian inovatif dalam ruang pemprosesan bio. Orang ramai datang ke Lonza untuk menghadapi cabaran dan kreativiti menyelesaikan masalah yang kompleks dan mengembangkan idea baru dalam sains kehidupan. Sebagai balasannya, kami menawarkan kepuasan yang datang dengan peningkatan kehidupan di seluruh dunia. Kepuasan yang datang dengan membuat perbezaan yang bermakna.


Rujukan

Anderson, C., Shen, M., Eisenstein, R., dan Leibold, E. (2012). Metabolisme besi mamalia dan kawalannya oleh protein pengawal selia besi. Biokim. Biophys. Acta 1823, 1468�. doi: 10.1016/j.bbamcr.2012.05.010

Anderson, G., dan Vulpe, C. (2009). Pengangkutan besi mamalia. sel. Mol. Life Sci. 66, 3241 & # x020133261. doi: 10.1007 / s00018-009-0051-1

Andrews, S., Andrea, K., dan Rodriquez-Quinones, F. (2003). Homeostasis besi bakteria. FEMS Microbiol. Pendeta 27, 215�. doi: 10.1016/S0168-6445(03)00055-X

Belton, M., Commerford, K., Hall, J., Prato, F., dan Carson, J. (2008). Pengukuran masa nyata kepekatan kalsium bebas sitosolik dalam sel Hl-60 semasa pendedahan medan magnet statik dan pengaktifan oleh ATP. Bioelectromagnetik 29, 439�. doi: 10.1002 / bem.20409

Bin Na, H., Song, I., dan Hyeon, T. (2009). Nanopartikel bukan organik untuk agen kontras MRI. Adv. Materi. 21, 2133�. doi: 10.1002/adma.200802366

Burtea, C., Laurent, S., Vander Elst, L. dan Muller, R. (2008). & # x0201CCEjen kontras: resonans magnetik, & # x0201D dalam Buku Panduan Farmakologi Eksperimen. Pengimejan Molekul I. eds W. Semmler dan M. Schwaiger (Heidelberg: Springer-Verlag Berlin).

Chung, M., Hogstrand, C., dan Lee, S.-J. (2006). Sitotoksisiti nitrik oksida dikurangkan oleh ekspresi gen antioksidan yang dimediasi zink. Tamat Biol. Med. 231, 1555�.

Cohen, B., Ziv, K., Plaks, V., Harmelin, A., dan Neeman, M. (2009). Nanopartikel Ferritin sebagai gen pelapor resonans magnetik. Wiley Interdisiplin. Pendeta Nanomed. Nanobiotechnol. 1, 181�. doi: 10.1002/wnan.11

Daniels, T., Delgado, T., Rodriguez, J., Helguera, G., dan Penichet, M. (2006). Reseptor transferrin bahagian I: biologi dan penyasaran dengan antibodi sitotoksik untuk rawatan kanser. Clin. Immunol. 121, 144 & # x02013158. doi: 10.1016/j.clim.2006.06.010

Deans, A. E., Wadghiri, Y. Z., Bernas, L. M., Yu, X., Rutt, B. K., dan Turnbull, D. H. (2006). Kontras MRI selular melalui ekspresi reseptor transferrin dan ferritin. Magn. Reson. Med. 56, 51�. doi: 10.1002/mrm.20914

Ganz, T. (2005). Besi selular: ferroportin adalah satu-satunya jalan keluar. Metabolik Sel. 1, 155�. doi: 10.1016/j.cmet.2005.02.005

Gelman, N., Gorell, J., Barker, P., Savage, R., Spickler, E., Windham, J., et al. (1999). Pengimejan MR otak manusia pada 3.0 T: laporan awal mengenai kadar kelonggaran melintang dan hubungan dengan anggaran kandungan besi. Radiologi 210, 759�. doi: 10.1148/radiologi.210.3.r99fe41759

Genove, G., Demarco, U., Xu, H., Goins, W. F., dan Ahrens, E. T. (2005). Wartawan transgene baru untuk pengimejan resonans magnetik in vivo. Nat. Med. 11, 450 & # x02013454. doi: 10.1038 / nm1208

Goldhawk, D., Lemaire, C., Mccreary, C., Mcgirr, R., Dhanvantari, S., Thompson, R., et al. (2009). Pengimejan resonans magnetik sel yang mengekspresikan MagA secara berlebihan, agen kontras endogen untuk pengimejan sel hidup. Mol. Pengimejan 8, 129�.

Goldhawk, D., Rohani, R., Sengupta, A., Gelman, N., dan Prato, F. (2012). Menggunakan magnetosom untuk memodelkan kontras berasaskan gen yang berkesan untuk pengimejan resonans magnetik. Wiley Interdiscip. Pendeta Nanomed. Nanobiotechnol. 4, 378�. doi: 10.1002 / wnan.1165

Greene, S., dan Komeili, A. (2012). Biogenesis dan organisasi subselular organel magnetosom bakteria magnetotactic. Curr. Pendapat. Sel Biol 24, 490�. doi: 10.1016 / j.ceb.2012.05.008

Huang, J., Zhong, X., Wang, L., Yang, L., dan Mao, H. (2012). Memperbaiki kaedah kontras dan pengesanan pengimejan resonans magnetik dengan nanopartikel magnetik kejuruteraan. Theranostics 2, 86�. doi: 10.7150/thno.4006

Jogler, C., dan Schuler, D. (2009). Genomik, genetik, dan biologi sel pembentukan magnetosom. Annu. Pendeta Microbiol 63, 501�. doi: 10.1146 / annurev.micro.62.081307.162908

Kim, T., Momin, E., Choi, J., Yuan, K., Zaidi, H., Kim, J., et al. (2011). Nanopartikel mangan berongga bersalut silika mesopori sebagai agen kontras T1 positif untuk pelabelan dan penjejakan MRI sel stem mesenkim yang berasal dari adiposa. J. Am. Kimia. Soc. 133, 2955�. doi: 10.1021/ja1084095

Komeili, A. (2012). Mekanisme molekul pembahagian dan biomineralisasi dalam bakteria magnetotactic. FEMS Microbiol. Pendeta 36, 232 & # x02013255. doi: 10.1111/j.1574-6976.2011.00315.x

Kuhlpeter, R., Dahnke, H., Matuszewski, L., Persigehl, T., Von Wallbrunn, A., Allkemper, T., et al. (2007). Pemetaan R2 dan R2 * untuk merasakan nanopartikel superparamagnetik terikat sel: ujian in vitro dan murine in vivo. Radiologi 245, 449�. doi: 10.1148 / radiol.2451061345

Laemmli, U. (1970). Pembelahan protein struktur semasa pemasangan kepala bakteriofaj T4. Alam semula jadi 227, 680�. doi: 10.1038 / 227680a0

Linklater, H., Galsworthy, P., Stewart-Dehaan, P., D & # x02019amore, T., Lo, T., dan Trevithick, J. (1985). Penggunaan guanidinium klorida dalam penyediaan homogenat selular yang stabil yang mengandungi ATP. Dubur. Biokim. 148, 44�. doi: 10.1016/0003-2697(85)90625-6

Nakamura, C., Burgess, J. G., Sode, K., dan Matsunaga, T. (1995a). Gen terkawal besi, magA, mengekod protein pengangkutan besi daripada Magnetospirillum sp. Terikan AMB-1. J. Biol. Kimia. 270, 28392 & # x0201328396. doi: 10.1074 / jbc.270.47.28392

Nakamura, C., Kikuchi, T., Burgess, J. G., dan Matsunaga, T. (1995b). Ekspresi terkawal besi dan penyetempatan membran protein MagA dalam Magnetospirillum sp. Terikan AMB-1. J. Biokim. 118, 23�.

Nyholm, S., Mann, G., Johansson, A., Bergeron, R., Graslund, A., dan Thelander, L. (1993). Peranan ribonucleotide reductase dalam perencatan pertumbuhan sel mamalia oleh chelator besi yang kuat. J. Biol. Kimia. 268, 26200 & # x0201326205.

Pantopoulos, K., Porwal, S., Tartakoff, A., dan Devireddy, L. (2012). Mekanisme homeostasis besi mamalia. Biokimia 51, 5705 & # x020135724. doi: 10.1021/bi300752r

Ponka, P., dan Lok, C. (1999). Reseptor transferrin: peranan dalam kesihatan dan penyakit. Int. J. Biokim. Biol Sel. 31, 1111 & # x020131137. doi: 10.1016 / S1357-2725 (99) 00070-9

Recalcati, S., Locati, M., Marini, A., Santambrogio, P., Zaninotto, F., De Pizzol, M., et al. (2010). Peraturan pembezaan homeostasis besi semasa pengaktifan terpolarisasi makrofaj manusia. Eur. J. Immunol. 40, 824�. doi: 10.1002/eji.200939889

Renier, C., Vogel, H., Offor, O., Yao, C., dan Wapnir, I. (2010). Metastasis otak kanser payudara mengekspresikan symporter natrium iodida. J. Neurooncol. 96, 331 & # x02013336. doi: 10.1007 / s11060-009-9971-8

Richter, M., Kube, M., Bazylinski, D. A., Lombardot, T., Glockner, F. O., Reinhardt, R., et al. (2007). Analisis genom perbandingan empat bakteria magnetotactic mendedahkan set kompleks gen khusus kumpulan yang terlibat dalam biomineralisasi dan fungsi magnetosom. J. Bakteriol. 189, 4899�. doi: 10.1128/JB.00119-07

Rohani, R., Figueredo, R., Bureau, Y., Koropatnick, J., Foster, P., Thompson, R., et al. (2013). Pengimejan pertumbuhan tumor secara tidak invasif menggunakan ekspresi MagA atau subunit feritin yang diubah suai untuk menambah kontras intraselular untuk MRI berulang. Mol. Pengimejan Biol. 16, 63 & # x0201373. doi: 10.1007/s11307-013-0661-8

Shpyleva, S., Tryndyak, V., Kovalchuk, O., Starlard-Davenport, A., Chekhun, V., Beland, F., et al. (2011). Peranan perubahan feritin dalam sel-sel kanser payudara manusia. Kanser Payudara Re. Rawat. 126, 63 & # x0201371. doi: 10.1007 / s10549-010-0849-4

Smith, P., Krohn, R., Hermanson, G., Mallia, A., Gartner, F., Provenzano, M., et al. (1985). Pengukuran protein menggunakan asid bicinchoninic. Dubur. Biokim. 150, 76�. doi: 10.1016/0003-2697(85)90442-7

Takahashi, M., Yoshino, T., Takeyama, H., dan Matsunaga, T. (2009). Pemisahan magnet langsung sel imun daripada darah keseluruhan menggunakan zarah magnet bakteria yang memaparkan protein G. Bioteknologi. Prog. 25, 219�. doi: 10.1002/btpr.101

Tobin, H., Staehelin, T., dan Gordon, J. (1979). Pemindahan elektroforetik protein dari gel poliakrilamida ke kepingan nitroselulosa: prosedur dan beberapa aplikasi. Pro. Natl. Acad. Sains. USA. 76, 4350 & # x020134354. doi: 10.1073/pnas.76.9.4350

Uebe, R., Henn, V., dan Schuler, D. (2012). Protein MagA daripada Magnetopirilla tidak terlibat dalam biomineralisasi magnetit bakteria. J. Bakteriol. 194, 1018 & # x020131023. doi: 10.1128 / JB.06356-11

Weinberg, E. (1992). Peranan besi dalam neoplasia. promosi, pencegahan dan terapi. Biol. Res Elemen Surih. 34, 123�. doi: 10.1007 / BF02785242

Wood, J., Enriquez, C., Ghugre, N., Tyzka, J., Carson, S., Nelson, M., et al. (2005). Pemetaan MRI R2 dan R2* dengan tepat menganggarkan kepekatan besi hepatik dalam talasemia yang bergantung kepada transfusi dan pesakit penyakit sel sabit. darah 106, 1460�. doi: 10.1182/darah-2004-10-3982

Yan, L., Zhang, S., Chen, P., Liu, H., Yin, H., and Li, H. (2012). Bakteria magnetotactic, magnetosom dan aplikasinya. Mikrobiol. Res. 167, 507�. doi: 10.1016/j.micres.2012.04.002

Zurkiya, O., Chan, A. W., dan Hu, X. (2008). MagA cukup untuk menghasilkan nanopartikel magnetik dalam sel mamalia, menjadikannya pemberita MRI. Magn. Reson. Med. 59, 1225�. doi: 10.1002/mrm.21606

Kata kunci : pengimejan resonans magnetik, MagA, subunit feritin yang diubah suai, kadar kelonggaran, besi, sel kanser

Petikan: Sengupta A, Quiaoit K, Thompson RT, Prato FS, Gelman N dan Goldhawk DE (2014) Ciri biofizik ekspresi MagA dalam sel mamalia: implikasi terhadap kontras MRI. Depan. Mikrobiol. 5:29. doi: 10.3389/fmicb.2014.00029

Diterima: 11 November 2013 Diterima: 17 Januari 2014
Diterbitkan dalam talian: 05 Februari 2014.

Kevin C. Chan, Universiti Pittsburgh, Amerika Syarikat
Laimonas Kelbauskas, Arizona State University, Amerika Syarikat

Hak Cipta & # x000A9 2014 Sengupta, Quiaoit, Thompson, Prato, Gelman dan Goldhawk. Ini adalah artikel akses terbuka yang diedarkan berdasarkan syarat-syarat Lesen Atribusi Creative Commons (CC BY). Penggunaan, pengedaran atau pengeluaran semula dalam forum lain adalah dibenarkan, dengan syarat pengarang asal atau pemberi lesen dikreditkan dan penerbitan asal dalam jurnal ini dipetik, mengikut amalan akademik yang diterima. Penggunaan, pengedaran atau pembiakan tidak dibenarkan yang tidak mematuhi syarat-syarat ini.


Tonton video: JENIS JENIS MAMALIA AIR (Februari 2023).