《宿主與細菌的相互作用》闡述了一系列研究宿主和細菌互作的*前沿的方法,覆蓋哺乳動物、新型非哺乳動物感染模型、細胞生物學、組學及細菌遺傳學。其目的就是提供一種技術(shù)途徑,涉及細菌感染的病理生理學多方面操作技術(shù),從動物整體水平到組織水平、細胞水平及分子水平。用于這些前沿技術(shù)的病原微生物很廣泛,并非只是那些我們想試圖闡明胞內(nèi)感染機制的胞內(nèi)寄生菌和兼性寄生菌。所以,每個章節(jié)介紹的操作技術(shù)可適用于大多數(shù)病原微生物!端拗髋c細菌的相互作用》旨在為廣大科研人員提供優(yōu)化的實驗操作步驟,以確保實驗的成功;對實驗方法部分,包括每一操作步驟進行了詳盡的描述;而注釋部分是實驗操作人員親自操作總結(jié)出來的實驗心得和技巧,也是對實驗方法的一個補充,可幫助大家更好地解決實驗中出現(xiàn)的問題和困難。
細菌感染是宿主和病原之間一種復雜的互作過程。在過去的20年中,通過細菌遺傳學、細胞生物學、免疫學以及宿主生理學各學科知識的整合,我們對傳染性疾病致病機理有了更深刻的認識:同時也引導了“細胞微生物學”這一新領(lǐng)域的發(fā)展。早期科研主要從研究較為充分的沙門氏菌、志賀氏菌、李氏桿菌及簡單的細胞模型Hela細胞開始。然而,這一領(lǐng)域的研究很快擴展到了其他病原菌及細胞系中。細胞微生物學有助于鑒定參與互作的細菌毒力因子和宿主靶標,以及這種互作是如何調(diào)節(jié)細胞并協(xié)助病原微生物的。最新的科研動態(tài)分別從細胞水平、組織水平及整體動物水平,對體內(nèi)感染的病原生物進行了詳盡的研究。
本書闡述了一系列研究宿主和細菌互作的最前沿的方法,覆蓋哺乳動物、新型非哺乳動物感染模型、細胞生物學、組學及細菌遺傳學。其目的就是提供一種技術(shù)途徑,涉及細菌感染的病理生理學多方面操作技術(shù),從動物整體水平到組織水平、細胞水平及分子水平。用于這些前沿技術(shù)的病原微生物很廣泛,并非只是那些我們想試圖闡明胞內(nèi)感染機制的胞內(nèi)寄生菌和兼性寄生菌。所以,每個章節(jié)介紹的操作技術(shù)可適用于大多數(shù)病原微生物。本書旨在為廣大科研人員提供優(yōu)化的實驗操作步驟,以確保實驗的成功;對實驗方法部分,包括每一操作步驟進行了詳盡的描述;而注釋部分是實驗操作人員親自操作總結(jié)出來的實驗心得和技巧,也是對實驗方法的一個補充,可幫助大家更好地解決實驗中出現(xiàn)的問題和困難。
早期的研究證明。感染模型可以幫助我們更好地認識傳染病,而近些年,研究的焦點已從經(jīng)典的哺乳動物、哺乳動物細胞模型轉(zhuǎn)向無脊椎動物模型;本書第一篇的第一章和第二章介紹了感染模型小蠟螟幼蟲和果蠅的運用;而在第二篇中介紹了非動物模型阿米巴原蟲(第九章)及植物(第六章、第十一章)。斑馬魚是最新出現(xiàn)的一種感染動物模型,第三章介紹了研究人員利用斑馬魚遺傳背景清晰及胚胎通體透明的特點,在感染后實時從細胞和動物水平評估宿主和病原體的互作。活體成像技術(shù)的進步促進了哺乳動物體內(nèi)成像的發(fā)展,第四章介紹了使用高敏感度相機可以觀察動物體內(nèi)發(fā)光的細菌或細胞.而第五章介紹了雙光子顯微鏡觀察活體組織內(nèi)細胞改變的相關(guān)內(nèi)容。
為了全面認識細菌的毒力.從細胞和分子水平研究宿主和病原微生物的相互作用是必不可少的(第二篇);通過植物和酵母細胞等一些替代模型,可以篩選和鑒定出在細菌分泌系統(tǒng)作用下發(fā)生易位的細菌蛋白和效應(yīng)因子,并闡明細菌調(diào)控宿主防御系統(tǒng)以實現(xiàn)自身在體內(nèi)繁殖的機制(第六章);第七章介紹了當細菌毒力因子位于病原體表面或注入細胞內(nèi)時,可以通過一種方法鑒定細菌毒力因子宿主靶位點的方法;同時也介紹了一些病原菌是如何調(diào)控細胞關(guān)鍵流程的,包括蛋白通過蛋白酶體降解(第八章)、’磷酸肌醇動力學(第九章)和細胞凋亡(第十章);運用雙分子互補技術(shù),可以鑒定活體內(nèi)相互作用的宿主和細菌蛋白。另外,本書還介紹了一種檢測病原微生物通過TLR信號通路調(diào)節(jié)宿主先天性免疫途徑的方法(第十二章)。
技術(shù)的進步引發(fā)了組學復雜數(shù)據(jù)的大爆炸(第三篇)。第十三章介紹果蠅細胞系可用于小RNA分子篩選,這有助于鑒定參與感染的宿主因子;第十四章介紹了如何從感染的細胞中純化細菌,并用于蛋白質(zhì)組和轉(zhuǎn)錄組分析;第十五章介紹了用流式細胞儀分選斑馬魚胚胎中吞噬細胞,并用于轉(zhuǎn)錄組的分析。本書還涉及了高通量蛋白質(zhì)組學分析時樣品的快速制備以及數(shù)據(jù)提取的方法(第十六章);而這些研究所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù),需要強大的生物信息學背景才能挖掘;第十七章介紹了細菌生物信息學資源中心(PATRIC),它是美國國立衛(wèi)生研究院資助的數(shù)據(jù)庫,致力于病原微生物的組學分析。
細菌病原體的遺傳操作對闡明細菌與宿主互作的分子機制是至關(guān)重要的(第四篇)。本書的第十八章至第二十章介紹了調(diào)控專性細胞內(nèi)寄生菌的技術(shù)。
在此要感謝所有為這本書做出貢獻的科研人員,是他們推動這個領(lǐng)域的科研進步,并用他們專業(yè)的知識為大家提供了詳盡的實驗方案、操作步驟及實驗心得。同時也非常感謝分子生物學部門的主編JohnWalker博士,感謝他給我們這次機會編著《宿主與細菌的相互作用》一書并給予的大力支持。
希望大家都能喜歡這本分子生物學著作。
第一篇 通過感染模型研究細菌的毒力
第一章 用大蠟螟作為感染模型進行篩選
1 前言
2 材料
2.1 細菌菌株和昆蟲
2.2 注射裝置和設(shè)備
2.3 細菌生長和溶液的配制
3 研究方法
3.1細菌準備
3.2 大蠟螟的準備和感染
注釋
參考文獻
第二章 腸道感染的動物模型——果蠅
1 前言
2 材料
2.1 果蠅的培養(yǎng)
2.2 果蠅的品系和處理
2.3 細菌培養(yǎng)
2.4 經(jīng)口感染和生存分析
2.5 血淋巴中的細菌計數(shù)
2.6 吞噬作用的阻滯
2.7 腸道解剖
2.8 腸道固定
2.9 腸道免疫染色
2.10 將解剖后的腸道置于顯微鏡載玻片上,并進行成像和數(shù)據(jù)分析
2.11 SYTOX Green分析
2.12 Smurf試驗
2.13 RNA提取
2.14 蛋白質(zhì)提取
2.15 BONCAT方法監(jiān)測整體的蛋白翻譯
2.16 監(jiān)測copper細胞區(qū)域的酸化
3 方法
3.1 經(jīng)口感染
3.2 生存分析
3.3 果蠅體內(nèi)全部的菌量
3.4 血淋巴中的細菌計數(shù)
3.5 腸上皮內(nèi)的細菌數(shù)
3.6 吞噬作用的阻滯
3.7 腸道解剖
3.8 腸道的封閉和免疫染色
3.9 腸道組織涂片
3.10 SYTOX Green方法檢測上皮的完整性
3.11 Smurf試驗檢測消化道的完整性
3.12 從成年果蠅的中腸提取RNA
3.13 從解剖的腸道中提取蛋白質(zhì)
3.14 通過BONCAT方法監(jiān)測蛋白質(zhì)的合成
3.15 監(jiān)測果蠅中腸泌酸區(qū)域的生理功能
注釋
致謝
參考文獻
第三章 斑馬魚胚胎作為動物模型研究細菌毒力
1 前言
1.1 顯微注射
2 材料
2.1 取卵并準備注射
2.2 細菌培養(yǎng)和培養(yǎng)液的準備
2.3 顯微注射
2.4 細菌增殖的分析
2.5 生存分析和活體成像的工具
2.6 qRT-PCR和RNA-Seq分析
3 方法
3.1 獲取魚卵并準備感染實驗的胚胎
3.2 培養(yǎng)洋蔥伯克氏菌用于感染及接種液的準備
3.3 顯微注射
3.4 胚胎生存研究
3.5 測定細菌增殖解讀細菌的毒力
3.6 在感染期的實時觀測
……
第二篇 宿主與細菌在細胞層面的相互作用
第六章 Cre報告基因分析易位(CRAfT):一種用于研究宿主細胞內(nèi)蛋白轉(zhuǎn)運的工具
第七章 宿主與細菌蛋白間相互關(guān)系的檢測:真核核仁蛋白與弗朗西斯菌屬延長因子Tu的相互作用
第八章 劫持宿主蛋白酶體以時序性降解細菌效應(yīng)蛋白
第九章 軍團桿菌感染期磷酸肌醇動力學活細胞成像
第十章 細菌蛋白干擾細胞凋亡的研究
第十一章 基于雙分子熒光互補技術(shù)研究植物宿主內(nèi)的微生物病原體蛋白質(zhì)互作成像
第十二章 細菌感染小鼠樹突狀細胞的TLR信號應(yīng)答研究第三篇 組學與大規(guī)模篩查
第十三章 利用果蠅細胞siRNA篩選鑒定宿主感染所需的因素
第十四章 胞內(nèi)細菌的純化:從宿主細胞中分離有活性的流產(chǎn)布魯氏菌
第十五章 對斑馬魚感染模型流式細胞分選(FACS-Sorted)免疫細胞群RNA測序以識別細胞對細胞內(nèi)病原體的特異性反應(yīng)
第十六章 細菌高通量鳥槍蛋白質(zhì)組學分析的捷徑
第十七章 PATRIC生物信息學資源中心的比較基因組分析
……
第三篇 組學與大規(guī)模篩查
第四篇 難治性細菌的研究方法