高内容高分辨率显微镜和深度学习辅助分析揭示了在Shigella感染期间的宿主和细菌异质性

科学领域:

• 细胞微生物学 细胞微生物学
• 细菌病原体的产生
• 宿主-病原体相互作用

背景情况:

• 芝格拉柔性菌 (Shigella flexneri) 是一种格拉姆阴性细菌,它会导致细菌性痢疾,并利用III型分泌系统 (T3SS) 来侵入宿主细胞.
• S. flexneri 作为研究细胞自主免疫的模型生物,包括诸如隔膜陷等机制.

研究的目的:

• 使用高含量显微镜动态监测异质的S. flexneri感染过程.
• 研究宿主细胞的反应,包括DNA复制,蛋白质翻译和细胞周期进展.
• 开发一种人工智能驱动的方法来量化宿主-病原体相互作用,特别是对细胞内细菌的SEPT7招募.

主要方法:

• 高含量,高分辨率显微镜用于评估宿主和细菌的参数.
• 卷积神经网络 (CNN) 用于自动和公正量化SEPT7招聘.
• 在感染期间分析DNA复制,蛋白质翻译和T3SS活动.

主要成果:

• 受感染的宿主细胞表现出DNA和蛋白质合成的减少,形态变化表明细胞循环停止.
• 观察到异质的SEPT7组合被招募到细胞内细菌中.
• 在S. flexneri.中,SEPT7招募与T3SS激活增加相关.

结论:

• 灵菌感染可以诱导宿主细胞循环停止,影响重要的细胞过程.
• 人工智能支持的图像分析有效量化宿主-病原体相互作用,如SEPT7招募.
• 该研究提供了一个全面的工作流程,用于在S. flexneri感染期间表征细胞内环境.