Name: Analitik Oral Biyofilmler Kapsamlı biyokimyasal, yapısal ve Transcriptome Değerlendirme Aracı-box mutans Streptokok tarafından aracılığı ile (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-01-25T17:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 9 s
Description: Keşfedin ağız biyofilmlerinin yapısal ve transkriptomik analizi için yeni bir görüntüleme ve yazılım araç kutusu. Bu yöntem Streptococcus mutans biyofilmlerinin karmaşık organizasyonunu anlamaya yardımcı olur.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Yazarlar MDV gelişimi için Dr. Gary Xie ve Herbert Lee teşekkür etmek istiyorum. Ayrıca Dr teşekkür. Simone Duarte, Ramiro Murata, Jae-Gyu Jeon, Jacqueline Abranches ve analitik araç kutusu bileşenleri için teknik ve bilimsel katkılarından dolayı Bayan Stacy Gregoire. Bu çalışmada, Diş ve Kraniofasial Araştırma National Institute of USPHS Araştırma hibe DE018023 tarafından desteklenmiştir.

<ol><li>Costerton, J. W., Stewart, P. S., Greenberg, E. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bacterial+biofilms%3A+a+common+cause+of+persistent+infections%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Bacterial biofilms: a common cause of persistent infections.</a> Science. 284, 1318-1322 (1999).</li>
<li>Branda, S. S., Vik, S., Friedman, L., Kolter, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biofilms%3A+the+matrix+revisited%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Biofilms: the matrix revisited.</a> Trends Microbiol. 13, 20-26 (2005).</li>
<li>Leme, P. aes, Koo, A. F., Bellato, H., Bedi, C. M., G, J. A. C. ury <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+sucrose+in+cariogenic+dental+biofilm+formation--new+insight%5BTitle%5D)+AND+%22J+Dent+Res%22%5BJournal%5D)">The role of sucrose in cariogenic dental biofilm formation--new insight.</a> J Dent Res. 85, 878-887 (2006).</li>
<li>Koo, H., Schobel, B. D., Scott-Annem, K., Watson, G., Bowen, W. H., Cury, J. A., Rosalen, P. L., Park, Y. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Apigenin+and+tt-farnesol+with+fluoride+effects+on+S.+mutans+biofilms+and+dental+caries%5BTitle%5D)+AND+%22J+Dent+Res%22%5BJournal%5D)">Apigenin and tt-farnesol with fluoride effects on S. mutans biofilms and dental caries.</a> J Dent Res. 84, 1016-1020 (2005).</li>
<li>Koo, H., Xiao, J., Klein, M. I., Jeon, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exopolysaccharides+produced+by+Streptococcus+mutans+glucosyltransferases+modulate+the+establishment+of+microcolonies+within+multispecies+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bacteriol%22%5BJournal%5D)">Exopolysaccharides produced by Streptococcus mutans glucosyltransferases modulate the establishment of microcolonies within multispecies biofilms.</a> J Bacteriol. 192, 3024-3032 (2010).</li>
<li>Jeon, J. G., Klein, M. I., Xiao, J., Gregoire, S., Rosalen, P. L., Koo, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influences+of+naturally+occurring+agents+in+combination+with+fluoride+on+gene+expression+and+structural+organization+of+Streptococcus+mutans+in+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Influences of naturally occurring agents in combination with fluoride on gene expression and structural organization of Streptococcus mutans in biofilms.</a> BMC Microbiol. 9, 228-228 (2009).</li>
<li>Klein, M. I., DeBaz, L., Agidi, S., Lee, H., Xie, G., Lin, A. H. M., Hamaker, B. R., Lemos, J. A., Koo, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+Streptococcus+mutans+transcriptome+in+response+to+starch+and+sucrose+during+biofilm+development%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Dynamics of Streptococcus mutans transcriptome in response to starch and sucrose during biofilm development.</a> PLoS ONE. , 0013478-0013478 (2010).</li>
<li>Lemos, J. A., Abranches, J., Koo, H., Marquis, R. E., Burne, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protocols+to+Study+the+Physiology+of+Oral+Biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Protocols to Study the Physiology of Oral Biofilms.</a> Methods Mol Biol. 666, 87-102 (2010).</li>
<li>Koo, H., Hayacibara, M. F., Schobel, B. D., Cury, J. A., Rosalen, P. L., Park, Y. K., Vacca-Smith, A. M., Bowen, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inhibition+of+Streptococcus+mutans+biofilm+accumulation+and+polysaccharide+production+by+apigenin+and+tt-farnesol%5BTitle%5D)+AND+%22J+Antimicrob+Chemother%22%5BJournal%5D)">Inhibition of Streptococcus mutans biofilm accumulation and polysaccharide production by apigenin and tt-farnesol.</a> J Antimicrob Chemother. 52, 782-789 (2003).</li>
<li>Koo, H., Seils, J., Abranches, J., Burne, R. A., Bowen, W. H., Quivey, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+apigenin+on+gtf+gene+expression+in+Streptococcus+mutans+UA159%5BTitle%5D)+AND+%22Antimicrob.+Agents+Chemother%22%5BJournal%5D)">Influence of apigenin on gtf gene expression in Streptococcus mutans UA159.</a> Antimicrob. Agents Chemother. 50, 542-546 (2006).</li>
<li>Klein, M. I., Duarte, S., Xiao, J., Mitra, S., Foster, T. H., Koo, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+and+molecular+basis+of+the+role+of+starch+and+sucrose+in+Streptococcus+mutans+biofilm+development%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Environ+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Structural and molecular basis of the role of starch and sucrose in Streptococcus mutans biofilm development.</a> Appl Environ Microbiol. 75, 837-841 (2009).</li>
<li>Cury, J. A., Koo, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extraction+and+purification+of+total+RNA+from+Streptococcus+mutans+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Biochem%22%5BJournal%5D)">Extraction and purification of total RNA from Streptococcus mutans biofilms.</a> Anal Biochem. 365, 208-214 (2007).</li>
<li>Xiao, J., Koo, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+organization+and+dynamics+of+exopolysaccharide+matrix+and+microcolonies+formation+by+Streptococcus+mutans+in+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Structural organization and dynamics of exopolysaccharide matrix and microcolonies formation by Streptococcus mutans in biofilms.</a> J Appl Microbiol. 108, 2103-2113 (2010).</li>
<li>Thurnheer, T., Gmür, R., Shapiro, S., Guggenheim, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mass+transport+of+macromolecules+within+an+in+vitro+model+of+supragingival+plaque%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Environ+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Mass transport of macromolecules within an in vitro model of supragingival plaque.</a> Appl Environ Microbiol. 69, 1702-1709 (2003).</li>
<li>Chalmers, N. I., Palmer, R. J. J. r, Du-Thumm, L., Sullivan, R., Shi, W., Kolenbrander, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+quantum+dot+luminescent+probes+to+achieve+single-cell+resolution+of+human+oral+bacteria+in+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Environ+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Use of quantum dot luminescent probes to achieve single-cell resolution of human oral bacteria in biofilms.</a> Appl Environ Microbiol. 73, 630-636 (2007).</li>
<li>Deng, D. M., Hoogenkamp, M. A., Ten Cate, J. M. >, Crielaard, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+metabolic+activity+indicator+in+Streptococcus+mutans+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22J+Microbiol+Methods%22%5BJournal%5D)">Novel metabolic activity indicator in Streptococcus mutans biofilms.</a> J Microbiol Methods. 77, 67-71 (2009).</li>
</ol>

Bu sunumda, iki kritik bileşenleri Analitik Aracı-Box (EPS / bakteri görüntüleme ve mikroarray veri madenciliği / işleme), sisteme entegre çeşitli testlerin çok yönlülük ve yararlılığını göstermiştir. Açıktır ki, alet kutusu, bir in vitro model kullanarak farklı deneysel koşullar yanıt biyofilm biyokimya, mimari ve gen ekspresyonu çeşitli yönlerini kapsamlı (karşılaştırmalı) ve eş zamanlı analiz kolaylaştırdı. 7 dinamik ve karmaşık değişiklikler göz önüne alındığında S. yapısal organizasyonu...

<table><tbody><tr><td>Syto 9</td><td>Invitrogen</td><td>S34854</td><td></td></tr><tr><td>Syto 60</td><td>Invitrogen</td><td>S11342</td><td></td></tr><tr><td>Alexa 647 konjugatlı Dekstran</td><td>Invitrogen</td><td>D22914</td><td></td></tr><tr><td>Olympus FV1000 iki fotonlu lazer tarama mikroskobu</td><td>Olympus Corporation</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

analitik oral biyofilmler kapsamlı biyokimyasal, yapısal ve transcriptome değerlendirme aracı-box mutans streptokok tarafından aracılığı ile

An Analytical Tool-box for Comprehensive Biochemical, Structural and Transcriptome Evaluation of Oral Biofilms Mediated by Mutans Streptococci

Biyofilmler, son derece dinamik, değişken yoğunluklu ve kompozisyon 1, 2, ekstraselüler matriks ağına düşmüştür mikrobiyal hücrelerin düzenli ve yapılandırılmış topluluklar . Genel olarak, biyofilm hücre kümeleri (veya mikrokoloniler) ve karmaşık bir matriks meydana gelen mikrokoloniler daha da geliştirilmesi ve istikrar oluşumu takip eden bir yüzey üzerine ilk mikrobiyal eklenti gelişir. Biyofilm matrisler liman exopolysaccharides (EPS), ve diş biyofilm çoğunluğu bir istisna vardır; özellikle çürük hastalığı, çoğunlukla mutans streptokok 3 aracılı ile ilgili olanlar. EPS öncelikle 3 substrat olarak sakaroz kullanılarak glucosyltransferases gibi ekstrasellüler enzimler, mikroorganizmalar tarafından sentezlenen (S. mutans, önemli katkıda). Diş yüzeylerinde oluşan biyofilm çalışmaları özellikle oral kavite meydana gelen karmaşık diyet-host-mikrobiyal etkileşimi ile ilgili çevre sorunlarına karşı sürekli maruz kalma nedeniyle karşı karşıya olduğu zorluklardır. Bu karmaşık etkileşimler yanıt yapısal organizasyon ve matriks kompozisyonu, fizyoloji ve transcriptome / biyofilm hücrelerinin proteom profili dinamik değişiklikleri daha iyi anlaşılması sözlü biyofilm patojenite modüle nasıl mevcut bilgi daha önceden. Bu nedenle, biz, ısmarlama yazılım ile veri analizi için yaygın olarak bulunan ve yeni teknikleri bir araya getirerek, yapısal, biyokimyasal ve moleküler düzeyde biyofilm analizi kolaylaştırmak için alet kutusu analitik bir geliştirdik. Standart analitik (kolorimetrik testleri, RT-qPCR ve mikroarray&#39;ler) ve yeni floresans teknikleri (bakteri ve EPS eşzamanlı etiketleme için) oral biyofilm araştırma karmaşık doğası adres veri analizi için özel bir yazılım ile entegre edildi. Alet kutusu, 4 farklı ama birbirine bağlı adımları (Şekil 1) oluşur: 1) biyoanalizlere, 2) Ham Veri Girişi, 3) Bilgi İşlem, ve 4) Veri Analizi. Biz alet kutusu kullanışlılığı ve esneklik göstermek için, in vitro biyofilm modeli ve özel deneysel koşullar kullandı . Biyofilm modeli, basit, tekrarlanabilir ve birden fazla tek bir deney çoğaltır, aynı anda 4 5 yapılabilir . Ayrıca, temporal değerlendirme, çeşitli mikrop türlerinin dahil 5 farklı deney koşullarının etkilerinin değerlendirilmesi (örneğin tedaviler 6; nakavt mutantlar karşılaştırılması vs ebeveyn zorlanma 5; karbonhidrat kullanılabilirlik 7) izin verir . Burada, alet kutusu mikroarray veri madenciliği / kuruluş (MDV) ve floresan görüntüleme analizi (DUOSTAT) için yeni yazılım (i) dahil olmak üzere iki belirli bileşenleri, tarif etmek, ve (ii) EPS-etiketleme yerinde. Ayrıca alet kutusu biyofilm analizi, veri organizasyonu, entegrasyon ve yorumlama ile nasıl yardımcı olabilir gösteren deneysel bir durum sağlar.

Diş yüzeylerinde oluşan Biyofilmler, son derece karmaşık ve kendi mimari modüle doğuştan sabit ve dışsal çevre sorunlarına, fizyoloji ve transcriptome maruz. Bileşimi, yapısal organizasyon ve oral biyofilmlerin biyofilm araştırmanın diğer alanlara adapte olabilen gen ekspresyonu, incelemek için bir araç kutusu geliştirdi.

Analitik Oral Biyofilmler Kapsamlı biyokimyasal, yapısal ve Transcriptome Değerlendirme Aracı-box mutans Streptokok tarafından aracılığı ile

Biyofilmler, değişken yoğunlukta ve ... bir ekstraselüler matrise hapsolmuş mikrobiyal hücrelerin oldukça dinamik, organize ve yapılandırılmış topluluklarıdır.

Diş yüzeylerinde oluşan biyofilmler oldukça karmaşık ve yapılandırılmıştır. Mikrobiyal topluluklar, sürekli çevresel zorluklara maruz kalan bir hücre dışı matrise hapsolmuş durumdadır. Buradaki genel amaç, oral biyofilmlerin karmaşık doğasını göz önünde bulundurarak, yeni bir floresan görüntüleme tekniğini veri işleme ve analiz için özel olarak hazırlanmış bir yazılımla birleştirerek, yapısal ve moleküler çalışmaları kolaylaştırmak için tasarlanmış bir analitik araç setinin iki spesifik bileşenini göstermektir.Bu işlem, öncelikle EPS ve bakterilerin eş zamanlı görselleştirmesi için yeni bir konfokal görüntüleme yaklaşımı da dahil olmak üzere, biyofilm, transkriptom ve yapı analizi için spesifik assay'lerin seçilmesiyle gerçekleştirilir. Prosedürün ikinci adımı, biyolojik testlerden ham verilerin toplanmasıdır. Üçüncü adım ise, kolokalizasyon analizi için yeni geliştirilen duo stat da dahil olmak üzere, ham verilerin spesifik yazılımlar kullanılarak işlenmesidir.Son adım, microarray veri madenciliği ve organizasyon yazılımı microarray, data visualizer veya MDV'nin kullanımı da dahil olmak üzere işlem verilerini analiz etmektir. Nihayetinde, benzersiz şekilde entegre edilmiş analitik

an-analytical-tool-box-for-comprehensive-biochemical-structural

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

İmmünoloji ve Enfeksiyon

Ortodontik aletler doğal oral biyofilm yapısal ve kompozisyon analizi için bir protokol...

Floresan In-Situ Hibridizasyon ve Konfokal Lazer Tarama Mikroskopi Palatal Genişleticilerden Oral Biyofilm Analizi

Kaynak: Schlafer, S ve Frost Kristensen, M. Konfokal Mikroskopi kullanarak Çapraz Krallık Biyofilmlerinde Hücre Dışı PH'ın İzlenmesi. J. Vis. Exp. (2020)Bu video, Streptococcus mutans ve Candida albicans'ın ağız benzeri koşullarda biyofilmler çapraz yetiştirilişini göstererek bakteriyel-mantar etkileşimlerini modellemekte; böylece mikrobiyal sinerji, glukan aracılı yapışma ve ağızdan patogenezde asidijenik virülans incelenmesini mümkün kılar.

Ağızdan Patogenezi İnceleme İçin Bakteriyel-Mantar Çapraz Biyofilmlerin Oluşturulması

Source: Alshehri, M. et. al., Organotypic Tissue Model Systems for Investigating Host-Pathogen Interactions In Vitro. J. Vis. Exp. (2025)This video demonstrates a co-culture model using multi-species oral biofilms and human oral epithelium. It highlights epithelial immune activation and enables the downstream analysis of host-pathogen interaction.

A Transwell Tissue Model for Studying Interactions Between Human Oral Biofilms and Epithelium

Biyofilmler içindeki üç hücresel ve hücre dışı bileşenin eşzamanlı niceliği ve karşılaştırılması için bir protokol sunulmuştur. Metodoloji, konfokal lazer tarama mikroskobu, biyofilm yapısal analiz ve görselleştirme yazılımı ve istatistiksel analiz yazılımının kullanımını içerir.

Hücresel ve Biyofilmler Ekstrasellüler Bileşenleri Eşzamanlı Kantitasyonu

Bu yöntemler kağıt amacı tipik insan Mikrobiyal dental plak tespit türler içeren çok tür biyofilm gelişmesi için mikroakışkan sisteminin kullanımını tarif etmektir. Yöntem biyofilm mimarisi, biyofilm canlılığı ve vurgulanır kültür-bağımlı veya kültür-bağımsız analizler için hasat biyofilm bir yaklaşım açıklamak için.

Yüksek verimli bir kullanımı<em&gt; İn Vitro</em&gt; Mikroakışkan Sistemi Ağız Çok türler biyofilm Geliştirmek İçin

Biyofilm enfeksiyonları kemoterapiye karşı yüksek tolerans gösterir. Tek bir tahlil biyofilmlerin karmaşıklığını yakalayamaz. Bunun yerine, tamamlayıcı tahlillere ihtiyaç vardır. Canlılık, biyokütle ve biyofilm matrisi tahlillerini birleştiren bir tarama platformu (S. aureus için geliştirilmiş) sunuyoruz. Uzun vadeli kemoterapötik etkilerin değerlendirilmesi de dahil olmak üzere anti-biyofilm ilaç keşfine izin verir.

Doğal Bileşik Kütüphaneleri Exploration uygundur Anti-biyofilm Tahliller Bir Platform

Çocukluk boyunca oral microbiome ilgi büyüyen değişikliklerdir. Farklı microbiome çalışmalar karşılaştırılması Standart örnekleme iletişim kurallarının eksikliği ortaya koymaktadır. Sınırlı alanlarda çocukların zorlu ses subgingival sulkus örnekleme yapar. Kağıt noktası örnekleme yönteminin seçimi için bu alanı olarak ayrıntılı olarak burada sunulur.

Sağlıklı çocuklarda Microbiome analiz için sözlü biyofilm örnekleme

Burada, sözlü biyofilm oluşumu için diş protez ayakları bakteri hücreleri canlılığı ve morfolojik özellikleri analizi de dahil olmak üzere, titanyum ve zirkon malzemeler üzerinde değerlendirmek için bir protokol mevcut. Güçlü mikroskobu teknikleri ile ilişkili bir in situ modeli sözlü biyofilm analizi için kullanılır.

Diş implantları için farklı malzemeler üzerinde sözlü biyofilm oluşumu

Doğal ürünler, yeni ilaçların ve terapötik ajanların gelişimi için umut verici başlangıç noktalarını temsil eder. Bununla birlikte, yüksek kimyasal çeşitlilik nedeniyle, bitkilerden yeni terapötik bileşikler bulmak zor ve zaman alıcı bir iştir. Bitki özlerinden ve fraksiyonlarından antimikrobiyal ve antibiyofilm moleküllerini tanımlamak için basitleştirilmiş bir yaklaşım tanımlıyoruz.

Diş Çürüklerini Önlemek İçin Bitkilerin Özlerinden ve Fraksiyonlarından Yeni Antimikrobiyal ve Antibiyofilm Moleküllerini Tanımlamak için Sistematik Yaklaşım

Bu protokol, kristal-mor biyokütle testleri, zaman geçişli faz kontrast kinetikleri, konfokal 3-D/matris haritalama, SEM ultrayapı ve in vivo hamster enfeksiyon modülünü birleştirerek Leptospira biyofilminin işlevsel rolünü geliştirmek, niceliklendirmek, karakterize etmek ve araştırmak için modüler, BSL-2 iş akışı sunar; böylece mutantların standart değerlendirilmesini ve laboratuvarlar arasında anti-biyofilm müdahalelerini mümkün kılar.

Leptospira Biyofilmlerinin Nicel, Yapısal ve Fonksiyonel Analizi İçin Modüler İş Akışı

Keşfedin ağız biyofilmlerinin yapısal ve transkriptomik analizi için yeni bir görüntüleme ve yazılım araç kutusu. Bu yöntem Streptococcus mutans biyofilmlerinin karmaşık organizasyonunu anlamaya yardımcı olur.

Analitik Oral Biyofilmler Kapsamlı biyokimyasal, yapısal ve Transcriptome Değerlendirme Aracı-box mutans Streptokok tarafından aracılığı ile (Video) | JoVE Journal

Analitik Oral Biyofilmler Kapsamlı biyokimyasal, yapısal ve Transcriptome Değerlendirme Aracı-box mutans Streptokok tarafından aracılığı ile

Daha fazla video keşfet