ويمكن تقدير معدل الدوران من الفيروسات في الأنظمة البحرية والمياه العذبة عن طريق الحد من تكرار وتقنية. البيانات تسمح للباحثين لاستنتاج معدلات وفيات فيروس الميكروبية التي تتوسط في النظم المائية.
مقالة منهجية
ويمكن تقدير معدل الدوران من الفيروسات في الأنظمة البحرية والمياه العذبة عن طريق الحد من تكرار وتقنية. البيانات تسمح للباحثين لاستنتاج معدلات وفيات فيروس الميكروبية التي تتوسط في النظم المائية.
الفيروسات انتشارا هي مكونات النظم البحرية والمياه العذبة ، والمعروف أن وكلاء كبيرة من وفيات الميكروبية. وضع تقديرات كمية لهذه العملية أمر بالغ الأهمية لأننا يمكن أن تتطور ثم نماذج أفضل لهيكل المجتمع الميكروبية وظيفة فضلا عن تعميق فهمنا لكيفية عمل الفيروسات لتغيير دورات البيوجيوكيميائية المائية. تقنية تخفيض الفيروس يسمح للباحثين لتقدير السعر الذي يتم الافراج جزيئات الفيروس من المجتمع الميكروبية المتوطنة. باختصار ، هو انخفاض وفرة من الفيروسات (خارج الخلية) في عينة مجانية بينما يتم الحفاظ على تركيز المجتمع الميكروبية في المحيط القريب. ومن ثم حضنت المجتمع الميكروبية في غياب الفيروسات مجانا والمعدل الذي فيروسات تتكرر في العينة (من خلال تحلل أعضاء المصابة بالفعل للمجتمع) يمكن قياسها كميا بواسطة المجهر epifluorescence أو ، في حالة من فيروسات محددة ، والكمية PCR. ويمكن عندئذ أن تستخدم هذه المعدلات لتقدير معدل وفيات نتيجة لتحلل الميكروبي خلية الفيروس بوساطة.
1. الفائق من مياه البحر لتوليد "خالية من الفيروسات" المياه (ويلهلم Poorvin 2001)
2. فيروس أسلوب الحد لإنتاج الفيروسي (فيلهلم وآخرون 2002)
3. تدفق الترشيح عرضية (TFF) طريقة لإنتاج الفيروسي (Weinbauer وآخرون 2002 ، Winget وآخرون ، 2005)
TFF يمثل نهجا بديلا لأسلوب الحد الفيروسية.
4. الفيروسية الميكروسكوب الإنتاج (وFuhrman نوبل عام 1998 ، ون جيا باو وآخرون 2004)
5. ممثل النتائج
البيانات الأولية التي جمعها الباحث يتطلب الحد الأدنى من المعالجة الحسابية لتوليد معدلات تكرار وفرة الفيروس. مجموعة البيانات الأولية الناتجة عن هذه الدراسة هي معدلات تكرار وفرة الفيروس في العينات الفرعية من حضانات. هذه النتائج شكل انحدارات مستقلة وفرة الوقت ضد الفيروسات لكل من العينات. لكل عينة حضانات الفردية بمثابة علاج واحد ، حتى قبل إنجاز ثلاث نسخ ، الباحث حضانات يمكن حساب معدلات وكذلك تقدير الاختلاف (على سبيل المثال ، الانحراف المعياري) (انظر الشكل 1).
التحذير واحدة من هذه العملية هو أن الحد من وفرة في الثوابت الفيروس يؤدي إلى انخفاض في الخلايا المضيفة في العينة التي تحمل عبء الفيروس. للتعويض عن هذه الخسارة ، والعد من وفرة من مصدر البكتيريا على السواء (فلتر مياه البحر أو مياه البحيرة) و= T عينة حضانة 0 ضرورية. ويمكن استخدام هذه المعلومات لحساب النسبة المئوية من الخلايا المفقودة : على افتراض أن عملية الحد من وفرة الفيروس ليس انتقائيا لصالح أو ضد أي من أفراد المجتمع الجرثومية ، ويمكن بعد ذلك أن هذا العامل يمكن استخدامها لتقدير معدل الإنتاج في الموقع من الفيروسات .

الشكل 1. وقد تم جمع عينات من إنتاج الفيروسات مثل الجزيئات على مدى 10 ساعة في الحضانة في ظروف الموقع باستخدام المجهر epifluorescence. العوالق النباتية خلال ازهر قبالة سواحل نيوزيلندا في شهر سبتمبر من عام 2008.

الشكل 2. رسم تخطيطي للعملية تدفق العمل لمعايرة الانتاج الفيروس. تبدأ العملية مع الفائق عينة من المياه لتوليد المياه خالية من الفيروسات. اكتمال هذا باستخدام نظام الترشيح الفائق. في عينات المياه موازية يتم جمعها من نفس الموقع والفيروسات حرة مرت من خلال مرشح في حين يتم الاحتفاظ المجتمع الميكروبية (التي تحتوي على خليط من الخلايا المصابة وغير المصابة). هو معلق ثم هذا المجتمع في الماء فيروس مجانا وحضنت تحت ظروف الموقع. ثم يتم رصد معدل تكرار الفيروسات للساعات ال 10 المقبلة لتحديد معدلات إنتاج الفيروس.
وثمة عنصر حاسم في فهم كيفية تأثير الفيروسات المجتمعات الميكروبية البحرية لتحديد المعدل الذي يتم إنتاج جسيمات الفيروس. بالنظر إلى أن الكميات المتوفرة هي (أكثر أو أقل) ثابتة في معظم أنظمة (ويلهلم Suttle 1999 ، Weinbauer 2004) ، وتتم إزالة تلك الفيروسات أو جعلها غير المعدية بسرعة في النظم المائية (ويلهلم وآخرون 1998) ، ثم يجب أن تكون معدلات الإنتاج النسبية السريع ليحل محل جزيئات المفقودة.
تقدير معدل وفيات الفيروسات تتسبب في المجتمع الميكروبية يتطلب معرفة كيفية العديد من الفيروسات يتم إنتاجها في كل مرة فيروس lyses خلية ("حجم الانفجار"). يمكن أن تنفجر أحجام الفيروس في عينات طبيعية تختلف إلى حد كبير. ويمكن تحديد أحجام انفجر مباشرة انتقال المجهر الإلكتروني (على سبيل المثال ، وWeinbauer Peduzzi 1994) ، ولكن هذا غالبا ما يتجاوز قدرات مختبر معين ، أو ليست دائما عملية. في الحالات التي لا يمكن تحديدها تجريبيا ، يمكن استخدام قيم الأدب من 24 فيروسات في حال lytic للأنظمة البحرية و 34 لنظم المياه العذبة (بارادا وآخرون 2006). إذا تم تقسيم معدل إنتاج الفيروس عن طريق هذا الرقم ، والنتيجة هي وفرة من الخلايا لكل وحدة التخزين التي دمرتها الفيروسات على أساس يومي. ثم يمكن لهذه الميكروبات lysed تكون القيمة مقسوما على وفرة المخزون يقف الجرثومي مما أسفر عن وفيات الفيروس الناجم عن النظام في السؤال : تتراوح التقديرات الحالية في المئة من عدد قليل من السكان تقريبا كامل وغالبا ما تعتمد على عوامل أخرى في النظام في السؤال (ويلهلم وماتيسون 2008). لتحديد النسبة المئوية من مجموع الوفيات في كثير من الأحيان يتم ضرب هذا الرقم من قبل اثنين من (العمل من افتراض أن 50 ٪ من الخلايا تستمر في التكاثر ويتم فقدان 50 ٪ من الخلايا ، Weinbauer 2004).
نظرا إلى أن المواد الغذائية وتتبع عنصر التوافر البيولوجي (على سبيل المثال ، N ، P ، الحديد) يمكن أن يحد من معدل الإنتاجية الأولية ، وكما تدفق الكربون من هذا القبيل ، من خلال النظم المائية ، وفهم دور وفيات فيروس يحركها الميكروبية في هذه العملية أصبحت تهم geochemists البحرية. وتوجد حاليا عدة تقديرات تشير إلى أن الفيروسات الافراج عن تركيزات كبيرة من العناصر الغذائية مرة أخرى إلى عمود الماء على أساس يومي (رو وآخرون 2008 ، هيغنز وآخرون 2009) والتي يتم استيعابها بسرعة هذه العناصر من قبل المجتمع الجرثومية (Poorvin وآخرون بن ، 2004 ، Mioni وآخرون 2005). ويمكن تحديد نسبة تدفق المواد الغذائية على البيئة عن طريق ضرب عدد الخلايا التي دمرها كمية من الخلايا في المغذيات (الرمز "الحصص"). ويمكن تقديم هذه المعلومات عنصرا حاسما في فهمنا للكيفية التي تعمل في شبكات الغذاء الجرثومية عبر النظم المائية.
التطورات الجارية : الجهود الحالية لسلسلة من المجموعات البحثية تشمل التكيف مع الاستراتيجية المذكورة أعلاه لتعداد فيروسات محددة داخل المجتمع ، وعلى هذا النحو ، لتحديد كيفية تأثر الكائنات محددة من نشاط الفيروس. للقيام بذلك استخدم الباحثون سلسلة البلمرة الكمية التفاعل (qPCR) لتقدير وفرة من الجماعات فيروسات محددة أو الأسر في موازية لتقديرات المجتمع فيروس الكلي. ثم يتم تطبيق نتائج مباشرة لتقديم تقديرات لمعدل وفيات الفيروس ، ودوران المغذيات ، الخ العوالق للجماعات معينة. وهذا النهج قوية جديدة تسمح للباحثين في السنوات المقبلة لحفر أعمق بكثير في العمليات المرتبطة الفيروسات والايكولوجيا ، للمرة الأولى ، لقياس التفاعلات بين المجتمعات المضيفة للفيروسات محددة وراء القيود التي تفرضها النظم المختبرية.
وأيد نشر هذا المقال عن طريق منحة من مكتب البحوث في جامعة ولاية تينيسي. المؤلفان بالشكر إلى الجيل السابق من الطلاب والباحثين التي عملت على صقل هذه الإجراءات. وأيد البحوث من المنح المقدمة من مؤسسة العلوم الوطنية (NSF - 0851113 ، 0825405 ، وجبهة الخلاص الوطني ، جبهة الخلاص الوطني 0550485).
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 2.5% p-phenylenediamine | Acros Organics | 130575000 | محلول مخزن لمنع التلاشي (Antifade) |
| نظام Amicon Proflux M12 | EMD Millipore | N/A | يمكن استخدام أي جهاز ترشيح فائق في هذه الخطوة |
| صبغة SYBR Green I للأحماض النووية في الهلام | Invitrogen | S-7563 | |
| مرشح Helicon S10 30kDa | EMD Millipore | CDUF010LT | |
| مرشحات Pelicon XL بقطر 0.22 μm | Fisher Scientific | PXGVP dispositions50 | |
| مرشحات غشاء GE 0.2 μm PCTE (47mm) | Fisher Scientific | 09-732-35 | |
| نظام Millipore للترشيح بالجريان المماسي على نطاق مختبري | EMD Millipore | XX42LSS11 | يمكن استخدام أنظمة TFF أخرى في هذه الخطوة |
| مرشحات Micronstep سليلوزية، بيضاء سادة بقطر 0.45 μm (25mm) | Fisher Scientific | E04WP02500 | |
| مرشحات GE Whatman Anodisc بقطر 0.02 μm (25mm) | Fisher Scientific | 68-09-6002 | |
| مجهر Leica DMRXA | يمكن استخدام أي مجهر فلوري فوقي (epifluorescence) مزود بمجموعة مرشحات زرقاء | ||
| قوارير بولي كربونات سعة 20L | Fisher Scientific | ||
| جليسرول | Fisher Scientific | BP229-4 | |
| PBS (0.05 M Na2HPO4, 0.85% NaCl, pH 7.5) | Fisher Scientific | BP329-500, S640-500 | |
| جلوتارالدهيد 50% | Fisher Scientific | G151-1 | |
| أنابيب حفظ بالتبريد Corning سعة 2 mL - بولي بروبيلين ذات لولب خارجي | Fisher Scientific | 09-761-71 | يمكن استخدام أي أنابيب حفظ بالتبريد |
| أنابيب حفظ بالتبريد Corning سعة 5 mL - بولي بروبيلين ذات لولب خارجي | Fisher Scientific | 09-761-74 | يمكن استخدام أي أنابيب حفظ بالتبريد |
| 85% H3PO4 | Fisher Scientific | A242-212 | تخزين الغشاء الحلزوني |
| حبيبات NaOH | Fisher Scientific | S318-3 | تنظيف M12 |
| مخابير مدرجة | |||
| مرشح غشائي Isopore بقطر مسام 0.8-μm (142mm) | EMD Millipore | ATTP14250 | |
| حامل مرشح ضغط من الفولاذ المقاوم للصدأ Millipore (142mm) | Fisher Scientific | YY30 090 00 |
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن