$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
ويتطلب التقدم خلال دورة الخلية البكتيرية تنسيق العديد من العمليات بما في ذلك تخليق جدار الخلية والغشاء الحيوي وتكرار الحمض النووي والعزل، وانقسام الخلايا. لنفهم تماما تعقيد بيولوجيا الخلايا البكتيرية، من الضروري دراسة هذه الأحداث الأساسية؛ ومع ذلك، هذا مهمة غير عادية منذ صلاحية خلية للخطر عندما يتم موتاجينيزيد المكونات الرئيسية لهذه المسارات. ابيفلوريسسينسي المجهري مقترنة بالأصباغ محددة الهدف نهج قوية للتحقيق في هذه العمليات الأساسية في wildtype والسلالات البكتيرية المسخ.
الأصباغ بيبتيدوجليكان محددة تشمل المضادات الحيوية الفلورسنت (فانكوميسين-فلوريدا، فلوريدا بوسيلين) والأحماض الأمينية فلوري د (على سبيل المثال، 7-هيدروكسيكومارين-3-كاربوكسيليك حمض-3-أمينو-د-ألانين، الهدا؛ 4-chloro-7-nitrobenzofurazan-3-amino-د-ألانين ، ندى؛ تيتراميثيلرهوداميني-3-أمينو-د-ألانين؛ الأنشطة الإرهابية والتخريبية). في بكتيريا إيجابية، تم استخدام التركيزات المقاسة من الفلورسنت النظير المضادات الحيوية للتحقيق في مواقع من peptidoglycan الحيوي استراتيجية فعالة للكشف عن أنماط peptidoglycan الإدراج1،2، 3،4. بينما وسم فانكومايسين الفلورية قد استخدمت لاكتساب نظرة ثاقبة peptidoglycan أنماط الإدراج في بكتيريا سلبية الغرام الثابتة5، الغشاء الخارجي يوفر عموما نفاذية حاجز الذي يمنع استخدام فلوري المضادات الحيوية مجس تخليق peptidoglycan الحيوي في الخلايا الحية. وفي المقابل، نبضات قصيرة من الأحماض الأمينية فلوري د أو الأحماض الأمينية د مع المجموعات الوظيفية بيورثوجونال تساهمي تسمية مناطق الإدراج peptidoglycan الأخيرة في مجموعة واسعة من الخلايا البكتيرية الحية6،7. وتشمل أنماط الإدراج peptidoglycan التي لوحظت مع الأحماض الأمينية د الاصطناعية الشروريه والحاجز (الإشريكيّة القولونية و نجحت Bacillus)، القطبية والحاجز (tumefaciens المتبعة و الليستريه المستوحدة)، الحاجز فقط (المكوّرات العنقودية الذهبية)، وقمي (فنزويلا متسلسلة)6،7. هذه الملاحظات تشير إلى أن البكتيريا معرض أنماط متنوعة من نشوء حيوي جدار الخلية وأن استخدام الأحماض الأمينية د الاصطناعية كمجسات لدراسة الزخرفة النمو قيمة استراتيجية في العديد من البكتيريا.
وتشمل الأصباغ التي تسمية الكروموسومات البكتيرية الموثق الاخدود ثانوية محددة الحمض الخلوي الصبغي (DNA) (4,6-دياميدينو-2-فينيليندولي؛ DAPI) والأصباغ سينين تقارب عالية (الأخضر والبرتقالي؛ انظر قائمة المواد). DAPI تلطيخ الخلايا الثابتة ويساعد في تعداد البكتيريا من عينات بيئية8، بينما DAPI تلطيخ الخلايا الحية تستخدم للإشارة إلى بقاء البكتيرية9. وفي المقابل، سينين الأصباغ مثل البرتقالي والأخضر كثيرا ما يوصف بغشاء الخلية "ميتة" إيمبيرمينت البقع تعداد الخلايا غير قابل للحياة9. بشكل ملحوظ، عندما يتم استخدام هذه الكواشف للتحقيق مورفولوجية نوكليويد البكتيرية أثناء نمو الخلايا، DAPI والبرتقالي، والأخضر كانت كلها تبين أن غشاء بيرمينت وقادرة على تسمية الخلايا الحية10. تعيش خلايا كولاي , DAPI تلطيخ الحمض النووي يظهر منتشر بسبب السيارات-الأسفار من السيتوبلازم والتعرض المتكرر من الخلايا DAPI الملون للأشعة فوق البنفسجية (الأشعة فوق البنفسجية) إزعاجا هيكل نوكليويد10. كولاي المصبوغة أو باء-نجحت مع أورانج يكشف أن هذه الصبغة غشاء بيرمينت ويوفر fluorescence طويلة الأمد عند ربط الحمض النووي في الخلايا الحية دون التأثير على نمو الخلايا أو تكرار الحمض النووي الصبغي العزل10 . هذه الملاحظات تشير إلى أنه يمكن استخدام الأصباغ سينين الحمض النووي لرصد مورفولوجية نوكليويدس أثناء نمو الخلية في العديد من البكتيريا.
فوسفوليبيدسبيسيفيك ستريل الأصباغ مثل N-(3-triethylammoniumpropyl)-4-(6-(4-(diethylamino) فينيل) هيكساترينيل) dibromide بيريدينيوم (4-64؛ انظر قائمة المواد) هي مركبات الأيوني والمنتسبين تفضيلي مع اتهم سلبا فوسفوليبيدات مثل كارديوليبين وفوسفاتيديلجليسيرول11. ولوحظت أنماط متميزة عندما يتم استخدام 4-64 لتسمية غشاء البكتيريا المختلفة. في الإشريكيّة القولونية، 4-64 المخصب في القطبين، في عصابات على طول الجدار الجانبي، وفي مواقع شعبة في وقت متأخر بريديفيسيونال الخلايا12. نجحت عصية، وسم 4-64 يمكن التصور من الدهن اللوالب13. في tumefaciens المتبعة، 4-64 تسميات الغشاء الخارجي، ومن الملاحظ في نمط مميز "حدوة" الذي القطب النمو خالية من العلامات14،15. هذه الملاحظات تشير إلى أن هذه البكتيريا يحمل توزيعات دهن غير متجانسة بسبب الوجود الدهون المجالات التي تسهم في عدم التناظر الخلوية. التغيرات في أنماط 4-64 وضع العلامات مثل وجود وسم منتشر، بليبس أو حويصلات أو إينفاجينيشنز أو انكماش الغشاء يمكن أن تكون مفيدة في وصف طفرات التي تؤثر على توزيع أو تخليق الحيوي من الدهون.
وراء تلطيخ الخلايا، من الضروري تحديد وظيفة البروتينات المشاركة في العمليات الأساسية. توصيف البروتينات الأساسية صعبة من الناحية الفنية لأنه ليس من الممكن حذف الجينات الأساسية ودراسة آثار المظهرية. وهكذا ظهرت النهج البديلة المستنفدة للبروتين. على سبيل المثال، يمكن وضع جينات أساسية الخاضعة لسيطرة مروج إيندوسيبلي بدلاً من المروج الأصلي لها. إيندوسيبلي المروجين استجابة لجزيئات صغيرة مثل؛ الزنك16، الأيزوبروبيل β-د-1-ثيوجالاكتوبيرانوسيدي (إيبتج)17،18،19،،من2021، أرابينوز22،23من فانيلاتي17،، و xylose23، وبالتالي يتوقف نسخ الجينات المستهدفة ونفاد بروتين الفائدة عند إزالة محفز. وتشمل النهج البديلة المستنفدة للبروتينات الأساسية التي تهم ريبوسويتشيس الاصطناعية24 التي تستخدم تفاعلات الجزيئات الصغيرة-الجيش الملكي النيبالي لعرقلة نسخ جينات المستهدفة، كريسبر تدخل25،26 لمنع النسخ من الجينات المستهدفة، والبروتين إيندوسيبلي تدهور27،28 التي تستخدم علامات الببتيد للبروتينات المستهدفة للتدهور بحوزتي كلبكسب. توفير سلالات استنفاد سوى وقت قصير لتوصيف قبل الخلايا تفقد السلامة، ولذلك، التصوير المجهري للخلايا على مر الزمن من خلال استنزاف البروتين نهج قوية لتوصيف. في الواقع، والفحص المجهري للخلايا البكتيرية الحية مكن الباحثين اكتساب نظرة ثاقبة العمليات البيولوجية الأساسية، بما في ذلك الآليات للمحافظة على شكل الخلية وإفراز تجزئة29.
A. tumefaciens هو مسببات الأمراض النباتية البكتيرية30 و31،الهندسة الوراثية الطبيعية32. وهكذا، الآليات ذات الصلة بالقدرة الإمراضية، بما في ذلك المضيف الممرض التفاعلات33،،من3435وإفراز36المضيف تحويل30،31، 37 قد تم التحقيق على نطاق واسع. لتصميم استراتيجيات لمنع المرض A. tumefaciens بوساطة أو تعزيز التحول النبات، العمليات الأساسية لبقاء A. tumefaciens بحاجة إلى فهم أفضل. استخدام الأصباغ محددة الهدف وتطوير استراتيجية استنزاف البروتين A. tumefaciens18 الأخيرة توفر وسيلة للتحقيق في العمليات الأساسية.
هنا، يتم توفير بروتوكولات مفصلة للتحليل المجهري سلالات نضوب wildtype والمسخ والبروتين من توميفاسينس أ . البروتوكولين الأول والثاني وصف كيفية إعداد الخلايا وتسميتها بالأصباغ محددة الهدف. ويوفر البروتوكول الثالث توجيهات خطوة بخطوة لإعداد منصات [اغروس] (الشكل 1)، وتصوير الخلايا البكتيرية (الشكل 2، الشكل 3، الشكل 4). قد تكون هذه البروتوكولات أيضا مناسبة للبكتيريا الأخرى مع إجراء تعديلات إضافية لمراعاة ظروف وسائل الإعلام المختلفة ومعدلات النمو ومتطلبات الأكسجين والهياكل الخلية.