Method Article

قياس حركة احتشاد السطح البكتيري على ألواح التدرج المحفزة

DOI:

10.3791/63382

January 5th, 2022

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

هنا ، نصف استخدام لوحات التدرج المحفزة لتقييم حركة الاحتشاد البكتيري مع الحصول في نفس الوقت على استجابات تركيز متعددة.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

حركة الاحتشاد البكتيري هي نمط ظاهري ميكروبيولوجي شائع تستخدمه المجتمعات البكتيرية للهجرة فوق الأسطح شبه الصلبة. في التحقيقات المتعلقة بحركية السرب المستحثة ، قد لا يتمكن التركيز المحدد للمحفز من الإبلاغ عن الأحداث التي تحدث ضمن نطاق التركيز الأمثل للحصول على الاستجابات المطلوبة من الأنواع. تستخدم الصفائح شبه الصلبة التي تحتوي على تركيزات متعددة بشكل شائع للتحقيق في الاستجابة داخل نطاق تركيز المحرض. ومع ذلك ، فإن الألواح شبه الصلبة المنفصلة تزيد من الاختلافات في اللزوجة المتوسطة ومحتوى الرطوبة داخل كل لوحة بسبب وقت التصلب غير المنتظم.

تصف هذه الورقة طريقة من خطوة واحدة لاختبار حركة الاحتشاد السطحي في وقت واحد على لوحة تدرج واحدة ، حيث تسمح آبار الاختبار المرتبة بشكل متساوي القياس بالاكتساب المتزامن للاستجابات متعددة التركيزات. في هذا العمل ، تم تقييم الاحتشاد السطحي للإشريكية القولونية K12 و Pseudomonas aeruginosa PAO1 استجابة لتدرج تركيز المحفزات مثل ريسفيراترول وأرابينوز. بشكل دوري ، تم تصوير مورفولوجيات السرب باستخدام نظام تصوير لالتقاط عملية احتشاد السطح بأكملها.

تم الحصول على القياس الكمي لمورفولوجيا السرب باستخدام برنامج ImageJ ، مما يوفر معلومات قابلة للتحليل لمنطقة السرب. تقدم هذه الورقة طريقة بسيطة لصفيحة سرب التدرج توفر معلومات نوعية وكمية حول تأثيرات المحفزات على الحشود السطحية ، والتي يمكن توسيعها لدراسة آثار المحفزات الأخرى على مجموعة أوسع من الأنواع البكتيرية المتحركة.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تشير حركية الاحتشاد البكتيري إلى الهجرة الجماعية للخلايا البكتيرية عبر سطح المادة. بالإضافة إلى ألواح الأجار شبه الصلبة المعدة خصيصا في المختبر1، لوحظ هذا النمط الظاهري أيضا على بعض الركائز الرخوة مثل الأنسجة الحيوانية2 والأسطح المائية3 وجذور النباتات4. في حين يعتبر السطح شبه الصلب أحد الشروط الأساسية لاحتشاد البكتيريا، فإن بعض الأنواع تتطلب أيضا وسيطا غنيا بالطاقة لدعم حركتها الكثيفة5. يعمل دوران السوط على كل من السباحة والسباحة الحركية - تصف السباحة الحركة أحادية الخلية داخل بيئة سائلة ، في حين أن السرب هو الحركة المتزامنة لمجموعة ميكروبية عبر الأسطح شبه الصلبة.

لزوجة الركيزة تؤثر على الحركة البكتيرية. وقد أظهرت الدراسات التي أجريت على الميكروبات المسببة للأمراض، مثل هيليكوباكتر بيلوري، أن حركية العامل الممرض تتغير اعتمادا على لزوجة طبقة الميوسين، التي تتأثر بالتحمض البيئي في المضيف البشري6. لتكرار هذه البيئات ، فإن الدراسات السابقة التي استخدمت تركيز أجار أعلى من 0.3٪ (ث / v) تقيد حركة السباحة البكتيرية لإحداث تحول تدريجي في الاحتشاد السطحي. إن استخدام تركيز الأجار فوق 1٪ (ث / ف) يمنع حركة الاحتشاد للعديد من الأنواع 7. أنماط المستعمرة التي تشكلت على السطح متنوعة ، بما في ذلك mat8 عديمة الميزات ، عين الثور 9 ، التشعبات 10 ، والدوامة11.

وعلى الرغم من أن أهمية هذه الأنماط لا تزال غير واضحة، يبدو أن هذه الأنماط تعتمد على الإشارات البيئية والكيميائية12. تغطي الإشارات البيئية جوانب مختلفة ، بما في ذلك درجة الحرارة والملوحة والضوء ودرجة الحموضة ، في حين تشمل الإشارات الكيميائية وجود جزيئات استشعار النصاب الميكروبي ، والمنتجات الثانوية الكيميائية الحيوية ، والمواد المغذية. يمكن أن تؤثر جزيئات إشارات استشعار النصاب الذاتي مثل AHL (N-hexanoyl-L homoserine lactone) على الحشود السطحية من خلال تنظيم إنتاج الفاعل بالسطح13,14. ريسفيراترول ، وهو مركب فيتواليكسين ، يمكن أن يحد من حركة الاحتشاد البكتيري 15.

في هذا العمل ، نقوم بالتحقيق في تأثير تركيزات التدرج من ريسفيراترول على سلالة الإشريكية القولونية K12 من النوع البري ونحقق في حركية السرب المستحثة بأرابينوز لأنواع E. coli K12-YdeH و Pseudomonas aeruginosa PAO1-YdeH. يتم تحفيز إنتاج إنزيم YdeH بواسطة arabinose عبر مروج araBAD ، مما يؤدي إلى اضطراب c-di-GMP الخلوي ويؤثر على حركية الاحتشاد البكتيري 16,17. تتم دراسة سلوك الاحتشاد المستحث هذا باستخدام ألواح سرب التدرج أرابينوز مع سلالات E. coli K12-YdeH و P. aeruginosa PAO1-YdeH.

يتم تحضير ألواح السرب المتدرجة عن طريق تصلب وسط مزدوج الطبقة على التوالي (الشكل 1B). تتكون الطبقة السفلية من الوسط المضاف مع المحفز ، ويسكب على جانب واحد من طبق بتري مدعوم. عند تصلب الطبقة السفلية ، يتم إرجاع طبق بتري إلى سطح مستو ، حيث تتم إضافة الطبقة العليا التي تحتوي على الوسط بدون المحفز من الجانب الآخر من اللوحة. بعد أن يتم تصلب ألواح السرب بالكامل ، يتم إنتاج آبار الاحتفاظ المرتبة بشكل متساوي القياس عن طريق ثقوب مملة على ألواح السرب بعد تخطيط ثابت (الشكل 1C) أو عن طريق طباعة الآبار باستخدام نموذج مطبوع ثلاثي الأبعاد لغطاء اللوحة يحتوي على أوتاد أثناء عملية المعالجة المتوسطة (الشكل التكميلي S1). يستخدم نظام التصوير الهلامي لالتقاط مورفولوجيات السرب في نقاط زمنية مختلفة (الشكل 2). يوفر تحليل الاحتشاد السطحي باستخدام برنامج ImageJ (الشكل التكميلي S2) نتائج كمية لعملية الاحتشاد السطحي (الشكل 3).

وبالتالي ، نقترح طريقة بسيطة لاختبار حركة السرب السطحي داخل نطاق تركيز من المحرضات. يمكن استخدام هذه الطريقة لاختبار استجابات تركيز متعددة للمحفزات الأخرى عن طريق خلط المحفز في وسط الطبقة السفلية ويمكن تطبيقها على الأنواع المتحركة الأخرى (على سبيل المثال ، Bacillus subtilis ، Salmonella enterica ، Proteus mirabilis ، Yersinia enterocolitica). يمكن أن يوفر هذا النهج نتائج نوعية وكمية موثوقة لفحص محفز كيميائي واحد ، ويمكن استخدام لوحات منفصلة لتقييم المزيد من المحفزات الكيميائية.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. إعداد لوحات سرب التدرج

  1. إعداد وسط سرب
    ملاحظة: انظر قسم المناقشة للحصول على مقارنة موجزة بين مختلف اللزوجة المتوسطة؛ تم استخدام 0.7٪ (ث / v) تركيز أجار من وسط السرب في هذا البروتوكول.
    1. تحضير مسحوق مرق Lysogeny (LB) مع أجار في قارورتين مخروطيتين ؛ تحتوي كل قارورة على 2 غرام من التربتون ، و 2 غرام من كلوريد الصوديوم ، و 1 غرام من مستخلص الخميرة ، و 1.4 غرام من الأجار. أضف الماء المقطر المزدوج (ddH2O) وحرك التعليق باستخدام قضيب تحريك مغناطيسي. اضبط مستوى الصوت النهائي إلى 200 مل عن طريق إضافة ddH2O إضافي.
    2. قم بتعقيم المحلول عند 121 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة. استخدم غطاء منفذا للهواء أو فيلم مانع لتسرب الزجاجة مع فتحة تهوية.
      ملاحظة: سوف يذوب Agar عند تسخينه في الأوتوكلاف.
    3. عندما تنخفض درجة الحرارة إلى 65 درجة مئوية ، امزج المحلول لضمان التجانس ، وانقل الوسط إلى حاضنة 65 درجة مئوية أو حمام مائي للاستخدام على المدى القصير.
  2. إعداد وسط سرب الطبقة السفلية
    ملاحظة: وسط الطبقة السفلية هو مزيج من وسط السرب وحلول الأسهم المحرضات. ويبين الجدول 1 صياغة ألواح سرب التدرج المحفزة.
    1. قم بإعداد محلول مخزون ريسفيراترول 100 مللي متر عن طريق إذابة 114.12 ملغ من مسحوق ريسفيراترول المجفف بالتجميد في 5 مل من ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) ، وتخزين المحلول عند -20 درجة مئوية.
    2. تحضير محلول مخزون أرابينوز بنسبة 20٪ (ث / v) عن طريق إذابة 6 غرام من مسحوق أرابينوز في 30 مل من ddH2O ؛ انتظر لمدة 10-15 دقيقة للسماح للأرابينوز بالذوبان ؛ وتخزين الحل في درجة حرارة الغرفة.
    3. أخرج الوسط من الحاضنة 65 درجة مئوية وضعه في درجة حرارة الغرفة ؛ اترك وسط السرب ليبرد حتى تبرد قارورة Erlenmeyer بما يكفي للاحتفاظ بها (~ 50 درجة مئوية). لا تضع وسط السرب في درجة حرارة الغرفة لفترات طويلة ، لأن هذا سيؤدي إلى تصلب الأجار.
    4. أضف الحجم المطلوب من محلول مخزون المحفز إلى وسط السرب عند 50 درجة مئوية (الجدول 1). استخدم ماصة لتوزيع محلول المحفز بدلا من سكبه. تدور بلطف لخلط المحفز مع وسط السرب.
      ملاحظة: هذه الخطوة مخصصة للمحفزات التي لا يمكن تعقيمها. احرص على عدم إدخال فقاعات في الوسط.
  3. إعداد لوحات سرب متدرجة مزدوجة الطبقة
    ملاحظة: وسط الطبقة العليا هو وسط LB يحتوي على 0.7٪ (ث / v) أجار.
    1. ضع علامة على أطباق بتري مربعة مقاس 13 × 13 سم مع اسم المحفز والسلالات ، وادعم الأطباق على حافة الأغطية (الشكل 1B).
    2. أضف 40 مل من الطبقة السفلية الدافئة المتوسطة (50 درجة مئوية) باستخدام ماصة سعة 50 مل أو أنبوب طرد مركزي سعة 50 مل.
      ملاحظة: بدلا من ذلك ، بالنسبة لأطباق بتري مربعة 13 × 13 سم ، فإن الطبقة السفلية 40 مل والطبقة العليا المتوسطة مناسبة. لأطباق بتري مربعة 10 × 10 سم ، الطبقة السفلية 25 مل والطبقة العليا المتوسطة مناسبة.
    3. اسمح لوسط الطبقة السفلية بالمعالجة المكشوفة لمدة 1 ساعة داخل غطاء التدفق الرقائقي. لا تزعج أطباق بتري المربعة بينما يتصلب الوسط.
      ملاحظة: أثناء معالجة الطبقة السفلية ، يجب الحفاظ على وسط السرب الذي لا يحتوي على محفزات في حاضنة 65 درجة مئوية أو حمام مائي.
    4. بمجرد تصلب الطبقة السفلية بالكامل ، قم بإزالة الأغطية ووضع أطباق بتري المربعة داخل غطاء تدفق صفائحي.
    5. أضف 40 مل من وسط الطبقة العليا الدافئ (50 درجة مئوية) باستخدام ماصة سعة 50 مل أو أنبوب طرد مركزي سعة 50 مل.
      ملاحظة: لا يحتوي وسط الطبقة العليا على محفزات.
    6. علاج لوحات الطبقة المزدوجة على سطح الطاولة مغطاة وغير منزعجة لمدة 1 ساعة. قم بتخزين الألواح المعدة على درجة حرارة 4 درجات مئوية لمدة تصل إلى 24 ساعة.
      ملاحظة: أوقات المعالجة الأطول من شأنها أن تقلل من محتوى الرطوبة وتقيد حركة الاحتشاد.

2. نمو E. coli K12 و P. aeruginosa PAO1

  1. تحضير 500 مل من الوسط LB عن طريق إضافة 5 غرام من التربتون ، 5 غرام من كلوريد الصوديوم ، و 2.5 غرام من مستخلص الخميرة إلى ddH2O ، وزيادة المحلول إلى 500 مل. قم بتعقيم المحلول على دورة سائلة لمدة 20 دقيقة عند 121 درجة مئوية ، وقم بتخزينه عند 4 درجات مئوية.
  2. تحضير 100 مل من 1.5٪ (ث / v) LB-agar المتوسطة عن طريق إضافة 1 غرام من التربتون ، 1 غرام من كلوريد الصوديوم ، 0.5 غرام من مستخلص الخميرة ، و 1.5 غرام من أجار في ddH2O وتعبئة المحلول إلى 100 مل. قم بتعقيم المحلول على دورة سائلة لمدة 20 دقيقة عند 121 درجة مئوية. انقل الوسط إلى حمام مائي 50 درجة مئوية لمنع الأجار من التصلب.
  3. عندما تكون قارورة LB-agar المتوسطة مريحة للحمل ، أضف 20 مل من وسط LB-agar إلى طبق Petri (قطره 10 سم) باستخدام ماصة 25 مل. اترك اللوحة في درجة حرارة الغرفة طوال الليل ، وقم بتخزين لوحة LB-agar عند 4 درجات مئوية.
  4. خذ مزارع المخزون المخزنة عند -80 درجة مئوية ، وسلالات E. coli K12 ، و E. coli K12-YdeH ، و P. aeruginosa PAO1 ، و P. aeruginosa PAO1-YdeH على أطباق LB-agar Petri باستخدام حلقات التلقيح التي يمكن التخلص منها. احتضن أطباق بتري المقلوبة بين عشية وضحاها عند 37 درجة مئوية.
  5. اختر مستعمرات مفردة لسلالات مختلفة من أطباق بتري ، وقم بتلقيح كل مستعمرة في 5 مل من وسط LB ، واحتضن الثقافة عند 37 درجة مئوية في شاكر مداري مختبري يبلغ 220 دورة في الدقيقة.
  6. عندما تصل كثافة الثقافة إلى OD600nm ~ 1.0 ، قم بإزالة الثقافة من الخلاط وضعها في درجة حرارة الغرفة. اضبط كثافة الثقافة إلى OD600nm = 1.0، كما هو موضح في الخطوة 3.2.1.

3. التلقيح والحضانة من لوحات سرب التدرج

  1. إعداد آبار التلقيح
    ملاحظة: يمكن استخدام نماذج غلاف الطباعة ثلاثية الأبعاد القادرة على توليد آبار مفصولة بمسافة قياسية بدلا من الطريقة الموضحة أدناه (الشكل التكميلي S1).
    1. ضع علامة على مواضع البئر على ورق A4 الموضح في الشكل 1C. اضبط ثلاثة تركيزات اختبار في طبق بتري مربع واحد مع اثنين أو ثلاثة تكرارات.
    2. ضع الورق A4 المميز تحت لوحة تدرج صلبة. ادفع الجانب الأوسع من طرف ماصة 100 ميكرولتر إلى السطح المتوسط شبه الصلب في الموضع المحدد. اضغط على طرف الماصة حتى يصل إلى الجزء السفلي من وسط الطبقة العليا.
    3. عندما يلمس الطرف الجزء السفلي ، لا تطبق أي قوة رأسية على الطرف ؛ قم بتدوير الطرف بلطف لعزل محتوى البئر الأسطواني.
    4. حرك أطراف الماصة أفقيا على طول مسافة صغيرة جدا للسماح بتدفق الهواء إلى المكان الضيق الموضوعة جانبا. اضغط على الطرف بإصبع السبابة لمنع تدفق الغاز داخل الطرف أثناء الإمساك بالماصة باستخدام الإبهام والإصبع الأوسط.
    5. اسحب الطرف للخارج عموديا ، مع الحفاظ على محتوى البئر في الطرف أثناء سحبه للخارج.
      ملاحظة: إذا انزلق محتوى البئر ، فقم بالضغط أكثر قليلا بإصبع السبابة لإغلاق الطرف تماما.
    6. كرر الخطوات من 3.1.2 إلى 3.1.5 في كل موضع تم وضع علامة عليه. قم بتغطية لوحة السرب قبل التلقيح.
  2. تلقيح الصفائح المتدرجة والحضانة
    1. اضبط كثافة ثقافة النمو بين عشية وضحاها على OD600nm = 1.0.
    2. ماصة 80 ميكرولتر من ثقافة النمو بين عشية وضحاها في كل بئر. لا تسكب الثقافة البكتيرية خارج الآبار.
    3. لف الألواح بفيلم ختم. للمراقبة طويلة الأجل (3-5 أيام) ، لف الألواح بشريط مطاطي مختبري معقم.
      ملاحظة: الشريط المطاطي أقل عرضة للكسر.
    4. ضع دورقا مملوءا ب ddH2O في الحاضنة للحفاظ على الرطوبة داخل الحاضنة. احتضان لوحات سرب التدرج عند 37 درجة مئوية.
      ملاحظة: لا تحتضن ألواح السرب رأسا على عقب. هذا سوف يتسبب في تسرب الثقافة البكتيرية من الآبار.
    5. قم بتصوير لوحة السرب مباشرة بعد التلقيح ، وسجل ذلك كنقطة زمنية 0 ساعة.

4. تصوير الاحتشاد السطحي البكتيري

  1. أخرج ألواح السرب ، واحدة تلو الأخرى ، من الحاضنة كل 12 ساعة ، مع الاحتفاظ باللوحة أفقيا ، وضعها في نظام تصوير الجل (انظر جدول المواد).
    ملاحظة: لا تترك بصمات الأصابع على سطح اللوحات. عقد جانب لوحة السرب مع قفازات نظيفة.
  2. حدد وضع التصوير الهلامي ؛ تعريض لوحة السرب للضوء الأبيض ؛ وضبط البعد البؤري لإعطاء أوضح رؤية للأسراب.
    ملاحظة: استخدم نفس البعد البؤري لجميع اللوحات في دفعة معينة.
  3. عزز سطوع الأسراب للمراقبة الواضحة عن طريق ضبط وقت التعرض إلى 300 مللي ثانية. اضبط العتبة لتقليل التداخل من ضوء الخلفية.
    ملاحظة: يتم ضبط العتبة على واجهة التشغيل لنظام التصوير الهلامي. زيادة القيم على اليسار لتقليل التداخل من ضوء الخلفية ؛ تقليل القيم على اليمين لتعزيز سطوع الأسراب. في هذا البروتوكول ، عادة ما تكون المنطقة بين 6000 و 50000.
  4. احفظ ملف الصورة لمزيد من التحليل. سجل وقت التصوير ونوع المحفز واتجاه التدرج والسلالات في ملف .txt .

5. تحديد مساحة السرب باستخدام برنامج ImageJ

  1. استيراد ملف الصورة الذي تم الحصول عليه باستخدام نظام التصوير الهلامي.
  2. اضبط شريط المقياس باستخدام برنامج ImageJ وقم بتطبيقه على جميع الصور.
    1. قم بإنشاء مقطع خط يحدد طول اللوحة بالنقر فوق أداة الخط.
    2. انقر على تحليل | قم بتعيين مقياس لفتح نافذة تعيين مقياس.
    3. اكتب الطول الفعلي في المسافة المعروفة ووحدة الطول.
      ملاحظة: نظرا لاستخدام أطباق بتري مربعة مقاس 13 × 13 سم في هذا العمل، فإن الطول الفعلي هو "130"، ووحدة الطول هي "مم".
    4. حدد المربع عمومي .
    5. إدراج شريط مقياس بالنقر فوق تحليل | أدوات | شريط القياس، اكتب العرض بالملليمتر، الارتفاع بالبكسل، حجم الخط، وحدد اللون، الخلفية، والموقع من القائمة المنسدلة. بدلا من ذلك، اختر نص غامق وإخفاء نص وخط Serif وتراكب عن طريق تحديد خانات الاختيار.
      ملاحظة: يتم تحديد اختيار هذه المعلمات بواسطة المستخدمين وخصائص الصور. في هذا البروتوكول، تم تعيين العرض بالملليمتر إلى 25، والارتفاع بالبكسل إلى 20، وحجم الخط إلى 80، وتم وضع شريط المقياس في الزاوية السفلية اليسرى عن طريق تحديد الموقع | أسفل اليمين. يمكن اختيار معلمات أخرى من قبل المستخدم.
  3. انقر على معالجة | ظلال لتعزيز حدة الصورة، وخاصة الحدود (الشكل التكميلي S2A). انقر على معالجة | دفعة لمعالجة الصور.
    ملاحظة: الغرض من هذه الخطوة هو توفير ترسيم حدود أكثر دقة.
    1. معالجة صورة كمرجع من خلال النقر على معالجة | | الظلال الجنوب.
    2. انقر على معالجة | | الدفعات ماكرو لفتح نافذة العملية الدفعية . ابحث عن الأوامر التالية المعروضة في النافذة:
      تشغيل ("الجنوب") ؛
      تشغيل ("حفظ") ؛
      إغلاق ();
    3. اكتب عنوان مجلد الصور الأصلية وعنوان ملف الإخراج بالنقر فوق عملية في نافذة العملية الدفعية .
      ملاحظة: يوصى بتصدير الصور ذات الظلال إلى مجلد آخر والاحتفاظ بنسخة من الصور الأصلية.
  4. استخدم أداة العصا (التتبع) لتحديد الأسراب بشكل فردي وضبط التسامح (انقر نقرا مزدوجا فوق أداة العصا (التتبع) ) حتى يتناسب الخط الذي تم إنشاؤه مع حدود السرب بشكل صحيح (الشكل التكميلي S2B).
    ملاحظة: أولا، انقر فوق أداة العصا (التتبع) وحدد سربا على صورة واحدة. إذا لم يتم تصوير الحدود بشكل صحيح، فانقر نقرا مزدوجا فوق أداة العصا (التتبع) لفتح إطارات أداة العصا ، حيث يمكن ضبط التفاوت .
  5. انقر على تحليل | قياس لتصدير قيمة المنطقة.
  6. كرر الخطوات 5.1.1-5.1.5 حتى يتم قياس كافة الأسراب، احفظ النتائج في ملف .csv لمزيد من التحليل.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يوضح الشكل 1B سير العمل الذي يتكون من إعداد ألواح سرب متدرجة ، والتلقيح ، والحضانة. لإنشاء ألواح سباحة متدرجة ، يتم سكب وسط الطبقة السفلية في أطباق مدعومة عند ~ 4.3 درجة من المستوى الأفقي (الشكل التكميلي S3) ، متبوعا بصب وسط الطبقة العليا بعد تصلب الطبقة السفلية بالكامل. ويبين الجدول 1 تكوين الوسط ذي الطبقة المزدوجة. بعد ذلك ، يتم سحب المستنبتة البكتيرية المستزرعة بين عشية وضحاها إلى آبار الاختبار وتحضينها عند 37 درجة مئوية ، مع الحفاظ على مستويات مناسبة من ...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يمكن أن يكون التحقيق في حركة الاحتشاد البكتيري على ألواح التدرج شبه الصلبة مهمة صعبة18،19،20 ، لأنها تنطوي على عوامل متعددة مثل لزوجة الركيزة والرطوبة والمكونات المتوسطة. من بين هذه العوامل ، يلعب تركيز الأجار دورا حاسما في تحديد الارتداد الميكروبي إما إلى السباحة أو حركية الاحتشاد. مع زيادة تركيز الأجار من 0.3٪ (w / v) إلى 1٪ (w / v) ، سيتم تقييد حركة السباحة البكتيرية والتحول تدريجيا إلى الاحتشاد السطحي ، وسيحظر تركيز الأجار ف...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإفصاح عنه.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم دعم تطوير هذه التقنية من خلال الأموال المقدمة من خطة البحث والتطوير الرئيسية الوطنية لوزارة العلوم والتكنولوجيا (2018YF0902604) ، والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية التابعة لصندوق أبحاث الصين للعلماء الشباب الدوليين (22050410270) والصناديق الخارجية لمعاهد شنتشن للتكنولوجيا المتقدمة (DWKF20190001). نود أن نقدم خالص امتناننا للآنسة تشن شينيي لمساعدتها في التدقيق اللغوي للوثيقة وإدارة المختبر.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
أجارسيجما ألدريتشV900500500 جم
أمبيسلينسولاربيوA818025 جم ، & 85٪ (GC)
أنبوب الطرد المركزيCorning43079015 مل
قارورة مبردةCorning4304882 مل
ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) علاءالدينD103272AR ، > 99٪ (GC)
L (+) -أرابينوزعلاء الدينA10619598٪ (GC) ، 500 جرام
أطباق بتريBkmanB-SLPYM90-15أطباق بتري بلاستيكية ، دائرية ، 90 مم × 15 مم
ريسفيراترولعلاءالدين R10731599٪ (GC) ، 25 جرام
كلوريد الصوديومماكلينS805275AR ، 99.5٪ (GC) ، 500 جرام
أطباق بتري مربعةBkmanB-SLPYM130Fأطباق بتري بلاستيك ، مربع ، 13 مم × 13 مم
TryptoneThermo Scientific OxoidLP0042500 جم
مستخلص الخميرةThermo Scientific OxoidLP0021500 جم
< قوي > المعدات < / قوي >
حاضنة كيميائية حيويةBlue pardLRH-70
Tanon 5200 نظام التصوير المتعددTanon5200CE
المياه الحرارية حمامJinghongDK-S28

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Morales-Soto, N., et al. Preparation, imaging, and quantification of bacterial surface motility assays. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (98), e52338(2015).
  2. Kaiser, D. Bacterial swarming: a re-examination of cell-movement patterns. Current Biology. 17 (14), 561-570 (2007).
  3. Mattingly, A. E., Kamatkar, N. G., Morales-Soto, N., Borlee, B. R., Shrout, J. D. Multiple environmental factors influence the importance of the phosphodiesterase DipA upon Pseudomonas aeruginosa swarming. Applied and Environmental Microbiology. 84 (7), 02847(2018).
  4. Venieraki, A., Tsalgatidou, P. C., Georgakopoulos, D. G., Dimou, M., Katinakis, P. Swarming motility in plant-associated bacteria. Hellenic Plant Protection Journal. 9 (1), 16-27 (2016).
  5. Jones, H. E., Park, R. W. The influence of medium composition on the growth and swarming of Proteus. Journal of General Microbiology. 47 (3), 369-378 (1967).
  6. Su, C., et al. Influence of the viscosity of healthy and diseased human mucins on the motility of Helicobacter pylori. Scientific reports. 8 (1), 9710(2018).
  7. Kearns, D. B. A field guide to bacterial swarming motility. Nature Reviews. Microbiology. 8 (9), 634-644 (2010).
  8. Funfhaus, A., et al. Swarming motility and biofilm formation of Paenibacillus larvae, the etiological agent of American Foulbrood of honey bees (Apis mellifera). Scientific Reports. 8 (1), 8840(2018).
  9. Armbruster, C. E. Testing the ability of compounds to induce swarming. Methods in Molecular Biology. 2021, 27-34 (2019).
  10. Julkowska, D., Obuchowski, M., Holland, I. B., Seror, S. J. Comparative analysis of the development of swarming communities of Bacillus subtilis 168 and a natural wild type: critical effects of surfactin and the composition of the medium. Journal of Bacteriology. 187 (1), 65-76 (2005).
  11. Ingham, C. J., Ben Jacob, E. Swarming and complex pattern formation in Paenibacillus vortex studied by imaging and tracking cells. BMC Microbiology. 8, 36(2008).
  12. Shimada, H., et al. Dependence of local cell density on concentric ring colony formation by bacterial species Bacillus subtilis. Journal of the Physical Society of Japan. 73 (4), 1082-1089 (2004).
  13. Brahmachari, P. V., et al. Quorum sensing regulated swarming motility and migratory behavior in bacteria. Implication of quorum sensing system in biofilm formation and virulence. Brahmachari, P. V., et al. , Springer. Singapore. 49-66 (2018).
  14. Lindum, P. W., et al. N-Acyl-L-homoserine lactone autoinducers control production of an extracellular lipopeptide biosurfactant required for swarming motility of Serratia liquefaciens MG1. Journal of Bacteriology. 180 (23), 6384-6388 (1998).
  15. Wang, W. B., et al. Inhibition of swarming and virulence factor expression in Proteus mirabilis by resveratrol. Journal of Medical Microbiology. 55, Pt 10 1313-1321 (2006).
  16. Zahringer, F., Massa, C., Schirmer, T. Efficient enzymatic production of the bacterial second messenger c-di-GMP by the diguanylate cyclase YdeH from E. coli. Applied Biochemistry and Biotechnology. 163 (1), 71-79 (2011).
  17. Kuchma, S. L., et al. Cyclic di-GMP-mediated repression of swarming motility by Pseudomonas aeruginosa PA14 requires the MotAB stator. Journal of Bacteriology. 197 (3), 420-430 (2015).
  18. Heering, J., Alvarado, A., Ringgaard, S. Induction of cellular differentiation and single cell imaging of Vibrio parahaemolyticus swimmer and swarmer cells. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (123), e55842(2017).
  19. Bru, J. L., Siryaporn, A., Høyland-Kroghsbo, N. M. Time-lapse imaging of bacterial swarms and the collective stress response. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (159), e60915(2020).
  20. Hölscher, T., et al. Monitoring spatial segregation in surface colonizing microbial populations. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (116), e54752(2016).
  21. Yeung, A. T., et al. Swarming of Pseudomonas aeruginosa is controlled by a broad spectrum of transcriptional regulators, including MetR. Journal of Bacteriology. 191 (18), 5592-5602 (2009).
  22. Delprato, A. M., Samadani, A., Kudrolli, A., Tsimring, L. S. Swarming ring patterns in bacterial colonies exposed to ultraviolet radiation. Physical Review Letters. 87 (15), 158102(2001).
  23. Araujo Neto, L. A., Pereira, T. M., Silva, L. P. Evaluation of behavior, growth, and swarming formation of Escherichia coli and Staphylococcus aureus in culture medium modified with silver nanoparticles. Microbial Pathogenesis. 149, 104480(2020).
  24. Kearns, D. B., Losick, R. Swarming motility in undomesticated Bacillus subtilis. Molecular Microbiology. 49 (3), 581-590 (2003).
  25. Kearns, D. B., Chu, F., Rudner, R., Losick, R. Genes governing swarming in Bacillus subtilis and evidence for a phase variation mechanism controlling surface motility. Molecular Microbiology. 52 (2), 357-369 (2004).
  26. Wang, S., et al. Coordination of swarming motility, biosurfactant synthesis, and biofilm matrix exopolysaccharide production in Pseudomonas aeruginosa. Applied and Environmental Microbiology. 80 (21), 6724-6732 (2014).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Bacterial Swarming MotilitySurface SwarmingInducer Gradient PlatesSwarm Plate MethodSemisolid AgarChemotaxis AssayImageJ AnalysisEscherichia ColiPseudomonas AeruginosaSwarm Morphology

Related Articles