جمع وعزل والإثراء التي تحدث بصورة طبيعية بكتيريا Magnetotactic من البيئة

الهدف العام من هذا الإجراء هو عزل البكتيريا التكتيكية المغناطيسية من بيئة المياه العذبة. يتم تحقيق ذلك عن طريق جمع عينات رواسب المياه أولا من حافة نهر أو بحيرة. الخطوة الثانية هي عزل البكتيريا التكتيكية المغناطيسية الموجودة في العينة البيئية باستخدام قضيب المغناطيس.

بعد ذلك ، يتم إثراء بكتيريا التكتيك المغناطيسي باستخدام مضمار سباق شعري زجاجي ومغناطيس. أخيرا ، تتميز بكتيريا التكتيك المغناطيسي باستخدام الفحص المجهري البصري. في النهاية ، يتم استخدام المجهر الإلكتروني للإرسال لإظهار حجم وشكل البكتيريا ومناطق المغناطيس المحتوية على المغنتيت.

تساعدنا هذه الطريقة على فهم الأسئلة الرئيسية ، علم الأحياء الدقيقة البيئي ، مثل كيفية تطور المغناطيس على الأرض ، وكيف قامت بكتيريا التكتيك المغناطيسي بتصنيع مغناطيسات بحجم النانومتر. سيظهر الإجراء اليوم زاكاري سترايكر. زاكاري مرشح لنيل درجة الدكتوراه في مختبري.

إنه يعمل مع أخي وأنا هنا في جامعة ولاية أوهايو. عند اتخاذ قرار بشأن موقع المياه العذبة لجمع البكتيريا التكتيكية المغناطيسية أو MTB ، غالبا ما يكون من الأفضل البدء ببركة أو تيار بطيء الحركة يحتوي على طبقة رواسب موحلة ناعمة. في هذا العرض التوضيحي ، جمعنا عينة على حافة نهر أولاند تانجي في حرم جامعة ولاية أوهايو في كولومبوس ، أوهايو.

ابحث عن موقع يتراوح فيه عمق الماء بين 10 و 100 سم ، وباستخدام حاوية علوية لولبية شفافة ، املأ الحاوية بالطبقة العليا من الرواسب والمساحة المتبقية بالماء ، وقم بتغطية الحاوية تحت الماء مرة أخرى في المختبر ، وفك الغطاء واتركه يغطي الحاوية لتقليل التبخر وتخزينه في الظلام لعدة ساعات إلى عدة أيام للسماح بالرواسب والعثور على جزيئات لتستقر. لعمل حلبات سباق لإثراء MTB. ابدأ باستخدام قلم أو ملف ماسي لقطع الجزء العلوي من ماصة زجاجية مقاس 5.75 بوصة ، مما يتيح مساحة كافية لواحد إلى ملليلترين من الماء.

بعد ذلك ، استخدم الموقد لإغلاق الأوتوكلاف الطرف. العديد من مسارات الرفع جنبا إلى جنب مع القطن والإبر المعدنية الطويلة. عندما تكون جاهزا لعزل MTB ، ضع مغناطيسا على جانبي الحاوية البلاستيكية ، على بعد سنتيمتر واحد تقريبا فوق واجهة مياه الرواسب مع القطبين الجنوبي والشمالي على جانبي الحاوية.

احرص على عدم إزعاج الرواسب. انتظر من 30 دقيقة إلى عدة ساعات حتى تسبح البكتيريا إلى المغناطيس. بعد ذلك ، استخدم حقنة لإزالة السوائل من حاوية العينة بالقرب من واجهة مياه الرواسب.

قم بتوصيل مرشح بالمحقنة وإبرة معدنية بالفلتر ، ثم تأكد من عدم وجود فقاعات في الشعيرات الدموية. استخدم الإبرة لإضافة عينة المياه المفلترة إلى مضمار سباق الأوتوكلاف باستخدام قطن معقم وإبرة معدنية. قم بتوصيل مضمار السباق عن طريق دفع القطن داخل الشعيرات الدموية إلى 0.5 إلى سنتيمتر واحد بعيدا عن الطرف المغلق.

باستخدام ماصة معقمة، قم بإزالة البكتيريا التكتيكية المغناطيسية من الحاوية حيث تتجمع بالقرب من القطب الجنوبي للمغناطيس، وأضف MTB الذي يحتوي على الماء إلى الطرف المفتوح من مضمار السباق. بمجرد ملء مضمار السباق بسائل العينة ، ضعه على جانبه على سطح أفقي وضع القطب الجنوبي لمغناطيس القضيب بجوار طرف مانع التسرب لمضمار السباق. انتظر من خمس إلى 30 دقيقة حتى ينتقل MTB عبر القطن.

استخدم سكينا من الماس لعمل خدش صغير برفق بالقرب من سدادة القطن وقطع نهاية مضمار السباق. استخدم حقنة سعة مليلتر واحد بإبرة ضيقة لإزالة السائل المخصب ب MTB من طرف مضمار السباق. لمراقبة MTB عن طريق الفحص المجهري الضوئي ، ضع قطرة من العينة المخصبة على زلة غطاء.

ضع زلة الغطاء على حلقة O توضع على شريحة زجاجية. وهذا ما يسمى القطرة المعلقة. يجب أن يكون قطر الحلقة O أصغر قليلا من زلة الغطاء.

بعد ذلك ، ضع الشريحة على مرحلة المجهر الضوئي وركز على حافة واحدة من القطرة. ثم لجذب MTB إلى جانب واحد من القطرة ، ضع الطرف الجنوبي من قضيب المغناطيس بالقرب من هذا الجانب في غضون بضع دقائق ، يجب أن يكون العديد من MTB على حافة القطرة. لمراقبة MTB بواسطة TEM ، ضع شبكة نحاسية شبكية 200 مثبتة ومغلفة بالكربون على قطرة البكتيريا المخصبة واترك العينة تستقر لمدة 10 دقائق.

بعد غسل العينة على قطرة ماء لمدة 30 ثانية ، ضعها على قطرة 2٪ من أسيتات المبولة لمدة 30 ثانية إلى خمس دقائق ، ثم استخدم قطعة من ورق الترشيح لتجفيف العينات بالكامل باستخدام المجهر الإلكتروني للإرسال عند 200 كيلو فولت. تظهر هنا صورة مجهر إلكتروني ناقل لبكتيريا تكتيكية مغناطيسية واحدة مخصبة من عينة رواسب بيئية. يمكن رؤية دوامة وتشكل الخلية والمناطق المغناطيسية بوضوح جنبا إلى جنب مع فليجل واحد.

بمجرد جمع بكتيريا التكتيك المغناطيسي من البيئة ، ستستغرق تقنية الفصل المغناطيسي حوالي ثلاث ساعات إذا تم إجراؤها بشكل صحيح. باتباع هذا الإجراء ، يمكن إجراء طرق أخرى مثل تحليل الحمض النووي الريبي الريبوزومي 16 ثانية ، والتي ستجيب على أسئلة إضافية مثل ، ما هي العلاقة التطورية للبكتيريا التكتيكية المغناطيسية المكتشفة حديثا بأخرى ، والكائنات الحية الدقيقة الأخرى.