2019年6月4日
微酸度皿中放射性标记细菌培养物的生长有助于高通量采样,从而允许对核苷酸池丰度进行多种技术和生物复制检测,包括 (p) ppGpp。可以监测生理压力来源引起的生长转变以及压力恢复的影响。
该方法测量不同增长条件和压力情况下全球调节器 ppGpp 的水平。PpGpp 可以在克阳性和阴性细菌以及叶绿体中找到。PpGpp 在几秒钟内快速启动,一旦产生应力,即导致快速的第二次关系。
同时,它有一个短的半寿命,长达30秒。因此,需要以时间间隔监控许多区域性,这些区域性的时间间隔可能从 10 秒到小时不同,包括压力过渡。我们还在微刺激器培养皿中对细菌培养进行放射性标记,从而促进高通量采样,从而允许进行多种技术和生物复制。
处理放射性物质时,请务必遵循适当的安全措施。若要开始此过程,请准备文本协议中概述的所有媒体。在 MOPS 介质中生长带三毫摩尔磷酸钠的隔夜培养。
加入550微升的MOS介质,在24孔板的井中连续增0.2微摩尔磷酸钠载体和30微升每个细菌 inculum。这将导致 OD600 为 0.1 的初始孵化。将新介质添加到无菌控制中。
将板在 37 摄氏度的摇晃培养箱中,在 900 RPM 下摇晃 30 分钟。在缺少 p32 的介质中,使用板读卡器在相同条件下孵育时,可以使用具有复制板的板读取器进行实时监控生长。接下来,在板的每个井中加入100个p32磷酸盐的微曲线。
在摇动的培养箱中生长培养培养物,使培养成一到两倍,使外部标签与细胞间核苷酸池基本平衡。为了正确可视化,此视频中未使用任何活动材质。在实际实验中,需要适当的屏蔽,以及使用测量仪持续监测污染情况。
首先,使用适合所研究的压力排序的方法诱导应力。接下来,将每个标记细胞样品的20微升添加到单独的0.2毫升PCR管中,该管含有20微升的冰冷六摩尔甲酸。立即将样品放在干冰上。
通过三个循环的冷冻和解冻提高细胞提取效率。在发现PEI纤维素薄层色谱图之前,以最大速度将样品离心一分钟,以颗粒细胞碎片。首先,设置一个20至20厘米的PEI纤维素TLC板。
用剪刀去除前五厘米。并使用一支软铅笔将原点线从边缘标记一厘米。将每个样品的五微升液滴涂抹到PEI表面。
在该点干燥之前,将板转移到含有1.5摩尔单钾磷酸盐层的罐中,该层较浅,不能接触原点样品点。用气密密封盖住油箱,让液体升到 15 厘米修剪的薄片的顶部。之后,取出完全开发的色谱,在室温下空气干燥。
将含有自由 P32 的色谱图的顶部切割并丢弃为放射性废物。使用荧光屏在一夜之间曝光音频放射片。第二天,开发薄膜,并使用荧光粉来捕获和量化荧光粉的绿色信号。
然后,使用 ImageJ 软件对放射性点进行定量化。在引发压力或饥饿的时间足以允许 ppGpp 积累后,使用适当的方法来扭转压力。每 20 到 30 秒采集一次样品,最多两分钟,然后像前面描述的那样处理样品。
一旦开发TLC,并在时间过程中获得ppGpp的级别,在半历史图与时间上绘制剩余ppGpp内容。在这项研究中,在含有除 ILV 以外的所有氨基酸的 MOPS 中生长的细胞都标有 P32。一旦标记,L瓦林被添加产生二氧核素饥饿。
五分钟后,瓜诺辛的四磷和五磷酸盐含量增加了两岁半。对无细胞标记样品进行负对,用于检测P32源中未为正交磷酸盐的可能化合物。抑制蛋白质合成的氯霉素可逆转二氯蔗素饥饿,从而减少带电的二氯蔗氨酸 tRNA 的消耗,进而恢复高充电与未充电 tRNA 的比率。
强重按中移pp合成酶的激活被废除,这允许一种尺度的ppGpp降解不受残余合成的干扰。在这种情况下,ppGpp 衰减的半衰期约为 64 秒。重要的是让细胞生长几代人,以达到一个统一的标签之前,诱导任何压力或饥饿。
由于ppGpp在细菌中广泛传播,因此可以应用于其他生物体。修改TLC开发方法可以正确分离所有调节性核苷酸,如ppApp。P52 是更好的发射同位素,因此使用适当的屏蔽和正确丢弃任何残留物非常重要。
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本研究详细介绍了一种在各种生长条件和压力情况下测量细菌培养物中全局调节剂ppGpp水平的方法。使用微量孔板中的放射标记细菌培养物可以进行高通量分析,提供生理压力和恢复期间核苷酸池丰度的见解。
Quantitative measurement of (p)ppGpp dynamics in Escherichia coli under stress and recovery provides critical insight into bacterial adaptation mechanisms. This capability enables high-resolution interrogation of nucleotide pool changes, supporting mechanistic de-risking and target validation in antimicrobial discovery. The approach enhances predictive confidence at the interface of early discovery and translational research for bacterial stress response pathways.
This method integrates at the early discovery and lead identification stages, bridging mechanistic studies with quantitative assay development for bacterial stress response research.