Name: Mikrofluidische Werkzeuge zur Untersuchung pilzlich-mikrobieller Interaktionen auf zellulärer Ebene (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-06-23T13:20:00.000+00:00
Duration: 8 min 19 s
Description: Erfahren Sie mikrofluidische Methoden zur Untersuchung pilzlich-mikrobieller Interaktionen mit hoher räumlicher Auflösung. Diese Technik ermöglicht präzise Kontrolle von Pilzwachstum und dynamische Bildgebung für Bodenmikrobiom-Forschung.

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Wir danken der finanziellen Unterstützung des Department of Bioengineering am Imperial College London und des Leverhulme Trust (Research Grant Reference: RPG-2020-352).

Die Autoren erklären keine konkurrierenden Interessen.

Dieser Artikel stellt ein Protokoll zur Untersuchung von Pilz-mikrobiellen Wechselwirkungen unter Verwendung der Kanalmikrofluidik vor. Ziel der Autoren ist es, die Vielseitigkeit dieser Geräte zu demonstrieren und die Anpassung an die Interessen des Forschers zu fördern. Mit Hilfe der beispielhaften BFI- und FFI-Geräte können pilzlich-mikrobielle Wechselwirkungen detaillierter untersucht werden, als bisher zugänglich. Durch die Beseitigung der Hintergrundkomplexität und Heterogenität des Bodens, die Moderation des Wachs...

Der Boden ist eine außergewöhnlich vielfältige Umgebung, die eine Fülle von Mikroorganismen enthält, die für Kohlenstoff- und Phosphorzyklen von entscheidender Bedeutung sind 1,2. Filamentöse Pilze sind ein wichtiger Bestandteil zahlreicher Ökosysteme als Zersetzer von organischer und anorganischer Substanz und können die Ernährung von Pflanzen durch die Bildung symbiotischer Beziehungenverbessern 3,4. Im Boden interagieren Pilze dynamisch mit einer Vielzahl von Mikroben wie anderen Pilzen5, Bakterien 6, Viren7 und Nematoden8. Diese Wechselwirkungen haben erhebliche Folgen für die Boden- und Pflanzengesundheit. Aufgrund des Mangels an geeigneten experimentellen Systemen, die in der Lage sind, interagierende Mikroorganismen mit hoher Auflösung abzubilden, bleiben viele jedoch undefiniert.
Untersuchungen zu bakteriell-pilzlichen Interaktionen (BFIs) und Pilz-Pilz-Interaktionen (FFIs) haben wertvolle Anwendungen in einer Reihe von Bereichen, darunter antimikrobielle Mittel in der Medizin und biologische Bekämpfungsmittel in der Landwirtschaft. Zum Beispiel produziert der Pilz Coprinopsis cinerea das Peptid Copsin, das nachweislich eine antibakterielle Aktivität gegen den menschlichen Erreger Listeria monocytogenes9 aufweist. Ebenso wird die pilzliche Verbindung Griseofulvin häufig zur Behandlung von menschlichen Pilzinfektionen eingesetzt und ist zusätzlich in der Lage, das Wachstum des pflanzenpathogenen Pilzes Alternaria solani10,11 zu hemmen. Mehrere Stämme des bodenbewohnenden Bakteriums Bacillus subtilis haben sich ebenfalls als wirksame Biokontrollmittel des pilzlichen Pflanzenpathogens Rhizoctonia solani12,13 erwiesen. Aufgrund von Einschränkungen, die mit traditionellen Methoden verbunden sind, werden BFIs und FFIs auf der Ebene einzelner Zellen jedoch nur unzureichend verstanden.
Konventionelle Studien untersuchen typischerweise BFIs und FFIs auf der Makroskala unter Verwendung von Agarplatten mit zwei oder mehr Arten in Konfrontation. Ihre Wechselwirkung wird durch Messung der Wachstumsraten und der Metabolitenproduktion der konfrontierenden Spezies14,15,16 bewertet; Diese Methodik wird jedoch nur auf Kolonieebene gelöst. Um Wechselwirkungen auf zellulärer Ebene zu untersuchen, können bakterielle und pilzliche Impfmittel auf mit Agar beschichteten Glasmikroskopobjektträgern kultiviert werden, die dann unter einem Mikroskopabgebildet werden 17. Dennoch kann es schwierig sein, einem einzelnen Hypha mit Objektträgern zu folgen, da es an Enge mangelt, was bedeutet, dass Zeitrafferbilder schwieriger zu erhalten sind. Darüber hinaus ist die Möglichkeit, andere Mikroorganismen räumlich in definierten Regionen des Pilzmyzels einzuschließen oder definierte chemische Umgebungen zu schaffen, die beispielsweise gestört werden können, in solchen Aufbauten nicht möglich. Die "Black Box" -Natur des Bodens trägt auch zur Komplexität der Untersuchung von Pilz-mikrobiellen Interaktionen auf der Ebene einzelner Zellenbei 18. Durch die Beobachtung interagierender Arten abseits der unglaublichen Vielfalt des Bodenmikrobioms kann die genaue Art und Weise, wie einzelne Mitglieder interagieren, beurteilt werden. Daher besteht weiterhin Bedarf an vielseitigen Plattformen, die eine hochauflösende Einzelzellbildgebung von BFIs und FFIs ermöglichen.
Mikrofluidische Technologien, sogenannte Lab-on-a-Chip-Systeme, bieten eine ideale Plattform für die Untersuchung von BFIs und FFIs auf der Ebene einzelner Zellen. Der Bereich der Mikrofluidik, der aus Technologien stammt, die für die chemische Analyse und Mikroelektronik entwickelt wurden, wurde von den Biowissenschaftenübernommen 19. Mikrofluidische Technologien regulieren kleine Mengen von Flüssigkeiten innerhalb eines maßgeschneiderten Netzwerks miniaturisierter Kanäle, die mindestens eine Dimension auf der Mikrometerskala haben, und ihre Verwendung in der biologischen Forschung nimmt zu20. Insbesondere wurden mikrofluidische Geräte entwickelt, um das Wachstum von fadenförmigen Pilzen 21,22,23,24,25,26,27,28,29,30 zu untersuchen. Ein Vorteil der Verwendung dieser Technologie besteht darin, dass der Einschluss von Hyphen und die Verteilung von Nährstoffen innerhalb von Mikrokanälen der Struktur der Bodenumgebung ähnlicher ist als herkömmliche Agarmethoden31. In jüngster Zeit wurden mikrofluidische Plattformen verwendet, um Wechselwirkungen zwischen menschlichen Neutrophilen und pilzlichen Krankheitserregern 32, Bakterien und Pflanzenwurzeln33 sowie Pilzen und Nematoden34,35 zu untersuchen.
Einer der vielen Vorteile der Verwendung von Mikrofluidik zur Untersuchung mikrobieller Wechselwirkungen ist die spezifische Steuerung der Mikrokanalumgebung. Zum Beispiel können laminare Strömungsregime genutzt werden, um definierte Konzentrationsgradienten zu erzeugen, was besonders bei der Untersuchung der bakteriellen Chemotaxis36 nützlich ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass die transparente Natur von Poly(dimethylsiloxan) (PDMS), einem kostengünstigen, biokompatiblen Elastomerpolymer, das üblicherweise bei der Herstellung von mikrofluidischen Bauelementen verwendet wird, die hochauflösende Bildgebung einzelner Zellen mittels Hellfeld- und Fluoreszenzmikroskopieermöglicht 37. Ebenso bedeutet der Einschluss von Mikroben in Mikrokanälen, dass Zeitrafferexperimente, die einzelne Zellen verfolgen, durchgeführt werden können, so dass einzelne zelluläre Reaktionen aufgezeichnet und quantifiziert werdenkönnen 37. Da mikrofluidische Geräte benutzerfreundlich gestaltet werden können, können sie von Nicht-Experten leicht eingesetzt werden38.
Die Förderung des Wissens über die Wechselwirkungen zwischen bodenbewohnenden Mikroorganismen ist wichtig, um nachhaltige Ökosystembewirtschaftungspraktiken zu verbessern, die die biologische Vielfalt erhalten und die Auswirkungen des Klimawandels auf die terrestrische Umwelt mildern39. Daher ist die Entwicklung neuartiger mikrofluidischer Werkzeuge von grundlegender Bedeutung, um das Verständnis von Pilzen und ihren Wechselwirkungen auf zellulärer Ebene zu erweitern. Das Protokoll konzentriert sich hier auf zwei mikrofluidische Geräte, die für die Untersuchung der BFIs40 und FFIs41 hergestellt wurden, wie in Abbildung 1 dargestellt.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63917/63917fig01.jpg"> Abbildung 1: Visuelle und schematische Darstellung der Geräte für die bakterielle-pilzische Interaktion (BFI) und die Pilz-Pilz-Interaktion (FFI). (A) Bild des BFI-Geräts. Ein Myzelstopfen wird am Eingang zu einem Ende der Mikrokanäle platziert, um das Wachstum der Hyphen in das Gerät zu ermöglichen. Der bakterielle Einlass befindet sich am gegenüberliegenden Ende. Maßstabsleiste = 5 mm. (B) Schematische Übersicht des BFI-Geräts, das die Positionierung der bakteriellen Einlässe und die Richtung des Hyphenwachstums durch die Interaktionsmikrokanäle darstellt. Die Kanäle sind 10 μm tief, 100 μm breit und 7 mm lang, mit insgesamt 28 Beobachtungskanälen. (C) Konfrontationstest auf Agarplatte zwischen Coprinopsis cinerea und Bacillus subtilis NCIB 3610, Skalenstab = 20 mm (links). Mikroskopische Aufnahmen, die die Wechselwirkung zwischen C. cinerea und B. subtilis NCIB 3610 innerhalb des Mikrokanals (Mitte und rechts) zeigen, d.h. die polare Anheftung von Bakterien an Pilzhyphen. Skalenbalken = 25 μm (Mitte) und 10 μm (rechts). (D) Abbildung des FFI-Geräts, das an eine Petrischale mit Glasboden gebunden ist, die mit Myzelstopfen doppelt beimpft ist. Maßstabsleiste = 1 cm. (E) Schematische Übersicht des FFI-Geräts. Zwei Pilzimpfstopfen werden an beiden Enden des Geräts in die Einlässe eingeführt, was eine hyphalische Exploration der Mikrokanäle ermöglicht. Die Steuerkanäle sind nur mit einem Pilzeinlass verbunden und haben einen Sackgassenkanal, der Wechselwirkungen zwischen den Testpilzen verhindert. Interaktionskanäle verbinden beide Pilzeinlässe und ermöglichen hyphalische Interaktionen zwischen den Probanden innerhalb des Mikrokanals. Jeder Interaktionskanal besteht aus 18 rautenförmigen Abschnitten, die eine Gesamtlänge von 8,8 mm (490 x 430 μm pro Diamant), 10 μm tief und einen Verbindungsbereich zwischen jedem Diamanten von 20 μm messen. Kanaltypen werden dupliziert, Maßstabsbalken = 1 mm. (F) Interaktionszone zwischen zwei sich nähernden Hyphenfronten, die von gegenüberliegenden Enden des miteinander verbundenen Interaktionskanals wächst. Phasenkontrastmikroskopie-Bild, Maßstabsbalken = 250 μm. Die Paneele in dieser Abbildung wurden von Stanley et al., 2014 (A-C)40 und Gimeno et al., 2021 (D-F)41 modifiziert. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63917/63917fig01large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.</a>

<table><tbody><tr><td>Agar</td><td>Difco Laboratories</td><td>214010</td><td>Wird zum Verfestigen von Nährmedium für die Bakterien- und Pilzkultivierung in Petrischalen</td></tr><tr><td>verwendet Aluminiumfolie</td><td>Fisher Scientific Ltd</td><td>11759408</td><td></td></tr><tr><td>AutoCAD 2021</td><td>Autodesk, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Autoklav (VX-75)</td><td>Systec</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Zentrifuge (5810R)</td><td>Eppendorf</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chlortrimethylsilan</td><td>Merck Life Sciences</td><td>386529</td><td>VORSICHT: Chlortrimethylsilan ist ein gefährlicher Stoff. Tragen Sie geeignete PSA und gehen Sie vorsichtig damit um. Vermeiden Sie den Kontakt mit Haut und Augen und verhindern Sie das Einatmen. Von Zündquellen fernhalten und in einem gut belüfteten Bereich verwenden.</td></tr><tr><td>Korkbohrer</td><td>SLS</td><td>COR1000</td><td></td></tr><tr><td>Entwicklerlösung (mr-Dev 600)</td><td>Microresist Technologies</td><td></td><td>ACHTUNG: Die Entwicklerlösung mr-Dev 600 ist brennbar</td></tr><tr><td>Erlenmeyerkolben</td><td>VWR</td><td>214-1108</td><td>z.B. 200 mL; wählen Sie die Größe, die genau Ihren Bedürfnissen entspricht</td></tr><tr><td>Ethanol (70% v/v)</td><td>Fisher Scientific Ltd</td><td>E/0650DF/15</td><td>Verdünnt von 99,8 % (Qualität für analytische Reagenzien)</td></tr><tr><td>Fiji</td><td>ImageJ</td><td></td><td>Exemplarisches Softwarepaket für die Bildverarbeitung</td></tr><tr><td>Gefilterte Druckluft</td><td></td><td></td><td>In den meisten Labors standardmäßig verfügbar. Alternativ kann ein ölfreier Kompressor mit Luftregler verwendet werden.</td></tr><tr><td>Flachkopfpinzette</td><td>SLS</td><td>INS5026</td><td></td></tr><tr><td>Pinzette</td><td>Fisher Scientific Ltd</td><td>10008051</td><td>Gebogene, scharfe</td></tr><tr><td>Petrischale mit Glasboden</td><td>World Precision Instruments</td><td>FD35-100</td><td>35 mm</td></tr><tr><td>Petrischale mit Glasboden</td><td>World Precision Instruments</td><td>FD5040-100</td><td>50 mm</td></tr><tr><td>Kristallisationsschalen aus Glas</td><td>VWR</td><td>216-1865</td><td>Gebraucht zum Waschen von PDMS-Platten</td></tr><tr><td>Glaskristallisationsschalen</td><td>VWR</td><td>216-1866</td><td>Wird bei der Entwicklung von Urformen</td></tr> verwendet <tr><td>Medienflaschen aus Glas</td><td>Fisher Scientific Ltd</td><td>15456113</td><td>z.B. 250 mL; wählen Sie die Größe genau nach Ihren Bedürfnissen</td></tr><tr><td>Glasspritze (Hamilton)</td><td>Fisher Scientific Ltd</td><td>10625251</td><td>Wird zur Abgabe von Chlortrimethylsilan</td></tr><tr><td>Heizplatte (HP 160 III BM)</td> <td>verwendetSAWATEC</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Impföse</td><td>VWR</td><td>COPA175CS01</td><td></td></tr><tr><td>Isopropylalkohol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>W292907</td><td></td></tr><tr><td>Laminar-Flow-Haube</td><td>Air Science (PCR)</td><td></td><td>Exemplarische Laminar-Flow-Haube für die Herstellung von Geräten</td></tr><tr><td>LB medium</td><td>Fisher Scientific Ltd</td><td>BP9723-500</td><td>Exemplar Nährstoffbrühe für bakterielle Übernachtkultur</td></tr><tr><td>Leuchtdioden-Lichtmaschine (LedHUB)</td><td>Omicron-Laserage Laserprodukte GmbH</td><td></td><td>Exemplarische Lichtquelle, die zur Abbildung von Pilz-Mikrobiellen Wechselwirkungen (Fluoreszenz) verwendet werden kannMA6</td></tr> <tr><td>Ultraviolett-Masken-Aligner</td><td>Süss Microtec</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Malzextrakt</td><td>VWR</td><td>84618</td><td>Wird zur Herstellung von exemplarischem Pilzkulturmedium (Malzextrakt-Agar)</td></tr> <tr><td>verwendetMask Writer</td><td>Verwendete Materialien</td><td>4700DP</td><td>Beispiel für einen Maskenschreiber, der zum Drucken von Fotomasken für die Fotolithographie verwendet werden kann</td></tr><tr><td>Master-Form Kunststoffhalterung</td><td></td><td></td><td>3D-gedruckter maßgeschneiderter Halter, der im eigenen Haus hergestellt</td></tr><tr><td>wird Mikrobiologische Sicherheitswerkbank &nbsp; (BioMat2)</td><td>Contained Air Solutions</td><td></td><td>Exemplar MSC für mikrobielle Kulturen und Geräteinokulation</td></tr><tr><td>Milli-Q gereinigtes Wasser</td><td></td><td></td><td>Als Standard in Biologielabors verfügbar.</td></tr><tr><td>NaOH</td><td>Fisher Scientific Ltd</td><td>BP359-500</td><td></td></tr><tr><td>NIS-Elements Advanced Research Imaging-Software</td><td>Nikon</td><td></td><td>Exemplar Softwarepaket für die Bilderfassung</td></tr><tr><td>NIS-Elements Free Viewer</td><td>Nikon</td><td></td><td>Exemplar Softwarepaket zum Betrachten von aufgenommenen Bildern</td></tr><tr><td>Ofen (Binder BD115)</td><td>Fisher Scientific Ltd</td><td>15602126</td><td>Wird zum Aushärten von Poly(dimethylsiloxan) (PDMS) verwendet)</td></tr><tr><td>Backofen (CLO-2AH-S)</td><td>KOYO</td><td></td><td>Zur Vorbereitung von Silikonwafern</td></tr><tr><td>Parafilm</td><td>Bemis</td><td>HS234526B</td><td>transparente Folie</td></tr><tr><td>Petrischale, quadratisch steril</td><td>Fisher Scientific Ltd</td><td>11708573</td><td>120,5 mm</td></tr><tr><td>Petrischale, steril</td><td>Fisher Scientific Ltd</td><td>15370366</td><td>90 mm&nbsp;</td></tr><tr><td>Photolithographie-Maske</td><td>Micro Lithography Services Ltd. UK</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Plasmareiniger (Zepto)</td><td>Diener Electronic</td><td>100012601</td><td></td></tr><tr><td>Kunststoffbecher</td><td>Semadeni</td><td>8323</td><td></td></tr><tr><td>Kunststoffspatel</td><td>Semadeni</td><td>3340</td><td></td></tr><tr><td>Tragbare Präzisionswaage (OHAUS Scout)</td><td>Fisher Scientific Ltd</td><td>15519631</td><td>Zum Wiegen von PDMS, Medien Komponenten usw.</td></tr><tr><td>Präzisionsschneider</td><td>Syneo</td><td>HS1251135P1183</td><td>Durchmesser der Schneide: 3.18 mm</td></tr><tr><td>Präzisionsfräser</td><td>Syneo</td><td>HS1871730P1183S</td><td>Schneidendurchmesser: 4,75 mm</td></tr><tr><td>Profilometer&nbsp;</td><td>Bruker</td><td></td><td>Dektak XT-stylus</td></tr><tr><td>Rasierklingen</td><td>H&auml; berle Labortechnik</td><td>9156110</td><td></td></tr><tr><td>Kühlschrank</td><td>Haden</td><td></td><td>4-6 &deg; C</td></tr><tr><td>Retiga R1 CCD-Kamera</td><td>Qimaging</td><td></td><td>Beispielkamera, die zur Abbildung von Pilz-Mikroben-Wechselwirkungen verwendet werden kann</td></tr><tr><td>Scotch Magic Tape</td><td>Office Depot</td><td>3969954</td><td>19 mm unsichtbares Band; durchsichtiges Band</td></tr><tr><td>Schüttel-Inkubator (Cole-Parmer SI500)</td><td>Fisher Scientific Ltd</td><td>10257954</td><td></td></tr><tr><td>Siliziumwafer</td><td>Inseto</td><td></td><td>100 mm</td></tr><tr><td>Kalknatronglas Platte</td><td>Inseto</td><td></td><td>125 mm x 125 mm x 2 mm. Wird verwendet, um die Photolithographie-Maske in der Maskenschiene</td></tr><tr><td>Natriumchlorid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S7653</td><td></td></tr><tr><td>Spincoater zu halten&nbsp;</td><td>SAWATEC</td><td>SM-180-BM</td><td></td></tr><tr><td>SU-8 2010 Fotolack</td><td>MicroChem</td><td></td><td>ACHTUNG: SU-8 Fotolack ist gefährlich, seien Sie vorsichtig bei der Handhabung und verhindern Sie das Einatmen und den Kontakt mit der Haut. Entzündlich, potenziell krebserregend und giftig für die Umwelt.</td></tr><tr><td>Sylgard 184 Elastomer-Kit</td><td>VWR</td><td>634165S</td><td>Wird zur Vorbereitung von Poly(dimethylsiloxan)(PDMS)-Geräten</td></tr> verwendet <tr><td>Temperaturgesteuerter Inkubator</td><td>Okolab</td><td></td><td>Exemplarischer Inkubator, der zur Darstellung von Pilz-mikrobiellen Wechselwirkungen verwendet werden</td></tr><tr><td>kann Inverses Epifluoreszenzmikroskop Ti2-E Inverses Epifluoreszenzmikroskop</td><td>Nikon</td><td>MEA54000</td><td>Exemplar-Mikroskop, das zur Darstellung von Pilz-Mikrobiellen Wechselwirkungen verwendet werden kann</td></tr><tr><td>Ultraschallreiniger S-Line</td><td>Fisher Scientific Ltd</td><td>FB15050</td><td></td></tr><tr><td>Vakuum-Exsikkator</td><td>Fisher Scientific Ltd</td> 10528861 <td>Silianisierung und PDMS-Entgasung sollten in separaten Exsikkatoren durchgeführt werden</td><td></td></tr><tr><td>x10/0,3 NA CFI Plan Fluor DL Objektiv</td><td>Nikon</td><td>MRH20105</td><td>Exemplar Objektiv, das zur Abbildung von Pilz-Mikroben-Wechselwirkungen verwendet werden kann</td></tr><tr><td>x20/0,45 NA CFI Plan Fluor DL Objektiv</td><td>Nikon</td><td>MRH48230</td><td>Exemplarisches Objektiv, das zur Abbildung von Pilz-Mikroben-Interaktionen verwendet werden kann</td></tr></tbody></table>

mikrofluidische werkzeuge zur untersuchung pilzlich-mikrobieller interaktionen auf zellulärer ebene

Microfluidic Tools for Probing Fungal-Microbial Interactions at the Cellular Level

Filamentöse Pilze sind erfolgreiche Bewohner des Bodens und spielen eine wichtige Rolle in Bodenökosystemen, etwa beim Abbau organischer und anorganischer Stoffe, sowie bei der Regulierung des Nährstoffgehalts. Dort finden sie auch zahlreiche Möglichkeiten, mit einer Vielzahl anderer Mikroben wie Bakterien oder anderen Pilzen zu interagieren. Die Untersuchung von Pilzinteraktionen auf zellulärer Ebene kann jedoch aufgrund der Black-Box-ähnlichen Natur des Bodens eine Herausforderung darstellen. Neue mikrofluidische Werkzeuge werden für die Untersuchung von Pilzinteraktionen entwickelt; Zwei Plattformen zur Untersuchung von bakteriell-pilzlichen und Pilz-Pilz-Interaktionen werden hervorgehoben. Innerhalb dieser Mikrokanäle können pilzlich-mikrobielle Wechselwirkungen in kontrollierten physikalisch-chemischen Umgebungen mit höherer zeitlicher und räumlicher Auflösung als bisher beobachtet werden. Die Anwendung dieser Werkzeuge hat zahlreiche neue biologische Erkenntnisse hervorgebracht, wie z.B. die Beobachtung der bakteriellen polaren Bindung an Hyphen oder die Aufdeckung uncharakterisierter Pilz-Pilz-Antagonismen. Ein Schlüsselmerkmal dieser Methoden ist die einfache Verwendung dieses Tools durch Nicht-Experten, was zu hochgradig übersetzbaren Technologien für den Einsatz in mikrobiologischen Labors führt.

Repräsentative Ergebnisse werden anhand der Exemplare BFI40 und FFI41 vorgestellt. Hyphenwachstumsratenmessungen können mit diesen Geräten in Kombination mit grundlegenden Mikroskopietechniken leicht durchgeführt werden. Abbildung 3A-B veranschaulicht bakteriell-pilzliche Interaktionen zwischen C. cinerea hyphae und B. subtilis NCIB 3610. Das Vorhandensein von B. subtilis stoppt das W...

Aufgrund der Opazität des Bodens können Wechselwirkungen zwischen seinen konstituierenden Mikroben nicht leicht mit zellulärer Auflösung sichtbar gemacht werden. Hier werden zwei mikrofluidische Werkzeuge vorgestellt, die neue Möglichkeiten bieten, pilzlich-mikrobielle Wechselwirkungen zu untersuchen. Die Geräte sind vielseitig und einfach zu bedienen und ermöglichen eine hohe räumlich-zeitliche Kontrolle und hochauflösende Bildgebung auf zellulärer Ebene.

Mikrofluidische Werkzeuge zur Untersuchung pilzlich-mikrobieller Interaktionen auf zellulärer Ebene

Filamentous fungi are successful inhabitants of soil and play a major role in soil ecosystems, such as in the decomposition of organic and inorganic ...

Mit den vorgestellten mikrofluidischen Geräten können wir dynamische Wechselwirkungen zwischen Pilzen und anderen Mikroben mit präziser räumlicher und Umgebungskontrolle sowie hochauflösender Bildgebung auf Einzelzellebene untersuchen. Wichtig ist, dass das Pilzwachstum innerhalb des mikrofluidischen Kanals begrenzt und gelenkt werden kann. Ermöglicht qualitativ hochwertige Zeitrafferbilder.Daher kann die Komplexität von Pilz-Pilz- und Pilz-Bakterien-Interaktionen erforscht werden. Das Verständnis mikrobieller Wechselwirkungen von Pilzen ist ein wesentlicher Schritt zur Definition und Erhaltung des Bodenmikrobioms. Dieses Wissen kann für die Entwicklung neuartiger Biokontrollmittel mit nachhaltiger Landwirtschaft genutzt werden.Bereiten Sie zunächst etwa 40 Gramm Poly(dimethylsiloxan) oder PDMs vor, indem Sie die Base und den Härter im Verhältnis 10 zu 1 mit einem Spatel in einem sauberen Plastikbecher gründlich mischen. Um alle Luftblasen zu entfernen, stellen Sie den Becher für eine Stunde in eine Vakuumkammer. Als nächstes befestigen Sie die Master-Form mit klarem Klebeband in einer Kunststoffhalterung und verwenden Sie komprimierte gefilterte Luft, um Staubpartikel zu entfernen

microfluidic-tools-for-probing-fungal-microbial-interactions-at

Research

Forschung

JoVE Journal

Bioengineering

Biotechnik

Mikrofluidik-Geräte lassen sich komplexe natürliche Prozesse in Echtzeit und auf der entsprechenden physikalischen Maßstäben zu visualisieren. Wir haben ein einfaches Mikrofluidiksystem, dass wichtige Funktionen des natürlichen porösen Medien nachahmt für das Studium Wachstum und Transport von Bakterien im Untergrund entwickelt.

Fenster an einem Microworld: Einfache mikrofluidische Systeme für Studium Mikrobielle Transport in porösen Medien

Wir stellen eine einfache Methode zur mikrofluidischen Vorrichtungen, die nach vergleichbaren dynamischen Bedingungen, um mehrere verschiedene Stämme zu produzieren, ohne die Notwendigkeit für einen Reinraum oder weiche Lithographie.

Einer mikrofluidischen Vorrichtung für ein Studium mehrere verschiedene Stämme

Quelle: Miquel Guennoc, C., et al. Neue Methode zur qualitativen multiskaligen Analyse bakterieller Biofilme auf filamentösen Pilzkolonien mittels Konfokal- und Elektronenmikroskopie. J. Vis. Exp. (2017)Dieses Video zeigt die Herstellung einer Pilzkultur auf behandelten Zellophanmembranen zur Unterstützung der Koloniebildung und des radialen Wachstums. Anschließend zeigt es die Kultivierung und Vorbereitung von bakteriellen Bodenzellen für Interaktionstests. Abschließend zeigt sie, wie...

Etablierung einer pilzbakteriellen Kokultur zur Biofilmbildung

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