Name: Superhochauflösende Bildgebung des Biofilms von Proteus mirabilis mittels Expansionsmikroskopie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-07-18T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 10 s
Description: Lernen Sie die Expansionsmikroskopie PmbExM für superhochauflösende Bildgebung von Proteus mirabilis-Biofilmen. Diese Methode ermöglicht die Visualisierung zellulärer Strukturen mit konventionellen Mikroskopen.

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<ol><li>Franklin, M. J., Chang, C., Akiyama, T., Bothner, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+technologies+for+studying+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Microbiol+Spectr%22%5BJournal%5D)">New technologies for studying biofilms.</a> Microbiol Spectr. 3 (4), 10(2015).</li>
<li>Valdivieso González, D., Jara, J., Almendro-Vedia, V. G., Orgaz, B., López-Montero, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expansion+microscopy+applied+to+mono-+and+dual-species+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22NPJ+Biofilms+Microbiomes%22%5BJournal%5D)">Expansion microscopy applied to mono- and dual-species biofilms.</a> NPJ Biofilms Microbiomes. 9 (1), 92(2023).</li>
<li>Castagnini, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proteus+mirabilis+biofilm+expansion+microscopy+yields+over+4-fold+magnification+for+super-resolution+of+biofilm+structure+and+subcellular+DNA+organization%5BTitle%5D)+AND+%22J+Microbiol+Methods%22%5BJournal%5D)">Proteus mirabilis biofilm expansion microscopy yields over 4-fold magnification for super-resolution of biofilm structure and subcellular DNA organization.</a> J Microbiol Methods. 220, 106927(2024).</li>
<li>Chen, F., Tillberg, P. W., Boyden, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+imaging-+Expansion+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Optical imaging- Expansion microscopy.</a> Science. 347 (6221), 543-548 (2015).</li>
<li>Chozinski, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expansion+microscopy+with+conventional+antibodies+and+fluorescent+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Expansion microscopy with conventional antibodies and fluorescent proteins.</a> Nat Methods. 13 (6), 485-488 (2016).</li>
<li>Gao, R., Asano, S. M., Boyden, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Q%26A%3A+Expansion+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+biology%22%5BJournal%5D)">Q&A: Expansion microscopy.</a> BMC biology. 15 (1), 50(2017).</li>
<li>Tillberg, P. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein-retention+expansion+microscopy+of+cells+and+tissues+labeled+using+standard+fluorescent+proteins+and+antibodies%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Protein-retention expansion microscopy of cells and tissues labeled using standard fluorescent proteins and antibodies.</a> Nat Biotechnol. 34 (9), 987-992 (2016).</li>
<li>Lim, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanically+resolved+imaging+of+bacteria+using+expansion+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+biology%22%5BJournal%5D)">Mechanically resolved imaging of bacteria using expansion microscopy.</a> PLoS biology. 17 (10), e3000268(2019).</li>
<li>Kunz, T. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+expandables%3A+Cracking+the+staphylococcal+cell+wall+for+expansion+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Cell+Infect+Microbiol%22%5BJournal%5D)">The expandables: Cracking the staphylococcal cell wall for expansion microscopy.</a> Front Cell Infect Microbiol. 11, 644750(2021).</li>
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<li>Asano, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expansion+microscopy%3A+Protocols+for+imaging+proteins+and+RNA+in+cells+and+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Protoc+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Expansion microscopy: Protocols for imaging proteins and RNA in cells and tissues.</a> Curr Protoc Cell Biol. 80 (1), e56(2018).</li>
<li>Yokogawa, K., Kawata, S., Nishimura, S., Ikeda, Y., Yoshimura, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mutanolysin%2C+bacteriolytic+agent+for+cariogenic+streptococci%3A+partial+purification+and+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Antimicrob+Agents+Chemother%22%5BJournal%5D)">Mutanolysin, bacteriolytic agent for cariogenic streptococci: partial purification and properties.</a> Antimicrob Agents Chemother. 6 (2), 156-165 (1974).</li>
<li>Hurst, P. L., Nielsen, J., Sullivan, P. A., Shepherd, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Purification+and+properties+of+a+cellulase+from+Aspergillus+niger%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem+J%22%5BJournal%5D)">Purification and properties of a cellulase from Aspergillus niger.</a> Biochem J. 165 (1), 33-41 (1977).</li>
<li>Scott, J. H., Schekman, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lyticase%3A+Endoglucanase+and+protease+activities+that+act+together+in+yeast+cell+lysis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bacteriol%22%5BJournal%5D)">Lyticase: Endoglucanase and protease activities that act together in yeast cell lysis.</a> J Bacteriol. 142 (2), 414-423 (1980).</li>
<li>Bano, S., Qader, S. A. U., Aman, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Purification+and+characterization+of+novel+%CE%B1-amylase+from+Bacillus+subtilis+KIBGE+HAS%5BTitle%5D)+AND+%22AAPS+PharmSciTech%22%5BJournal%5D)">Purification and characterization of novel α-amylase from Bacillus subtilis KIBGE HAS.</a> AAPS PharmSciTech. 12, 255-261 (2011).</li>
<li>Kaplan, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genes+involved+in+the+synthesis+and+degradation+of+matrix+polysaccharide+in+Actinobacillus+actinomycetemcomitans+and+Actinobacillus+pleuropneumoniae+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bacteriol%22%5BJournal%5D)">Genes involved in the synthesis and degradation of matrix polysaccharide in Actinobacillus actinomycetemcomitans and Actinobacillus pleuropneumoniae biofilms.</a> J Bacteriol. 186 (24), 8213-8220 (2004).</li>
<li>Kaplan, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recombinant+human+DNase+I+decreases+biofilm+and+increases+antimicrobial+susceptibility+in+staphylococci%5BTitle%5D)+AND+%22J+Antibiot%22%5BJournal%5D)">Recombinant human DNase I decreases biofilm and increases antimicrobial susceptibility in staphylococci.</a> J Antibiot. 65 (2), 73-77 (2012).</li>
<li>Schlapp, G., Scavone, P., Zunino, P., Härtel, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+3D+architecture+of+uropathogenic+Proteus+mirabilis+batch+culture+biofilms%3A+A+quantitative+confocal+microscopy+approach%5BTitle%5D)+AND+%22J+Microbiol+Methods%22%5BJournal%5D)">Development of 3D architecture of uropathogenic Proteus mirabilis batch culture biofilms: A quantitative confocal microscopy approach.</a> J Microbiol Methods. 87 (2), 234-240 (2011).</li>
<li>Schermelleh, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Super-resolution+microscopy+demystified%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Super-resolution microscopy demystified.</a> Nat Cell Biol. 21 (1), 72-84 (2019).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>&alpha;-Amylase aus Bacillus sp.</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>10070</td><td>Polysaccharidaufschluss</td></tr><tr><td>0,1 % (w/v) Poly-L-Lysin-Wasserlösung&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P8920</td><td>Probenimmobilisierung für die Bildgebung</td></tr><tr><td>von 12 mm Glasdeckgläsern</td><td>Chemglass Life Sciences</td><td>CLS-1760</td><td>Gelationskammerkomponente</td></tr><tr><td>16-Bit C13440-20CU Kamera</td><td>Hamamatsu Photonics</td><td>Nicht verfügbar</td><td>CMOS-Digitalkamera für die Bildaufnahme</td></tr><tr><td>24 mm x 50 mm Glasdeckgläser</td><td>Chemglass Life Sciences</td><td>CLS-1764</td><td>Probenmanipulation/-handhabung</td></tr><tr><td>3D-gedruckte Bildgebungskammer</td><td>Eigenes</td> <td>Design-Option</td> <td>für die Bildgebungskammer</td></tr><tr><td>4-Hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl (4-hydroxy-TEMPO)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>176141</td><td>Gelierlösungskomponente</td></tr><tr><td>6-Well-Glasbodenplatte mit schwarzen Wänden</td><td>CelVis</td><td>P06-1,5H-N</td><td>Option für die Bildgebungskammer</td></tr><tr><td>Essigsäure&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>818755</td><td>Enzympufferkomponente</td></tr><tr><td>Acrylamid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A4058</td><td>Monomerlösungskomponente</td></tr><tr><td>Ammoniumpersulfat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A3678</td><td>Gelierlösungskomponente</td></tr><tr><td>Axiovert 200 Mikroskop</td><td>Zeiss</td><td>Nicht verfügbar</td><td>Konfokalmikroskop</td></tr><tr><td>Calciumchlorid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C8106</td><td>Enzympufferkomponente</td></tr><tr><td>C-Apochromat 63x 1,2 NA Wasserimmersionsobjektiv</td><td>Zeiss</td><td>Nicht verfügbar</td><td>Mikroskopobjektiv</td></tr><tr><td>Cellulase von Aspergillus niger</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>22178</td><td>Polysaccharidaufschluss</td></tr><tr><td>Chamlide CMB 35 mm Schale magnetische Bildgebungskammer</td><td>Lebendzellinstrument</td><td>Nicht verfügbar</td><td>Option für Bildgebungskammer</td></tr><tr><td>Dimethylsulfoxid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>472301</td><td>MA-NHS Verankerungsreagenzien-Stammlösung&nbsp;</td></tr><tr><td>Dinatriumphosphat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S3264</td><td>Enzympufferkomponente</td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E7023</td><td>Reinigung und Sterilisation</td></tr><tr><td>Ethylendiamintetraessigsäure</td><td>Merck</td><td>324503</td><td>Enzympufferkomponente</td></tr><tr><td>Falcon Polystyrol 24-Well-Platten</td><td>Corning</td><td>351147</td><td>Plattform für allgemeine Verfahren</td></tr><tr><td>FIJI Software</td><td>National Institutes of</td><td></td> <td>Health-Bildverarbeitungssoftware</td></tr><tr><td>Glycerol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G7893</td><td>Enzympufferkomponente</td></tr><tr><td>Guanidinhydrochlorid</td><td>Thermo Scientific</td><td>24115</td><td>Enzympufferkomponente</td></tr><tr><td>Huygens Software</td><td>Scientific Volume Imaging-Dekonvolutionssoftware</td><td></td> <td>für die Bildwiederherstellung</td></tr><tr><td>Salzsäure</td><td>Supelco</td><td>1.00317</td><td>Puffervorbereitung</td></tr><tr><td>Kimwipes Seidenpapier</td><td>Fisher Scientiffic</td><td>06-666</td><td>Entfernung von überschüssigem Wasser</td></tr><tr><td>Laborpinzette</td><td>Elektronenmikroskopie Wissenschaften</td><td>M5E</td><td>Allgemeine Probenmanipulation/-handhabung</td></tr><tr><td>Luria Bertani Bouillon</td><td>Invitrogen</td><td>12795-027</td><td>Biofilm-Wachstumsmedium</td></tr><tr><td>Lyticase aus Arthrobacter luteus</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>L4025</td><td>Polysaccharidaufschluss</td></tr><tr><td>Magnesiumchlorid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D5652</td><td>Enzympufferkomponente</td></tr><tr><td>Methacrylsäure N-Hydroxysuccinimidylester</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>730300</td><td>Verankerungsreagenz</td></tr><tr><td>Methanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>32213</td><td>Dehydrierung und Lagerung von Proben</td></tr><tr><td>MikrobenJ&nbsp;</td><td>-</td><td>-</td><td>Bildverarbeitungssoftware plugin</td></tr><tr><td>Mikroskopie-Objektträger</td><td>Chemglass Life Sciences</td><td>CG-8221</td><td>Gelierungskammerkomponente</td></tr><tr><td>Mononatriumphosphat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S9638</td><td>Enzympufferkomponente</td></tr><tr><td>Mutanolysin aus Streptomyces globisporus</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>M990</td><td>Peptidoglykan-Aufschluss</td></tr><tr><td>N, N, N', N'-Tetramethylethylendiamin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T7024</td><td>Gelierlösungskomponente</td></tr><tr><td>N,N&prime;-Methylenbisacrylamid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M1533</td><td>Monomerlösungskomponente</td></tr><tr><td>Nunc 40,4 mm Petrischalen mit Glasboden</td><td>Thermo Fisher</td><td>12-567-400</td><td>Option für die Bildgebungskammer</td></tr><tr><td>Paraformaldehyd</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>158127</td><td>Probenfixierung</td></tr><tr><td>Phosphatpuffer Kochsalzlösung</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>79383</td><td>Monomerlösungskomponente, Waschen, Enzympuffer</td></tr><tr><td>Proteinase K aus Engyodontium album</td><td>Invitrogen</td><td>25530-031</td><td>Proteinverdauung</td></tr><tr><td>Proteus mirabilis ATCC 12453</td><td>Mikrobiologika</td><td>0440P</td><td>Studienteilnehmer</td></tr><tr><td>Kleiner flacher Pinsel</td><td>Lokaler Baumarkt</td> <td>-</td> <td>Probenmanipulation / -handhabung</td></tr><tr><td>Natriumacetat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>241245</td><td>Enzympufferkomponente</td></tr><tr><td>Natriumacrylat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>408220</td><td>Monomerlösungskomponente</td></tr><tr><td>Natriumbicarbonat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S5761</td><td>Enzympufferkomponente</td></tr><tr><td>Natriumchlorid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S9888</td><td>Monomerlösungskomponente, Enzympufferkomponente</td></tr><tr><td>Natriumhydroxid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>221465</td><td>Reinigung von Objektträgern</td></tr><tr><td>Festkörperlaserlinie</td><td>Omikron</td><td>Nicht verfügbar</td><td>488, 568 und 647 nm Anregungslaserlinie</td></tr><tr><td>SYTO 61 Nukleinsäurefärbung</td><td>Invitrogen</td><td>S11343</td><td>Fluoreszenzfarbstoff</td></tr><tr><td>Tris(hydroxymethyl)aminomethan Hydrochlorid</td><td>SAFC</td><td>108219</td><td>Enzympufferkomponente</td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>X100</td><td>Permeabilisierung von Proben, Enzympufferkomponente</td></tr><tr><td>Volocity 7.0.0 Erfassungssoftware Quorum</td><td></td> Technologies-Microscoy <td>Erfassungs-Controller-Software</td><td></td></tr> <tr><td>Volocity ViewVox Spinning-Disk-System</td><td>Perkin-Elmer</td><td>Nicht verfügbar</td><td>Spinning-Disk-System für Konfokal </td></tr><tr><td>Mikroskop Weizenkeim-Agglutinin &ndash; Alexa Fluor 488 fluoreszierendes Lektinkonjugat</td><td>Invitrogen</td><td>W11261</td><td>Fluoreszierender Farbstoff</td></tr></tbody></table>

superhochauflösende bildgebung des biofilms von proteus mirabilis mittels expansionsmikroskopie

Super-resolution Imaging of Proteus mirabilis Biofilm by Expansion Microscopy

PmbExM erweiterte den P. mirabilis-Biofilm um das 4,3-fache und bewahrte Morphologie und Topologie 
Abbildung 3A-D zeigt die physikalische Vergrößerung von P. mirabilis-Biofilmzellen und die erhöhte Auflösung, die durch die Technik erreicht wurde. Darüber hinaus wurde dies nicht nur in dünnen Biofilmregionen beobachtet, in denen sich Zellen in einem monolagenartigen Layout organisieren,...

Superhochauflösende Bildgebung des Biofilms von Proteus mirabilis mittels Expansionsmikroskopie

Accessing detailed visual information and quantitative data from microbiological samples using conventional optical microscopy is limited by the ...

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Forschung

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Ein semi-quantitativer Ansatz, um die Biofilmbildung Mit Wrinkled Colony Entwicklung zu bewerten

Wir beschreiben eine super-resolution imaging Methode, um die strukturelle Organisation des bakteriellen FtsZ-Ring, ein wesentlicher Vorrichtung zur Zellteilung zu untersuchen. Diese Methode basiert auf quantitativen Analysen von photoaktivierten Lokalisierungs-Mikroskopie (PALM) Bilder und kann auf andere bakterielle Proteine ​​des Zytoskeletts angewendet werden.

Super-Resolution Imaging der Bakterien Abteilung Machinery

Dieses Protokoll beschreibt ein neues Verfahren zu wachsen und qualitativ bakteriellen Biofilmen auf Pilzhyphen durch konfokale und Elektronenmikroskopie analysiert.

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Visualisierung von Germinosomes und die innere Membran in Bacillus Subtilis Sporen

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Hier wird eine neue Version der Expansionsmikroskopie (ExM), Magnify, vorgestellt, die für eine bis zu 11-fache Expansion modifiziert wurde, eine umfassende Palette von Biomolekülklassen bewahrt und mit einer Vielzahl von Gewebetypen kompatibel ist. Es ermöglicht die Untersuchung der nanoskaligen Konfiguration von Biomolekülen mit herkömmlichen beugungsbegrenzten Mikroskopen.

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Ultrastrukturelle Expansionsmikroskopie in drei in vitro Lebenszyklusstadien von Trypanosoma cruzi

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Expansionsmikroskopie: Hochauflösende fluoreszierende Bildgebung mit einem herkömmlichen Mikroskop

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Superhochauflösende Bildgebung des Biofilms von Proteus mirabilis mittels Expansionsmikroskopie

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