Mesure de l’effet isotopique cinétique sur le transport microbien d’électrons à l’aide d’oxyde de deutérium

Résumé

Source : Tokunou, Y., et al, Détection électrochimique de l’effet de l’isotope cinétique du deutérium sur le transport extracellulaire d’électrons chez Shewanella oneidensis MR-1. J. Vis. Exp. (2018)

Cette vidéo présente une méthode électrochimique à l’échelle d’une cellule entière pour évaluer comment le transfert de protons affecte le transport extracellulaire d’électrons (EET) dans les bactéries électroactives. En remplaçant les protons par des deutons à l’aide d’oxyde de deutérium, la méthode mesure les changements de courant pour révéler un effet isotopique cinétique, mettant en évidence le rôle du mouvement des protons dans la régulation du flux d’électrons.

Protocole

1. Ajout d’eau de deutérium pour mesurer le KIE sur le procédé EET (Figure 1)
   1. Confirmer que la production actuelle d’un biofilm monocouche de Shewanella oneidensis MR-1 est stable et n’augmente pas rapidement. Si le courant augmente fortement, attendez que le courant se stabilise dans une augmentation de 5 % sur 10 minutes, en ajoutant des médiateurs électroniques de navette tels que 100 μM d’anthraquinone-1-sulfonate (α-AQS).
      NOTE: La formation d’un biofilm monocouche sur une électrode d’oxyde dopé à l’indium et à l’étain (ITO) sans contamination d’autres souches microbiennes a été confirmée par des séquences d’ADNr et une image au microscope électronique à balayage du biofilm sur une électrode ITO. Pour confirmer la limitation du débit par le processus EET, surveiller l’effet de l’ajout de médiateurs électroniques de navette tels que l’anthraquinone-1-sulfonate de 100 μM (α-AQS).
   2. Ajouter 40 μL de_D2Oanoxique à 50 % (v/v) dans le réacteur électrochimique à l’aide d’une seringue de sorte que la concentration soit de 0,5 % (v/v)_D2O dans le réacteur.
      NOTE: Pour éviter d’endommager le biofilm par l’ajout de D₂O, injectez le D₂O goutte à goutte.
   3. Attendez que le courant se stabilise et ajoutez ensuite le D₂O jusqu’à 4,0 % (v/v).
      NOTE: Pour obtenir la valeur KIE (le rapport de la production de courant en présence de D₂O et H₂O), vérifiez l’effet d’un même volume d’addition de H₂O sur la production de courant.

Résultats

Graphique 1 : Effet de l’addition de D₂O sur la production actuelle d’un biofilm monocouche de S. oneidensis MR-1. Production en fonction du temps en fonction du courant pour un biofilm monocouche de S. oneidensis MR-1 dan...

Matériaux