Procédure d'adaptation Laboratoire de l'évolution de Microorganismes Utilisation chémostat

Résumé

Ici, nous présentons un protocole pour obtenir adaptatif évolution en laboratoire de micro-organismes dans des conditions à l'aide de la culture chemostat. En outre, l'analyse génomique de la souche évoluée est discutée.

Résumé

L’évolution naturelle implique une diversité génétique telle que le changement environnemental et une sélection entre de petites populations. L’évolution adaptative en laboratoire (ALE) fait référence à la situation expérimentale dans laquelle l’évolution est observée à l’aide d’organismes vivants dans des conditions contrôlées et des facteurs de stress ; Les organismes sont ainsi artificiellement forcés d’effectuer des changements évolutifs. Les micro-organismes sont soumis à une variété de facteurs de stress dans l’environnement et sont capables de réguler certaines protéines induites par le stress pour augmenter leurs chances de survie. Les mutations spontanées naturelles entraînent des changements dans le génome d’un micro-organisme qui affectent ses chances de survie. L’exposition à long terme à la culture des chémostats provoque une accumulation de mutations spontanées et rend dominante la souche la plus adaptable. Par rapport aux méthodes de transfert de colonies et de transfert en série, la culture de chimiostats implique le plus grand nombre de divisions cellulaires et, par conséquent, le plus grand nombre de populations diverses. Bien que la culture du chémostat pour l’ALE nécessite des dispositifs de culture plus complexes, elle demande moins de main-d’œuvre une fois l’opération commencée. Des analyses comparatives génomiques et transcriptomiques de la souche adaptée fournissent des indices évolutifs sur la façon dont les facteurs de stress contribuent aux mutations qui surmontent le stress. L’objectif de cet article est d’accélérer l’évolution des micro-organismes dans des conditions de laboratoire contrôlées.

Introduction

Les microorganismes peuvent survivre et s'adapter à des environnements divers. En cas de stress sévère, l' adaptation peut se produire via l' acquisition de phénotypes bénéfiques par des mutations génomiques aléatoires et la sélection positive ultérieure ^1-3. Par conséquent, les cellules microbiennes peuvent adapter en changeant métabolique ou les réseaux de régulation pour une croissance optimale, qui est appelé «l'évolution adaptative". tendances microbiennes importantes récentes, telles que les épidémies de superbactéries et l'apparition de souches microbiennes robustes, sont très étroitement liés à l'évolution adaptative dans de....

Protocole

1. Équipement Préparation

1. Obtenir un récipient chimiostatique (150-250 ml) ou d'un Erlenmeyer (250 ml) contenant un orifice d'entrée et un orifice de sortie. Connectez les ports avec des tubes de silicium permettant des taux de 10-100 ml / h de débit. En option, utiliser un évent, un orifice de sortie d'air et des orifices d'entrée et sortie d'eau à température contrôlée.
2. Obtenir un dispositif approprié pour le pot de chemostat qui fournit pour l'agitation et de la température (ou utiliser un incubateur agitateur rotatif).
3. Obtenir deux pompes péristaltiques afin d'offrir un milieu frais et de percevoir....

Résultats

Pour haute succinate adaptation au stress, le type sauvage E. coli W3110 a été cultivé dans un chemostat à D = 0,1 h ^-1 pendant 270 jours (Figure 2).

Figure 2: High-succinate adaptation au stress de E. coli W3110 en utilisant la culture chemostat. flèches minces indiquent les .......

Discussion

Les microorganismes sont capables d'adapter à presque tous les environnements en raison de leur taux de croissance rapide et de la diversité génétique. évolution de laboratoire Adaptive permet des micro-organismes à évoluer dans des conditions conçues, ce qui fournit un moyen de sélectionner les organismes individuels hébergeant des mutations spontanées qui sont bénéfiques dans les conditions données.

La technique de chemostat est plus robuste pour réaliser l'évolution entraînée arti.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Fermenteur mini-chémostat	Biotron Inc.	-	fabriqué par commande spéciale
tube en silicone La taille du	Cole-Parmer	Masterflex L/S 13	peut être modifiée en fonction du taux de dilution et de la taille du pot de fermenteur.
bocal réservoir	Bellco	Media bouteille de stockage	20 L
produits chimiques	Sigma-Aldrich-réactif
glucose	Sigma-Aldrich	G5767	ACS réactif
NH4Cl	Sigma-Aldrich	A9434	pour la biologie moléculaire, adapté à la culture cellulaire, &ge ; 99,5 %
NaCl	Sigma-Aldrich	746398	réactif ACS, &ge ; 99 %
Na2HPO4· ; 2H2O	Sigma-Aldrich	4272	98.5-101 %
KH2PO4	Sigma-Aldrich	795488	réactif ACS, &ge ; 99 %
MgSO4· ; 7H2O	Réactif Sigma-Aldrich	230391	ACS, &ge ; 98 %
CaCl2	Sigma-Aldrich	793639	réactif ACS, &ge ; 96 %
thiamine· ; HCl	Sigma-Aldrich	T4625	grade réactif, &ge ; 99 %
Na2· ; succinate· ; 6H2O	Sigma-Aldrich	S2378	ReagentPlus, &ge ; 99 %

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