Collecte, l'isolement et l'enrichissement des bactéries présentes naturellement magnétotactique de l'Environnement

L’objectif global de cette procédure est d’isoler les bactéries magnétotactiques d’un environnement d’eau douce. Pour ce faire, il faut d’abord prélever des échantillons de sédiments d’eau au bord d’une rivière ou d’un lac. La deuxième étape consiste à isoler les bactéries magnétotactiques contenues dans l’échantillon environnemental à l’aide d’un aimant à barres.

Ensuite, les bactéries magnétotactiques sont enrichies à l’aide d’une piste de course capillaire en verre et d’un aimant. Enfin, les bactéries magnétotactiques sont caractérisées à l’aide de la microscopie optique. En fin de compte, la microscopie électronique à transmission est utilisée pour montrer la taille et la forme des bactéries et de leurs zones magnétographiques contenant de la magnétite.

Cette méthode nous aide à comprendre des questions clés, la microbiologie environnementale, comme l’évolution de la magnéto sur Terre et la façon dont les bactéries magnétotactiques synthétisent des aimants de taille nanométrique. La démonstration de la procédure aujourd’hui sera Zachary, un Stryker. Zachary est candidat au doctorat dans mon laboratoire.

Il travaille avec mon frère et moi-même ici à l’Université d’État de l’Ohio. Lorsque vous décidez d’un site d’eau douce pour collecter des bactéries magnétotactiques ou MTB, il est souvent préférable de commencer par un étang ou un ruisseau lent qui a une couche de sédiments mous et boueux. Dans cette démonstration, nous avons prélevé un échantillon au bord de la rivière Oland Tangy sur le campus de l’Université d’État de l’Ohio à Columbus, en Ohio.

Trouvez un endroit où la profondeur de l’eau est comprise entre 10 et 100 centimètres et, à l’aide d’un récipient à vis transparent, remplissez le récipient avec la couche supérieure de sédiments et l’espace restant avec de l’eau, en recouvrant le récipient sous l’eau dans le laboratoire, desserrez le bouchon et laissez-le couvrir le récipient pour réduire l’évaporation et stockez-le dans l’obscurité pendant plusieurs heures à plusieurs jours pour permettre aux sédiments de se dérouler et trouver des particules pour se déposer. Pour faire des pistes de course pour enrichir le VTT. Commencez par utiliser un stylo ou une lime en diamant pour couper le haut d’une pipette en verre de 5,75 pouces, en laissant suffisamment d’espace pour un à deux millilitres d’eau.

Ensuite, utilisez un brûleur pour sceller l’autoclave de pointe. Plusieurs soulèvent des chenilles avec du coton et de longues aiguilles métalliques. Lorsque vous êtes prêt à isoler le VTT, placez des aimants sur les côtés du récipient en plastique, à environ un centimètre au-dessus de l’interface eau-sédiment avec les pôles sud et nord sur les côtés opposés du récipient.

Veillez à ne pas déranger les sédiments. Attendez de 30 minutes à plusieurs heures pour que les bactéries nagent jusqu’à l’aimant. Ensuite, à l’aide d’une seringue, retirez le liquide du récipient d’échantillon près de l’interface sédiment-eau.

Fixez un filtre à la seringue et une aiguille métallique au filtre, puis assurez-vous qu’il n’y a pas de bulles dans le capillaire. À l’aide de l’aiguille, l’eau filtrée de l’échantillon est ajoutée à une piste de course en autoclave avec du coton stérile et l’aiguille métallique. Branchez la piste de course en poussant le coton à l’intérieur du capillaire à 0,5 à un centimètre de l’extrémité scellée.

À l’aide d’une pipette stérile, retirez les bactéries magnétotactiques du récipient où elles sont regroupées près du pôle sud de l’aimant, et ajoutez le VTT contenant de l’eau à l’extrémité ouverte de la piste de course. Une fois que la piste de course est remplie d’échantillon de liquide, posez-la sur le côté sur une surface horizontale et placez le pôle sud d’une barre magnétique à côté de la pointe d’étanchéité de la piste de course. Attendez cinq à 30 minutes pour que le VTT migre à travers le coton.

À l’aide d’un couteau diamanté, faites doucement une petite égratignure près du bouchon de coton et cassez l’extrémité de la piste de course. À l’aide d’une seringue d’un millilitre avec une aiguille étroite, retirez le liquide enrichi en VTT de l’extrémité de la piste de course. Pour observer le MTB par microscopie optique, placez une goutte de l’échantillon enrichi sur une lamelle.

Placez la lamelle de recouvrement sur un joint torique qui repose sur une lame de verre. C’est ce qu’on appelle la goutte suspendue. Le joint torique doit avoir un diamètre légèrement inférieur à celui de la lamelle.

Ensuite, placez la lame sur une platine de microscope optique et faites la mise au point sur un bord de la goutte. Ensuite, pour attirer le VTT d’un côté de la chute, placez l’extrémité sud d’un aimant de barre près de ce côté en quelques minutes, de nombreux VTT doivent être au bord de la chute. Pour observer le MTB par TEM, placez une grille de cuivre de 200 mailles stabilisée et recouverte de carbone sur la goutte de bactéries enrichies et laissez l’échantillon se déposer pendant 10 minutes.

Après avoir lavé l’échantillon sur une goutte d’eau pendant 30 secondes, placez-le sur une goutte d’acétate d’urinoir à 2 % pendant 30 secondes à cinq minutes, puis utilisez un morceau de papier filtre pour sécher complètement, analysez les échantillons à l’aide de la microscopie électronique à transmission à 200 kilovolts. Voici une image au microscope électronique à transmission d’une seule bactérie magnétotactique enrichie à partir d’un échantillon de sédiments environnementaux. La spirale et la morphologie des zones cellulaires et magnétologiques sont clairement visibles avec une seule puce.

Une fois que les bactéries magnétotactiques ont été collectées dans l’environnement, la technique de séparation magnétique prendra environ trois heures si elle est correctement exécutée. À la suite de cette procédure, d’autres méthodes telles que l’analyse de l’ARN ribosomique 16 s peuvent être effectuées, ce qui répondra à des questions supplémentaires telles que la relation phylogénétique de la bactérie magnétotactique nouvellement découverte avec d’autres micro-organismes.