Name: Identification des bactéries métaboliquement actif dans lintestin du généraliste Spodoptera littoralis Par ADN isotopes stables de palpage Utilisation 13 C-Glucose (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-11-13T20:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 11 s
Description: Découvrez le marquage isotopique à l'aide de glucose 13C pour identifier les bactéries métaboliquement actives dans l'intestin de Spodoptera littoralis. Cette méthode associe phylogénie et activité métabolique par pyroséquençage.

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Nous remercions Angelika Berg à l&#39;aide de laboratoire. Ce travail a été soutenu et financé par la Société Max Planck et l&#39;École Jena for Microbial Communication (JSMC).

Une. Élevage des insectes <ol><li> Acheter ou obtenir des œufs griffes de Spodoptera littoralis partir de votre propre élevage. Les maintenir dans des plats de Pétri à température ambiante (TA) jusqu&#39;à l&#39;éclosion. </li><li> Préparer l&#39;alimentation artificielle pour les insectes d&#39;élevage comme suit: <ol><li> Faire tremper 500 g de haricots blancs au sol pendant la nuit dans 100 ml d&#39;eau. </li><li> Ajouter 9,0 g d&#39;acide ascorbique et 75 g d&#39;agar à 1 000 ml d&#39;eau distillée H 2 O et ensuite la faire bouillir. </li><li> Laisser le mélange refroidir et il se solidifie quand (à un mélange solide cireux blanc) stocker à 4 ° C jusqu&#39;à utilisation. </li></ol></li><li> Transférer les larves nouvellement écloses dans une boîte en plastique propre et les élever sur le régime artificiel à 23-25 ​​° C sous un régime de jours longs avec 16 h d&#39;éclairage et 8 heures d&#39;obscurité. Changer la nourriture tous les jours jusqu&#39;à ce que les larves passent par six stades larvaires. </li></ol> 2. 13 C-marquage de l&#39;ADN dans les bactéries intestinales métaboliquement actives <ol><li> Dissoudre 186,1 mg de glucose entièrement 13 C marqué avec de l&#39;eau distillée et déminéralisée (le trou DDH 2 O) et bien mélanger avec 100 g de nourriture artificielle pour l&#39;expérience de SIP. Assurer une concentration finale de 13 C-glucose 10 mM dans l&#39;alimentation artificielle. Cela imite la concentration en glucose in situ dans l&#39;intestin de S. littoralis larves qui se nourrissent sur ​​les plantes de coton selon Shao et al. (soumis). </li><li> Transfert 9-15 deuxième stade larvaire santé de la zone d&#39;élevage des boîtes de Petri en plastique stérile (une larve par boîte de Pétri) contenant frais 13 C-glucose dopés alimentation artificielle. Utilisation régime artificiel contenant la même quantité de glucose native (12 C-glucose), comme décrit, pour l&#39;alimentation du groupe de contrôle. </li><li> Renouveler le régime alimentaire artificiel fréquemment au cours de la période d&#39;incubation (1 jour). Utilisez conditions d&#39;élevage que dans l&#39;étape 1.3. </li><li> Recueillir neuf larves de chaque traitement pour un traitement ultérieur (de l&#39;extraction d&#39;ADN). Chaquereproduire est constitué par trois individus; faire au moins trois répétitions par traitement. </li></ol> 3. Insecte Dissection <ol><li> Nettoyer et désinfecter les outils de dissection au début du travail avec de l&#39;éthanol 70% (Outils = ciseaux Vannas, pinces et scalpel avec des lames jetables fines). </li><li> Prenez les insectes avec une pince doux et laver la peau avec de l&#39;eau distillée superficiellement. Placez-les sur de la glace pendant au moins 30 min pour les anesthésier. </li><li> Alors qu&#39;il était encore anesthésié les mettre à 0 ° C pendant 1 heure pour les tuer. Désinfecter les insectes morts superficiellement en les plongeant dans de l&#39;éthanol (70%) pour un couple de minutes. </li><li> Effectuer la dissection de l&#39;insecte dans un volume d&#39;environ 15 ml de PBS 1x déposée sur une boîte de Pétri stérile (NaCl 1XPBS = 137 mM, KCl 2,7, 4,3 mM Na 2 HPO 4, 1,47 mM de KH 2 PO 4, ajuster le pH à 7,4 , autoclave). Assurez-vous d&#39;avoir tout le corps de l&#39;insecte complètement immergé dans la solution au cours de toute la période de dissection. </li><li> Commencez la dissection en faisant une incision dans la peau le long de la côté gauche de l&#39;insecte droite et commence à la tête et finir sur l&#39;anus. Retirez toute la peau, les tubes de Malpighi, et le corps de graisse. Changer de tampon frais avant de couper ouvert l&#39;intestin. Section de l&#39;intestin en avant, au milieu et à l&#39;intestin postérieur lorsque cela est nécessaire. Stocker le tissu dans le congélateur (-80 à -20 ° C) jusqu&#39;à ce que l&#39;extraction d&#39;ADN </li></ol> 4. Extraction de l&#39;ADN et l&#39;amplification <ol><li> Placer le tissu de l&#39;insecte dans un tube à centrifuger stérile de 1,5 ml et sécher les échantillons à 45 ° C dans un dispositif de concentrateur sous vide. Écraser le tissu séché avec un pilon en plastique stérile. </li><li> Extraire l&#39;ADN génomique en utilisant un kit adapté pour l&#39;extraction de l&#39;ADN du sol. Transférer le tissu sec pour le tube de réaction de la trousse et suivez les instructions comme indiqué par le fabricant. </li><li> Déterminer la concentration de l&#39;ADN élue finale à l&#39;aide d&#39;un spectrophotomètre. </li><li> VerifYa réussie extraction de l&#39;ADN metagénomique microbienne de l&#39;intestin de l&#39;insecte par la préparation d&#39;un essai de PCR de diagnostic en utilisant des amorces générales eubactéries 27f (5 - AGAGTTTGATCCTGGCTCAG -3) et 1492r (5 - GGTTACCTTGTTACGACTT -3). Régler la réaction PCR comme suit: <ol><li> Régler un mélange réactionnel de 50 ul contenant du tampon 1x, 1,5 mM de MgCl2, 10 mM de quatre désoxynucléoside triphosphates (dNTP), 2,5 U de Taq DNA polymerase, 0,5 mM de chaque amorce et 60 ng de l&#39;ADN extrait comme matrice. </li><li> Exécuter les réactions de PCR en utilisant un thermocycleur de la manière suivante: dénaturation initiale à 94 ° C pendant 3 min, suivie de 35 cycles: 94 ° C pendant 45 s, hybridation à 55 ° C pendant 30 secondes, et extension à 72 ° C pendant 1 min . Utiliser une étape d&#39;extension finale à 72 ° C pendant 10 min. </li><li> Vérifiez l&#39;amplification par PCR avec succès dans un agarose à 1% électrophorèse bromure d&#39;éthidium (EB) de gel coloré (dissoudre 1 g d&#39;agarose dans 100 ml de tampon TAE 1X et tache avec 1 microlitre EB). Dépôt de 5 pi de ee produit PCR + 1 microlitre de 6x colorant de charge dans les poches de gel. (1x TAE = 40 mM de Tris-Base, 20 mM d&#39;acide acétique glacial, EDTA 1 mM, ajuster le pH à 8). </li><li> Exécutez le gel en utilisant un tampon 1xTAE à 300 V, 115 mA pour ca. 20 min dans une chambre d&#39;électrophorèse. En utilisant une chambre de documentation de gel (transilluminateur UV connecté à un appareil photo numérique et ordinateur) observer le gel et comparer la taille de votre produit final avec le marqueur de gène également chargé; la bonne taille des amplicons doit être d&#39;environ 1,5 kb. </li></ol></li><li> Stocker les produits de PCR dans des conditions de surgélation, de préférence -80 ° C, jusqu&#39;à utilisation. </li></ol> 5. Séparation ADN-CsCl ultracentrifugation en gradient <ol><li> Préparer les réactifs pour les gradients pour ultracentrifugation comme suit: <ol><li> Préparer un M de chlorure de césium (CsCl) solution 7.163 en dissolvant progressivement 603,0 g de CsCl dans le trou DDH 2 O et remplir jusqu&#39;à un volume final de 500 ml. </li><li> Précision déTermine la densité de la solution préparée en pesant CsCl une aliquote de 1,0 ml sur une balance à trois chiffres en triple exemplaire. Ceci est habituellement comprise entre 1,88 et 1,89 g / ml à température ambiante. </li><li> Préparer le tampon de gradient (Tris 100 mM, KCl 100 mM et EDTA 1 mM) en combinant 50 ml de 1 M Tris-HCl (pH 8,0), 1 ml d&#39;EDTA 0,5 M (pH 8) et de 3,75 g de KCl dans un finale volume de 500 ml en utilisant le trou DDH 2 O. Filtre (0,22 um) et stériliser à l&#39;autoclave cette solution. </li></ol></li><li> ADN séparation <ol><li> Après avoir déterminé la concentration individuelle d&#39;ADN des insectes traités, mesurée au point 4.3, mettent en commun les insectes correspondant à une répétition ensemble et normaliser leur concentration d&#39;ADN pour s&#39;assurer que chacun, contribue également à la population échantillonnée. Une concentration finale de 500-5000 ng d&#39;ADN (mesurer à nouveau la concentration finale) est approprié pour le procédé d&#39;ultracentrifugation 21. </li><li> Pour mettre en place le milieu dégradé, combiner l&#39;ADN quantifié, un tampon gradientd 4,8 ml de solution 7,163 M CsCl ensemble pour un volume mixte de 6,0 ml dans un tube de 15 ml à bouchon à vis stérile (génération d&#39;un mélange moyen de l&#39;ADN dégradé). </li><li> Placez délicatement le mélange moyen de l&#39;ADN dégradé préparé dans un tube de 5,1 ml d&#39;ultracentrifugation (remplir jusqu&#39;à la base du col du tube) en utilisant une seringue et une aiguille. Éviter pompage ou de formation de bulles d&#39;air. Inclure au moins un gradient de vide (en utilisant le trou DDH 2 O à la place de l&#39;ADN) dans chaque cycle de centrifugation selon un gradient de référence. </li><li> tube de la balance des paires à l&#39;intérieur de 10 mg de poids après chaque support gradient requis est rempli dans le tube d&#39;ultracentrifugeuse respectif. Sceller le tube avec un &quot;Topper Tube&quot; et veiller à ce que le joint est sans fuite en inversant le tube et en appliquant une pression modérée à la main. </li><li> Utilisez un rotor vertical près de huit puits pour maintenir 5,1 ml tubes d&#39;ultracentrifugation pour l&#39;ultracentrifugation. Bien sceller les puits de rotor et charger le rotor dans le ultracentrifugation selon la males instructions tion du fabricant. Définir les conditions d&#39;ultracentrifugation: rotation à 50 000 tours par minute (environ 177 000 xg), la température à 20 ° C, et ultracentrifugation durée de 40 heures avec le vide. Sélectionnez une accélération maximale et la décélération sans frein. </li><li> Une fois terminé, retirez avec précaution les tubes du rotor de la centrifugeuse en utilisant une pince. Placez-les dans un rack sans perturber les gradients formés dans les tubes. Traiter les échantillons de fractionnement gradient dès que possible afin de minimiser toute diffusion. </li></ol></li><li> Récupération de l&#39;ADN de dégradés isopycnique séparées par fractionnement <ol><li> Utilisation d&#39;un système de pompe HPLC précis pour réaliser le fractionnement du gradient, qui sépare également les gradients formés par le haut méthode de déplacement du tube d&#39;ultracentrifugeuse. Raccordez la pompe HPLC (gradient de débit de 100%) à la bouteille remplie avec 1 L déplacement ddH 2 O et bien attacher le tuyau de pompe ouvert avec un 23 G 1 aiguille de la seringue. Ajouter suffisamment de bromophenol colorant bleu au trou DDH 2 O pour donner une couleur bleu foncé. Ceci facilite la visualisation de l&#39;interface entre le milieu de gradient et le déplacement du trou DDH 2 O. </li><li> Régler la pompe à un débit de 850 ul / min et l&#39;écoulement du système s&#39;équilibrer jusqu&#39;à ce qu&#39;une goutte de la couleur bleue trou DDH 2 O émerge hors de l&#39;aiguille de la seringue. </li><li> Fixez soigneusement le tube d&#39;ultracentrifugation à un support de fixation et percer le fond du tube avec une seringue 23 G 1 dans la longue aiguille. Raccorder la pompe au tube d&#39;ultracentrifugation en insérant l&#39;aiguille fixée à la tubulure de la pompe dans la partie supérieure du tube, et collecter des gouttes à partir du fond directement dans des tubes à centrifuger de 1,5 ml stériles. Recueillir une fraction toutes les 30 secondes, un montant d&#39;environ 425 pi par fraction et un total de 12 fractions par gradient. Notez que la dernière fraction (fraction 12) contient habituellement le déplacement trou DDH 2 O et doit être jeté. </li><li> Après fractionnement, measure la densité de toutes les fractions séparées utilisant une balance analytique tel que mentionné à l&#39;étape 5.1.2. </li><li> Précipiter l&#39;ADN de chaque fraction (environ 425 ul) en ajoutant d&#39;abord 1 ul de glycogène (20 ug / ul dans le trou DDH 2 O, passé à l&#39;autoclave) en tant que support pour la précipitation de faible quantité d&#39;ADN. Mélangez bien par inversion. </li><li> Ajouter deux volumes (850 ul) et de polyéthylène glycol (PEG) solution (dissolution de 150 g de polyéthylène glycol 6000 et de 46,8 g de NaCl dans le trou DDH 2 O pour obtenir un volume total de 500 ml. Filtrer, stériliser et autoclave. La solution de PEG est de 30 % de PEG 6000 et 1,6 M de NaCl), et mélanger à nouveau en inversant dix fois. </li><li> Laisser les tubes à température ambiante pendant au moins deux heures (si nécessaire, pendant la nuit) pour précipiter l&#39;ADN. </li><li> Centrifuger les précipités à 13 000 xg pendant 30 min à température ambiante. Une pastille visible devrait former. </li><li> Retirez délicatement le surnageant avec une pipette et laver le culot avec 500 ul de 70% d&#39;éthanol. Centrifuger sous le mêmeconditions de 10 min à nouveau. </li><li> Prenez soin de le surnageant et sécher à l&#39;air le culot à température ambiante pendant 15 min. </li><li> Reprendre le culot d&#39;ADN séché dans 30 pl de ddH 2 O et bien mélanger en tapotant doucement le tube. Quantifier l&#39;ADN dans chaque fraction gradient comme dans l&#39;étape 4.3 Stocker les échantillons sous -20 ou -80 ° C si le stockage à long terme est nécessaire. </li></ol></li></ol> 6. ADN Caractérisation par Pyroséquençage <ol><li> S&#39;assurer que l&#39;ADN natif non marqué (12 C) occupe la plage de densité de 1,705 g / ml à 1,720 g / ml, alors que 13 l&#39;ADN marqué au C a une masse volumique de 1,720 à 1,735 g environ / ml. Noter que les deux indigène et 13 ADN C marqué extrait à partir d&#39;échantillons environnementaux peut s&#39;étendre sur plusieurs fractions de gradient. Attendez-vous à l&#39;ADN de lumière pour être associé avec des fractions 9-11 et l&#39;ADN lourd pour être associé avec des fractions 4-6. </li><li> Combiner les fractions clés pour créer une seule &quot;compilé&quot; fraction ac représentantCording à l&#39;allocation spécifique de pointe de l&#39;ADN de la densité résolu. Alternativement, d&#39;autres moyens d&#39;examiner les fractions séparées en utilisant la spectrométrie isotopique rapport de masse (IRMS) 22 ou une méthode de prise d&#39;empreintes digitales, comme dénaturant gradient électrophorèse sur gel (DGGE) 23, peuvent aider à choisir fractions appropriées avant le séquençage. </li><li> Effectuer pyroséquençage de 16S ARNr bactériens amplifiés par PCR des gènes de fractions lourdes, moyennes et légères compilés de chaque individu gradient. En utilisant cette méthode, l&#39;identification de la lignée et l&#39;abondance relative des espèces de bactéries métaboliquement actives dans le SIP est incubé les échantillons possible. Effectuer pyroséquençage comme suit: <ol><li> Effectuer amplicon pyroséquençage l&#39;aide d&#39;un instrument Roche FLX 454 avec des réactifs de titane. </li><li> Préparer amplicons barres pour le multiplexage en utilisant l&#39;amorce de fusion mis Gray28F (5 - GAGTTTGATCNTGGCTCAG -3) et Gray519r (5 - GTNTTACNGCGGCKGCTG -3) 24,25 prolongé avec ee amorce respective, adaptateur A / B et identifiants multiplex spécifiques à l&#39;échantillon (MID). </li><li> Appliquer une PCR en une étape avec 30 cycles, en utilisant une polymerase Hot Start Taq, pour générer la bibliothèque de séquençage. </li><li> Séquencer les amplicons sur la base du protocole de fournisseur, et s&#39;étendent le lit de la direction avant (Gray28F) tel que décrit dans <a href="http://www.researchandtesting.com/">http://www.researchandtesting.com/</a> . </li></ol></li></ol> 7. Pyroséquençage analyse de données <ol><li> Analyser la séquence premières lectures généré par le pyroséquençage 454 avec les «idées quantitatives en écologie microbienne&quot;, pipeline logiciel de QIIME 26. Effectuer le traitement comme suit: <ol><li> Initialement, convertir le fichier SFF 454-machine générée à FASTA, QUAL et fichiers Flowgram avec le script process_sff.py. </li><li> Valider le fichier de mappage (basé sur check_id_map.py) et attribuer multiplexé lit à sam biologiqueples avec le script split_libraries.py. Découpez le faible qualité se termine avec une taille de fenêtre glissante de 50 et un paramètre moyen de coupure de qualité de 25, éliminent également de courtes séquences ambiguës (la longueur &lt;200 pb) de l&#39;ensemble de données. </li><li> Débruiter les données en utilisant le 454 denoise_wrapper.py. </li><li> Ensuite, la grappe de haute qualité lit en unités taxonomiques opérationnelles (UTO) en utilisant la méthode du multiple OTU la cueillette (de pick_otus.py avec 97% de similarité de séquence seuils). </li><li> Choisissez une séquence représentant de chaque OTU utilisant pick_rep_set.py. </li><li> Affecter taxonomie à l&#39;ensemble de la séquence représentative fondée sur assign_taxonomy.py. Utiliser le classificateur projet de base de données ribosomique (RDP) avec un minimum de confiance pour enregistrer cession prévu à 0,80. </li><li> Aligner la séquence représentant ensemble contre les préalignée Greengenes base 16S séquences en utilisant l&#39;algorithme pynast (align_seqs.pyavec la séquence minimale identité pour cent ensemble à 75). </li><li> En outre, épuiser chimères d&#39;une analyse complémentaire en exécutant identify_chimeric_seqs.py. </li><li> Retirez toutes les positions (pas utiles pour l&#39;inférence phylogénétique) avec le modèle de lanemask (de filter_alignment.py) avant de construire un arbre phylogénétique (de make_phylogeny.py) de l&#39;écart. </li><li> Enfin, générer des tableaux UTO avec make_otu_table.py, décrivant l&#39;apparition de phylotypes bactériennes dans chaque échantillon. Utilisez le tableau OTU pour construire la carte thermique pour comparer l&#39;abondance et l&#39;activité bactérienne. </li><li> Si nécessaire, calculer l&#39;alpha et bêta de la diversité au sein de et entre les échantillons, respectivement. De la même manière, les courbes de raréfaction (graphiques de la diversité par rapport à la profondeur de séquençage) et principal Coordonnées analyse (PCoA) parcelles représentant les relations entre les communautés microbiennes peuvent également être préparés. </li></ol></li></ol>

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Nous n&#39;avons rien à communiquer.

L&#39;intestin de la plupart des insectes abrite une communauté microbienne riche et complexe; généralement 10 7 -10 9 cellules procaryotes déposer là, plus nombreux que les propres cellules de l&#39;hôte dans la plupart des cas. Ainsi, l&#39;intestin de l&#39;insecte est un &quot;point chaud&quot; pour les activités microbiennes différentes, représentant de multiples aspects des relations microbiennes, de la pathogenèse d&#39;obliger mutualisme 27. Bien que de nombreuses études ont décr...

Associations symbiotiques insectes bactériennes sont connus pour un grand nombre d&#39;espèces d&#39;insectes 7. Dans ces associations symbiotiques, les micro-organismes jouent un rôle important dans la croissance et le développement des insectes. Les microbes ont été montrés pour contribuer à une reproduction des insectes, des phéromones biosynthèse 3, de la nutrition, y compris la synthèse des acides aminés essentiels 4, et la digestion de la nourriture inaccessible à l&#39;hôte. En dépit de la grande variété des associations intestinale bactérienne, on sait beaucoup moins sur le rôle fonctionnel qu&#39;ils jouent en faveur de l&#39;insecte. Seulement dans le cas des termites, la digestion symbiotique de la lignocellulose réalisé par les procaryotes, les protozoaires et les champignons, a été largement étudiée 8,9. Contrairement à cela, on sait peu sur l&#39;association symbiotique présente dans l&#39;intestin des insectes généralistes à savoir la noctuelle du coton Spodoptera littoralis. Par ailleurs, en raison de leur changement fréquent des plantes hôtes, généralist insectes et de leurs communautés bactériennes associées de l&#39;intestin sont exposés en permanence à de nouveaux défis liés à leurs habitudes alimentaires consommant des plantes avec une pléthore de composés phytochimiques. A côté de cela, l&#39;environnement de l&#39;intestin dans les lépidoptères, représente en soi un environnement difficile pour la croissance des bactéries en raison de l&#39;intestin pH élevé 10. En particulier dans le cas de S. littoralis, il varie de 10,5 dans l&#39;intestin antérieur, ca. 9 dans l&#39;intestin moyen de pH près de 7 dans l&#39;intestin postérieur 11. D&#39;autre part, la communauté bactérienne associée à l&#39;intestin de S. littoralis est simple. Tang, Freitak, et al 12. Ont rapporté un maximum de 36 phylotypes appartenant à un total de 7 espèces bactériennes différentes que les seuls membres de la communauté bactérienne associée à cet insecte. En outre, aucune procédure d&#39;élevage compliqué est nécessaire pour la croissance des insectes dans le laboratoire. En outre, ce et le cycle de vie court de l&#39;insecte faciliter multi-gétudes enerational, tournant cette espèce dans un système de modèle idéal pour étudier les interactions intestin-microbe. Avec l&#39;avènement des technologies de séquençage basées sur la PCR, le nombre d&#39;études traitant de l&#39;intestin biote de plusieurs organismes (par exemple les humains, les insectes ou les organismes marins) a augmenté. De plus, les résultats sont indépendants de l&#39;isolement et de culture des bactéries de l&#39;intestin hébergé comme par le passé. Près de 99% des bactéries ne sont pas cultivables et la simulation des conditions environnementales régnant dans l&#39;intestin est difficile 12. En utilisant la PCR, des fragments de gène d&#39;ARNr 16S (un marqueur de gène phylogénétique largement utilisé chez les bactéries) peuvent être amplifiés de manière sélective à partir d&#39;une matrice d&#39;ADN mixte des communautés bactériennes intestinales, séquencées, et clones. Avec cette information, l&#39;utilisateur est capable d&#39;identifier les espèces bactériennes après avoir récupéré les informations de séquence à partir de bases de données publiques 13,14. Néanmoins, le séquençage des approches pour décrire bactériennecommunautés restent insuffisants en raison du manque d&#39;informations sur la contribution métabolique intrinsèque de chacune des espèces au sein de la communauté. Isotopes stables de sondage (SIP) est une technique de culture libre-prometteur. Il est souvent utilisé en microbiologie environnementale à analyser phylogénies microbiennes liées à certaines activités métaboliques. Ce résultat est obtenu en suivant les isotopes stables, marqué atomes de substrats en biomarqueurs microbiens, tels que des acides gras de phospholipides dérivés, l&#39;ADN et l&#39;ARN 5. Lorsque l&#39;on considère les acides nucléiques, la méthode est basée sur la séparation de l&#39;ADN 13 marqué au carbone ou de l&#39;ARN à partir de l&#39;ADN non marqué par ultracentrifugation en gradient de densité-6. En raison de cette connexion directe entre le marqueur d&#39;ADN et l&#39;activité métabolique, une analyse moléculaire en aval des acides nucléiques identifie les espèces et fournit des informations sur les activités métaboliques. En outre, la combinaison de l&#39;ADN-SIP et pyroséquençage appliquée parPilloni, von Netzer, et al. 15, permet une identification simple et sensible notamment des espèces bactériennes présentes dans la fraction lourde de 13 C-ADN marqué. Jusqu&#39;à présent, cette technique a été appliquée pour décrire les communautés bactériennes impliquées dans les processus biogéochimiques dans le sol sous aérobies et anaérobies 16,17 18,19 conditions. Outre l&#39;utilisation en sciences de l&#39;environnement, la technique a été appliquée dans les sciences médicales tel que rapporté par Reichardt, et al. 5, qui décrit les activités métaboliques des différents groupes phylogénétiques du microbiote intestinal humain en réponse à un glucide non digestible. Ici, nous utilisons 13 C-glucose de «label» de l&#39;ADN des espèces bactériennes métaboliquement actives dans l&#39;intestin. Le glucose est un sucre utilisé par la plupart des espèces bactériennes le long de la voie généralisée Entner-Doudoroff (ED), bien que des exceptions sont connues 20. Cejustifie l&#39;utilisation de 13 C-glucose comme sonde métabolique fiable qui fournit un lien entre les métabolites d&#39;intérêt et la source de carbone le long des voies établies. En fonction de la question scientifique, d&#39;autres substrats, à savoir 13 C-méthane, le 13 CO 2, ou de plantes obtenues sous une atmosphère de 13 CO 2, peut être utilisé pour traiter des activités métaboliques. À ce stade, nous présentons le protocole appliqué dans la caractérisation métabolique de la communauté bactérienne de l&#39;intestin d&#39;un insecte généraliste, à savoir S. littoralis (Lepidoptera, Noctuidae). En outre, la technique a été couplé à pyroséquençage, qui à son tour permet l&#39;identification de la communauté bactérienne de l&#39;intestin des insectes avec une haute résolution et de précision. Comme le substrat principal, 13 C-glucose marqué a été utilisé au cours des expériences.

<table><tbody><tr><td>Dumont #5 Pince à finition miroir</td><td>Outils scientifiques fins</td><td>11251-23</td><td>&nbsp ;</td></tr><tr><td>Ciseaux à ressort Vannas</td><td>Outils scientifiques fins</td><td>15000-00</td><td>&nbsp ;</td></tr><tr><td>Concentrateur de vide de vitesse 5301</td><td>Eppendorf Allemagne</td><td>5305 000.304</td><td>&nbsp ;</td></tr><tr><td>Pilon en plastique</td><td>Carl Roth GmbH Co. Allemagne</td><td>P986.1</td><td>&nbsp ;</td></tr><tr><td>Spectrophotomètre NanoVue</td><td>GE HealthCare, Royaume-Uni</td><td>28-9569-58</td><td>&nbsp ;</td></tr><tr><td>Mastercycler pro/thermocycleur</td><td>Eppendorf Allemagne</td><td>6321 000.515</td><td>&nbsp ;</td></tr><tr><td>Chambre d’électrophorèse horizontale sur gel Agagel Standard</td><td>Biometra</td><td>Discontinué&</td><td>nbsp ;</td></tr><tr><td>Ultracentrifugeuse (Optima L-90K)</td><td>Beckman</td><td>A20684</td><td>&nbsp ;</td></tr><tr><td>Rotor d’ultracentrifugeuse (NVT 90)</td><td>Beckman</td><td>362752</td><td>&nbsp ;</td></tr><tr><td>Pompe HPLC</td><td>Agilent</td><td>1100</td><td>&nbsp ;</td></tr><tr><td>Quick-Seal, tube polyallomère</td><td>Beckman</td><td>342412</td><td>&nbsp ;</td></tr><tr><td>Transilluminateur UVstar 15&nbsp ;</td><td>Biometra</td><td></td><td>&nbsp ;</td></tr></tbody></table>

identification des bactéries métaboliquement actif dans l&#39;intestin du généraliste<em&gt; spodoptera littoralis</em&gt; par adn isotopes stables de palpage utilisation<sup&gt; 13</sup&gt; c-glucose

Identification of Metabolically Active Bacteria in the Gut of the Generalist Spodoptera littoralis via DNA Stable Isotope Probing Using 13C-Glucose

Entrailles de la plupart des insectes sont habitées par des communautés complexes de bactéries non pathogènes symbiotiques. Dans ces communautés microbiennes, il est possible d&#39;identifier les espèces de bactéries commensales ou mutualistes. Ces derniers chers, ont été observées pour servir plusieurs fonctions à l&#39;insecte, à savoir aider à une reproduction des insectes, en stimulant la réponse immunitaire 2, la production de phéromone 3, ainsi que la nutrition, y compris la synthèse des acides aminés essentiels 4, entre autres. En raison de l&#39;importance de ces associations, de nombreux efforts ont été réalisés pour caractériser les communautés vers le bas pour les membres individuels. Cependant, la plupart de ces efforts ont été soit basées sur des méthodes de culture ou invoqué la génération de fragments de gènes ARNr 16S qui ont été séquences pour l&#39;identification finale. Malheureusement, ces approches ne identifié les espèces bactériennes présentes dans l&#39;intestin et n&#39;ont fourni aucune informations sur l&#39;activité métabolique des micro-organismes. Afin de caractériser l&#39;espèce bactérienne métaboliquement actives dans l&#39;intestin d&#39;un insecte, on a utilisé des isotopes stables de palpage (SIP) in vivo employant 13 C-glucose comme substrat universel. Il s&#39;agit d&#39;une technique de culture libre-prometteuse qui permet la liaison de la phylogénie microbiennes à leur activité métabolique particulier. Cela est possible en suivant, isotopes stables marqué atomes de substrats en biomarqueurs microbiens, tels que l&#39;ADN et de l&#39;ARN 5. L&#39;incorporation d&#39;isotopes 13 C dans l&#39;ADN augmente la densité de l&#39;ADN marqué par rapport à la non marqué (12 C) une. En fin de compte, l&#39;ADN marqué au 13 C ou de l&#39;ARN est séparé par ultracentrifugation en gradient de densité à partir de la C-12 non marqué similaire une 6. Analyse moléculaire ultérieure des isotopomères d&#39;acides nucléiques séparés assure la liaison entre l&#39;activité métabolique et de l&#39;identité de l&#39;espèce. Ici, nous présentons le protocole utilisé pour caractériser les bactéries métaboliquement actives dans l&#39;intestin d&#39;un insecte généraliste (notre système de modèle), Spodoptera littoralis (Lepidoptera, Noctuidae). L&#39;analyse phylogénétique de l&#39;ADN a été effectuée à l&#39;aide pyroséquençage, ce qui a permis une haute résolution et une précision dans l&#39;identification de la communauté bactérienne de l&#39;intestin des insectes. Comme substrat principal, 13 C-glucose marqué a été utilisé dans les expériences. Le substrat a été introduit dans les insectes en utilisant un régime artificiel.

Pour réaliser un étiquetage adéquat des bactéries métaboliquement actives présentes dans l&#39;intestin d&#39;insecte, l&#39;insecte doit être exposée sur le substrat 13 de C-riche pendant une période préalablement optimisé suffisante pour permettre la séparation de la fraction plus lourde marqué facilement à partir de l&#39;allumeur non marqué une. Dans notre cas, 13 C-glucose a été complétée dans le régime alimentaire artificiel à une concentration finale de 10 mM pendant 1 jour (Figure 1...

La communauté bactérienne active associée à l&#39;intestin de Spodoptera, a été déterminée par des isotopes stables-sondage (SIP) couplé à pyroséquençage. En utilisant cette méthodologie, l&#39;identification des espèces de bactéries métaboliquement actives au sein de la communauté a été fait avec une haute résolution et de précision.

Identification des bactéries métaboliquement actif dans l&#39;intestin du généraliste<em&gt; Spodoptera littoralis</em&gt; Par ADN isotopes stables de palpage Utilisation<sup&gt; 13</sup&gt; C-Glucose

Guts of most insects are inhabited by complex communities of symbiotic nonpathogenic bacteria. Within such microbial communities it is possible to ...

L'objectif général de l'expérience suivante est de détailler une méthodologie efficace utilisée pour caractériser phylogénétiquement les bactéries métaboliquement actives présentes dans l'intestin d'un insecte. Cela est réalisé en premier lieu en administrant du glucose marqué au C13 à l'insecte, afin d'enrichir isotopiquement l'ADN des bactéries métaboliquement actives dans leur intestin. L'étape suivante consiste à extraire l'ADN de la communauté bactérienne présente dans l'intestin.La troisième étape consiste à séparer l'ADN des espèces métaboliquement actives ayant incorporé le C 13. L'ADN est ensuite identifié phylogénétiquement et quantifié pour les espèces présentes par pyroséquençage, permettant ainsi d'identifier les espèces bactériennes métaboliquement actives composant la communauté présente dans l'intestin de l'insecte.Ainsi, le tube digestif de l'organisme multicellulaire est une invention ingénieuse permettant d'exploiter les capacités métaboliques des microorganismes pour dissoudre ou solubiliser la matière organique complexe, afin qu'elle puisse finalement servir de nutriment à l'hôte insecte. Pour comprendre ce système, nous devons d'abord analyser qui est présent,

identification-metabolically-active-bacteria-gut-generalist

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Biology

Biologie

L'ADN des isotopes stables de sondage est une méthode de culture-indépendante pour identifier et caractériser des communautés actives de microorganismes qui sont capables d'utiliser des substrats spécifiques. L'assimilation de substrat enrichi en isotope lourd conduit à l'incorporation des atomes marqués dans la biomasse microbienne. Ultracentrifugation en gradient de densité récupère l'ADN marqué en aval des analyses moléculaires.

L&#39;ADN des isotopes stables de palpage (ADN-SIP)

Stable profilage isotopique par analyse spectrométrique de masse chromatographie en phase gazeuse du flux métabolique intermédiaire est décrite dans le...

Stable profilage isotopique du flux métabolique intermédiaire dans la phase de développement et de l&#39;adulte Caenorhabditis elegans</em

13 C-marquage isotopique est une technique utile pour déterminer le métabolisme de la cellule centrale pour divers types de microorganismes. Après les cellules ont été cultivées sur un substrat spécifique marqué, GC-MS de mesure peut révéler des voies métaboliques fonctionnelles basées sur les modèles d'étiquetage unique dans protéinogènes acides aminés.

Confirmation des voies métaboliques et la découverte par 13 C-étiquetage des acides aminés protéinogènes

Plus courantes analyse de contenu des contenus stomacaux des macroinvertébrés sont visuels. Exigeant la connaissance intense sur la diversité morphologique des proies, ils manquer doux corsé proies et, en raison de la forte fragmentation des proies, sont presque impossibles pour certains organismes, y compris les amphipodes. Nous fournissons des approches génétiques détaillées, roman de macroinvertébrés proie d’identification dans le régime alimentaire des amphipodes.

Protocole de laboratoire pour les Analyses de contenu Gut génétiques de macroinvertébrés aquatiques Using Group-specific ADNr amorces

L’approche de marqueur trophique acide gras, c'est-à-dire l’assimilation des acides gras comme molécule entière et le transfert dans les tissus de consommateurs mineures ou sans aucune modification, est entravée par les lacunes dans les connaissances dans le métabolisme des acides gras des invertébrés du sol petite. Profilage de Isotopologue est fourni comme un outil précieux pour démêler les interactions trophiques.

Profilage de l’acide gras 13C Isotopologue donne un aperçu de transfert trophique de carbone et le métabolisme des lipides des consommateurs d’invertébrés

Cet article présente le protocole pour une identification rapide pour Bemisia tabaci , basé sur la technologie d’amplification isotherme boucle-négociée (lampe). Le protocole nécessite une formation minimale de laboratoire et peut, par conséquent, être mis en œuvre sur place aux points d’entrée pour les importations de végétaux tels que les ports et aéroports.

Un test d’Amplification isotherme (lampe) médiée par la boucle pour une Identification rapide de Bemisia tabaci

Les protocoles décrivent des méthodes de chromatographie liquide à haute performance couplées à la détection de l’indice de réfraction ou de la spectrométrie de masse pour l’étude des réactions métaboliques dans des systèmes complexes sans cellules à base de lysate.

Chromatographie liquide couplée à la détection par spectrométrie de réfraction ou de masse pour le profilage de métabolites dans des systèmes sans cellules à base de lysate

Nous présentons le processus d’isolement, de propagation et de caractérisation des bactéries dégradant les hydrocarbures des habitats aquatiques. Le protocole décrit l’isolement bactérien, l’identification par la méthode de l’ARNr 16S et le test de leur potentiel de dégradation des hydrocarbures. Cet article aiderait les chercheurs à caractériser la biodiversité microbienne dans les échantillons environnementaux, et plus particulièrement à dépister les microbes ayant un potentiel de...

Isolement, propagation et identification d’espèces bactériennes ayant des propriétés métabolisant les hydrocarbures dans les habitats aquatiques

Pour obtenir un insecte axenique, sa surface d’œuf est stérilisée et la larve éclose est ensuite élevée à l’aide de feuilles axeniques. Cette méthode fournit un moyen efficace pour la préparation d’insectes axeniques sans administrer d’antibiotiques ou développer un régime artificiel, qui peut également être appliqué à d’autres insectes mangeurs de feuilles.

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Caenorhabditis elegans est un modèle puissant pour examiner les déterminants moléculaires à l’origine des interactions hôte-microbiome. Nous présentons un pipeline à haut débit profilant les niveaux de colonisation du microbiome intestinal chez un seul animal ainsi que des aspects clés de la physiologie de C. elegans.

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Ici, nous présentons un protocole utilisant l’hybridation in situ par fluorescence infrarouge photothermique optique (OPTIR-FISH), également connue sous le nom de FISH PHOTOTHERMIQUE DANS L’INFRAROUGE MOYEN (MIP-FISH), pour identifier les cellules individuelles et comprendre leur métabolisme. Cette méthodologie peut être largement appliquée à diverses applications, notamment la cartographie du métabolisme cellulaire avec une résolution unicellulaire.

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Découvrez le marquage isotopique à l'aide de glucose 13C pour identifier les bactéries métaboliquement actives dans l'intestin de Spodoptera littoralis. Cette méthode associe phylogénie et activité métabolique par pyroséquençage.

Identification des bactéries métaboliquement actif dans lintestin du généraliste Spodoptera littoralis Par ADN isotopes stables de palpage Utilisation 13 C-Glucose (Vidéo) | JoVE Journal

Identification des bactéries métaboliquement actif dans l'intestin du généraliste

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