פרוטוקול זה מאפשר מיקרוסקופית תא בודד של מובחן Vibrio parahaemolyticus שחיין ותאי swarmer . השיטה מייצרת אוכלוסייה של תאים swarmer זמין בקלות עבור ניתוח תא בודד ומכסה הכנה של תרבויות תאים, אינדוקציה של בידול swarmer, הכנת המדגם, ניתוח תמונה.
Method Article
פרוטוקול זה מאפשר מיקרוסקופית תא בודד של מובחן Vibrio parahaemolyticus שחיין ותאי swarmer . השיטה מייצרת אוכלוסייה של תאים swarmer זמין בקלות עבור ניתוח תא בודד ומכסה הכנה של תרבויות תאים, אינדוקציה של בידול swarmer, הכנת המדגם, ניתוח תמונה.
היכולת ללמוד את לוקליזציה תאיים של חלבונים חיונית להבנה של תהליכים סלולריים רבים. בתורו, זה דורש את היכולת להשיג תאים בודדים עבור מיקרוסקופ פלואורסצנטי, אשר יכול להיות מאתגר במיוחד כאשר תאים הדמיה הקיימות בקהילות חיידקים. לדוגמה, האדם הפתוגן Vibrio parahaemolyticus קיים כמו קצר בצורת מוט שחין בצורת בתנאים נוזליים כי על פני השטח קשר להבדיל subpopulation של תאים swarmer מוארך מאוד התמחה לצמיחה על משטחים מוצקים. מאמר זה מציג שיטה לבצע יחיד תא פלואורסצנטי ניתוח מיקרוסקופ של V. parahaemolyticus בשני מצבי ההפרש שלה. פרוטוקול זה reproducibly מאוד גורם הפרדה של V. parahaemolyticus לתוך מחזור חיי תא מחזורי ומקל על התפשטות שלהם על פני משטחים מוצקים. השיטה מייצרת התפרצויות של תאים swarmer מובחנת המשתרעת מ tהוא קצה של מושבה נחיל. יש לציין, בקצה מאוד של התנפחות- swarm, תאים swarmer קיים בשכבה אחת של תאים, אשר מאפשר העברת קל שלהם שקופיות מיקרוסקופ ולאחר מכן מיקרוסקופ פלואורסצנטי הדמיה של תאים בודדים. בנוסף, זרימת העבודה של ניתוח תמונות עבור ייצוג דמוגרפי של חברות חיידקים מוצג. כהוכחה לעיקרון, ניתוח של לוקליזציה תאיים של chemotaxis איתות מערכים בשחיינים ותאי swarmer של V. parahaemolyticus מתואר.
חיידקים כל הזמן חווים שינויים בסביבה החיצונית שלהם פיתחו מספר טכניקות לשנות ולהתאים את התנהגותם בהתאם. מנגנון אחד כזה כולל את ההבחנה לסוגים שונים של תאים המשלימים טוב יותר את הסביבה המשתנה. בידול לעיתים קרובות כרוך שינויים גדולים הרגולציה של מחזור התא, מורפולוגיה התא, ואת הארגון spatiotemporal של התאים. אורגניזם אחד שיכול לעבור בידול הוא Vibrio parahaemolyticus . V. parahaemolyticus שייך Vibrionaceae , אשר משפחה של proteobacteria כי בדרך כלל מים טריים או מלוחים. Vibrionaceae מופצים באופן נרחב בסביבה וכוללים מספר מינים הגורמים זיהומים בדרכי העיכול בבני אדם, כולל גם cholerae.V Vibrio. Parahaemolyticus הוא אורגניזם dimorphic והוא מסוגל להבדיל לשני סוגי תאים נפרדים כתגובה כדי להתאים את השינויים שלהסביבה חיצונית. בסביבות מימיות, הוא קיים כמו תא שוחה קצר בצורת מוט עם דגלום קוטב יחיד ממוקם על עמוד התא הישן. על פני השטח מגע, בידול לתא swarmer מופעלת. הבדל תאים swarmer כוללת שני שינויים עיקריים: morphogenesis תא swarmer באמצעות עיכוב חלוקת התא, ואת אינדוקציה של מערכת השני flagella. התוצאה היא היווצרותו של תא נחיל, בעל צורה מוטורית ואורך מוארך, אשר יכול להמשיך את סגנון החיים של נחיל, שבו אירועים של חלוקה מביאים לתאי נחילים, או לחילופין להבדיל חזרה לתאי שחיינים.
מספר גורמים דווחו כדי להשפיע או להשפיע על בידול swarmer. הגירוי העיקרי נראה מונע על ידי mechanosensing שבו V. parahaemolyticus משתמש flagell הקוטב כחיישן מישוש המזהה עיכוב של סיבוב על פני השטח קשר, אבל גורמים נוספים מעורבים כמוטוב 1 . במעבדה, סיבוב של דגלום הקוטב יכול להיות מעוכבת באופן מלאכותי על ידי תוספת של phenamil, אשר חוסם את ערוץ הנתרן מונע סיבוב flagellar, ובכך לגרום swarmer differiation 2 . יתר על כן, במחקר מוקדם יותר, Vibrio alginolyticus היה המושרה נחיל על מדיה מוצקה כאשר תאים היו מופצות על המדיום צמיחה בצלחת פטרי חתום עם קלטת פלסטיק ברורה. נייר סינון רווי אלקלי מונע התנפחות תחת תנאים אלה, ומכאן טוען כי אחד או יותר חומצות נדיפות עשוי להיות מעורב אינדוקציה של נחיל. לפיכך, איטום צלחת פטרי עם קלטת פלסטיק מותר ככל הנראה על הצטברות של חומצות נדיפות, נוצר כמו תוצרי לוואי של חילוף החומרים הסלולרי, בתוך שטח הראש של הצלחת. אותו אפקט הושג כאשר H 2 O 2 נוספה בינוני הצמיחה במנות אטום אטום על מנת לייצר באופן מלאכותי חומצות נדיפות ידי hydrolysing רכיבי מדיה 3 , 4 , 5 . עם זאת, הזהות של חומצות נדיפות כאלה עדיין לא ידוע. יתר על כן, הוכח כי זמינות עודפת של סידן 6 ו-הגבלה ברזל 7 הן לשפר את הבדל swarmer והתפשטות על פני משטחים מוצקים. תאים ניתן לרעב ברזל על ידי הוספת המתחם 2,2'-Bipyridyl למדיום הצמיחה, אשר הוכח להשפיע על בידול swarmer 8 . הגורמים ידועים לוויסות בידול מיושמים עכשיו בעיצוב של פרוטוקול זה reproducibly גורם V. parahaemolyticus בידול לתוך תאים swarmer ואת התפשטות שלהם על משטחים אגר מוצק.
V. parahaemolyticus בידול כוללת שינויים משמעותיים ויסות חלוקת התא, מורפולוגיה הסלולר, ואת המיקום של מכונות macromolecular כגון flagellA ו chemotaxis מנגנוני - תהליכים שדורשים כל לוקליזציה ספציפית של חלבונים בהתאם מחזור התא. לכן, היכולת ללמוד את לוקליזציה תאיים של חלבונים כאלה חיונית להבנת התהליכים הסלולר הנ"ל. על מנת לבצע מחקרים כאלה מיקרוסקופ פלואורסצנטי על תאים בודדים נדרשת. זה יכול להיות מאתגר במיוחד כאשר תאים הדמיה הקיימות בתוך אוכלוסיות חיידקים צפופים, כמו במקרה של תאים swarmer. היו ניסיונות לגרום להבדל swarmer בתקשורת נוזלית, אשר יכול ליצור תאים בודדים למחקרים מיקרוסקופיים. ואף על ברמת תעתיק תאים אלה גרמו חלקית את התוכנית swarmer-differentiation, הם לא עוברים את אותם שינויים מורפולוגיים ברורים כמו תאים נבדל מובחן לחלוטין גדל על בינוני מוצק 8 . מאמר זה מציע פרוטוקול חזק לשחזור של שיטה כדי לגרום swarmer CELl הבחנה על פני אגר. הפרוטוקול מייצר אוכלוסייה של תאים swarmer נגיש בקלות זמין עבור מיקרוסקופ תא בודד וניתוח לאחר מכן. יתר על כן, הפרוטוקול מאפשר מחקרים לוקליזציה של חלבונים שכותרתו fluorescently בשחיין סוגי התאים swarmer (סעיפים 1, 2, 3, 4). בנוסף, פרוטוקול מתאר את זרימת העבודה הבאים על איך לעבד ולנתח את הנתונים שנוצר ניסויים מיקרוסקופ פלואורסצנטי, המאפשר ניתוח דמוגרפי של חברות חיידקים (סעיף 5).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
1. הכנה של המוסמכת V. תאים parahaemolyticus ו electroporation של פלסמיד DNA לתוך תאי שחיינים
הערה: בסעיף הבא של הפרוטוקול מאפשר הכנה של תאים המוסמכות אלקטרו ואת electroporation שלאחר מכן של DNA פלסמיד לתאי שחיינים. צעד זה חשוב אם חלבונים ניאון הם להיות ectopically לידי ביטוי פלסמיד.
2. השראה של התאחדות התאים
הערה: השלבים הבאים מתארים כיצד לגרום להבחנה של V. parahaemolyticus לתוך מחזור החיים של מחזור החיים, וכיצד לעורר התפשטות על משטחים מוצקים.
הכנת V. parahaemolyticus תאים Swarmer עבור מיקרוסקופ פלואורסצנטי
הערה: הפרוטוקול הבא מתאר כיצד להכין שקופיות agarose מיקרוסקופ ואת ההטבעה הבאים של התלקחויות מתלהטות על משטח agarose להשיג תאים swarmer יחיד למיקרוסקופ.
הכנת V. parahaemolyticus שחיין תא תרבויות עבור מיקרוסקופ פלואורסצנטי
הערה: סעיף זה של הפרוטוקול מתאר כיצד להכין תרבות של V. parahaemolyticus לבצע מיקרוסקופ פלואורסצנטי על סוג שחין תא.
5. ניתוח תמונה
חלק זה של הפרוטוקול מתאר זרימת עבודה לניתוח התמונה, במיוחד כיצד לחלץ נתונים הקרינה של תאים בודדים לניתוח הדמוגרפי.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
אינדוקציה של בידול ודור של מושבות נחפזות
איור 1 מספק סכימה של השלבים החשובים מעורב בהפקת מושבות נחיל של V. parahaemolyticus ( איור 1A-C ). תרבות שחיינים זוהה על נחיל אגר ו מודגרות על 24 מעלות צלזיוס, גרימת הבדל swarmer והתפשטות על פני השטח אגר מוצק. בתמונה מס '2 מוצג תמונה סטריאו-מ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
מאמר זה מדווח על שיטת הדמיה מיקרוסקופית של תאים V. parahaemolyticus swarmer , ואחריו מנתח במורד המיועד לפתור לכמת את לוקליזציה subcellular ותכונות אחרות של חלבונים שנחקרו fluorescently שכותרתו. למרות מספר כלים קיימים לעיבוד תמונה מיקרוסקופית וניתוח 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , ניתוח של תאים בתאי V. parahaemolyt...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
שום ניגוד אינטרסים לא הכריז.
עבודה זו נתמכה על ידי מקס פלאנק החברה.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| <חזק>רכיבי מדיה | |||
| LB בינוני | Roth | X968.3 | |
| Difco Agar, מגורען | BD | 214510 | להכנת אגר LB עם LB |
| בינוני Difco Heart Infusion Agar | BD | 244400 | להכנת צלחות נחיל HI אגר |
| Agarose NEEO, רוט איכותי במיוחד | 2267.3 | להכנת מיקרוסקופיה רפידות אגרוז | |
| שם | חברה | מספר קטלוגי | Comments |
| >תוספים | |||
| L-arabinose | Roth | 5118.3 | משמש להשראת נגזרות pBAD |
| 2,2'-Bipyridyl | סיגמא אולדריץ' | D216305-25G | להכנת צלחות נחיל HI אגר |
| סידן כלוריד דיהידראט | רוט | 5239.1 | להכנת צלחות נחיל HI אגר |
| מלח נתרן אמפיצילין | רוט | K029.3 | |
| כלורמפניקול | רוט | 3886.3 | |
| PBS מאגר | - | מתכון סטנדרטי למי מלח | |
| D(+) סוכרוז | רוט | 4621.1 | להכנת תאים בעלי יכולת חשמלית |
| גליצרול | רוט | 3783.5 | להכנת תאים בעלי יכולת חשמלית |
| <חזק>שם | <חזק>חברה | <חזק>מספר קטלוגי | <חזק>הערות |
| <חזק>חומרה | |||
| צלחת פטרי 150 מ"מ על 20 מ"מ עם מצלמות | Sarstedt | 82.1184.500 | להכנת צלחות נחיל HI אגר |
| kelvitron t (B 6420) | Heraeus-משמש | לייבוש צלחות נחיל HI agar | |
| Gene Pulser Xcell Microbial System | BioRad | 1652662 | משמש לאלקטרופורה של DNA פלסמיד |
| שם< | strong>חברה | Catalog Number | Comments |
| Software | |||
| MetaMorph Offline (גרסה 7.7.5.0) | התקנים מולקולריים-בשימוש | לניתוח תמונות מיקרוסקופיה | |
| Excel | Microsoft-משמש | לאנלזה של נתוני מיקרוסקופיה |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission