$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
התקדמות דרך מחזור התא חיידקית מחייבת התיאום של תהליכים רבים כולל ביוסינטזה ממברנה, דופן התא, שכפול ה-DNA, סגרגציה של חלוקת התא. כדי להבין באופן מלא את המורכבות של ביולוגיה של התא חיידקי, זה הכרחי לחקור אירועים אלה חיוניים; עם זאת, זוהי משימה לא טריוויאלי שכן הכדאיות תא בסכנה כאשר רכיבי מפתח של המסלולים הללו הם mutagenized. מיקרוסקופ Epifluorescence יחד עם צבעי במטרה היא גישה רב-עוצמה כדי לחקור תהליכים חיוניים אלה wildtype, זני חיידקים מוטנטים.
צבע ספציפי פפטידוגליקן לכלול אנטיביוטיקה פלורסנט (ואנקומיצין-FL, bocillin-FL) וחומצות אמינו פלורסנט-d (לדוגמה: 7-hydroxycoumarin-3-קרבוקסילית חומצה-3-אמינו-d-אלנין, HADA; d 4-chloro-7-nitrobenzofurazan-3-amino--אלנין , נדא; tetramethylrhodamine-3-אמינו-d-אלנין; ג'אר). חיידקים גראם חיוביים, השימוש של ריכוזים לא קטלני של פלורסנט תחליפי אנטיביוטיקה כדי לחקור אתרים של פפטידוגליקן ביוסינטזה כבר אסטרטגיית יעיל כדי לחשוף פפטידוגליקן ההכנסה דפוסי1,2, 3,4. בעוד תיוג פלורסנט ואנקומיצין שימש כדי לקבל תובנות פפטידוגליקן ההכנסה דפוסים קבועים חיידקים גראם שליליים5, הממברנה החיצונית בדרך כלל מספק מחסום חדירות שמונעת שימוש פלורסנט אנטיביוטיקה כמו בדיקה של הביוסינתזה פפטידוגליקן בתאים חיים. לעומת זאת, בפולסים של חומצות אמינו פלורסנט-d או חומצות אמינו d עם קבוצות פונקציונליות biorthogonal תווית covalently מחוזות ההכנסה פפטידוגליקן האחרונות במגוון רחב של חיים תאים חיידקיים6,7. דפוסי פפטידוגליקן ההכנסה שנצפו עם חומצות אמינו d סינתטי כוללים punctate במחיצה הבין-פרוזדורית (Escherichia coli ו- Bacillus subtilis), קוטב ו במחיצה הבין-פרוזדורית (Agrobacterium tumefaciens , ליסטריה), במחיצה הבין-פרוזדורית היחידה (Staphylococcus aureus), הפסגה (Streptomyces venezuelae)6,7. מקרים אלה מצביעים על חיידקים מפגינים דפוסי מגוונות של דופן התא להן כי השימוש של חומצות אמינו d סינתטיים כמו הגששים לבחינת המתבנת הצמיחה היא אסטרטגיה יקר בחיידקים רבים.
צובעים את תווית כרומוזומים חיידקי כוללים חומצה deoxyribonucleic (DNA) ספציפיים groove קטין הקלסר (4, 6-diamidino-2-phenylindole; דאפי) צובעת cyanine זיקה גבוהה (ירוק וכתום; ראה רשימת חומרים). דאפי צביעת תאים קבוע מסייע ספירה של חיידקים מן הסביבה דגימות8, ואילו דאפי מכתים של תאים חיים משמש לציון הכדאיות חיידקי9. לעומת זאת, cyanine צבענים כמו כתום וירוק מתוארים לעתים קרובות כמו קרום התא "מת" impermeant כתמי לספור תאים כלכלית9. למרבה הפלא, כאשר נוגדנים אלה משמשים כדי לחקור את המורפולוגיה של נוקלאואיד חיידקי במהלך צמיחת תאים, דאפי, כתום וירוק כל הוצגו להיות קרום permeant, ובעל יכולת תיוג תאים חיים10. E. coli תאים חיים, דאפי צביעה של DNA מופיע ' מאטום לשקוף ' עקב אוטומטי-זריחה של הציטופלסמה, חשיפות חוזרות ונשנות של תאים שהוכתמו דאפי אור אולטרה סגול (UV) perturbs את מבנה נוקלאואיד10. E. coli מכתימים או B. subtilis עם תפוז מגלה כי זה צבע ממברנה permeant ומספק לאורך זמן זריחה על הכריכה ל- DNA בתאים חיים מבלי להשפיע על צמיחת תאים, שכפול ה-DNA או סגרגציה כרומוזום10 . מקרים אלה מצביעים על כך שניתן להשתמש cyanine DNA צבעי לפקח המורפולוגיה של nucleoids במהלך גידול תאים של חיידקים רבים.
Phospholipid-specific stryl צבענים כמו N-(3-triethylammoniumpropyl)-4-(6-(4-(diethylamino) phenyl) hexatrienyl) dibromide pyridinium (4-64; ראה רשימה) הם תרכובות cationic ולשייך מעדיפים אניון פוספוליפידים כגון cardiolipin ו- phosphatidylglycerol11. דפוסים ברורים הם נצפו כאשר 4-64 משמש להוספת תווית הקרום של חיידקים שונים. Escherichia coli, 4-64 מועשר בתמציות הפולנים, בלהקות לאורך החומה לרוחב, ולאחר12תאים האתרים חטיבת pre-divisional של המנוח. ב. Bacillus subtilis, 4-64 תיוג מאפשר את החזיית השומנים ספירלות13. Agrobacterium tumefaciens, 4-64 תוויות הממברנה החיצונית, הוא ציין תבנית אופיינית "פרסה" שבו הקוטב צמיחה נטול תיוג14,15. תצפיות אלה מציינים כי חיידקים אלו שהפגינו הפצות השומנים הטרוגנית בשל נוכחותם של השומנים תחומים אשר תורמים אסימטריה הסלולר. שינויים בדפוסי תיוג 4-64, כגון הנוכחות של תיוג ' מאטום לשקוף ', מגדלים פורחים או שלפוחית, invaginations או הצטמקות קרום יכול להיות אינפורמטיבי באפיון מוטציות להשפיע על ההפצה או ביוסינטזה של ליפידים.
מעבר צביעת תאים, הקובע את הפונקציה של חלבונים המשתתפים בתהליכים חיוניים הכרחי. האפיון של חלבונים חיוניים היא טכנית מאתגר כי זה בלתי אפשרי למחוק גנים חיוניים וללמוד את ההשלכות פנוטיפי. לפיכך, גישות אלטרנטיביות המדלדלים החלבון הופיעו. לדוגמה, ניתן לשים על גנים חיוניים תחת השליטה של יזם inducible ולא יזם מקורי שלה. היזמים inducible הם מגיבים מולקולות קטנות כגון; אבץ vanillate17,23, אראבינוז22, איזופרופיל β-d-1-thiogalactopyranoside (IPTG)17,18,19,20,21,16 xylose23, ובכך שעתוק של הגן היעד מפסיק, החלבון עניין תיגמר כאשר משרן מוסר. גישות חלופיות עבור depleting חלבונים חיוניים עניין כוללים riboswitches סינתטי24 אשר השתמש מולקולה קטנה-RNA אינטראקציות לעכב שעתוק של גנים היעד, CRISPR הפרעות25,26 כדי לחסום שעתוק של גנים היעד, חלבון inducible השפלה27,28 אשר משתמש בתגי פפטיד חלבונים היעד עבור השפלה על ידי פרוטאז ClpXP. דלדול זנים לספק זמן קצר בלבד עבור אפיון לפני התאים מאבד הכדאיות, לכן, הדמיה מיקרוסקופי של תאים לאורך זמן במהלך דלדול חלבון היא גישה רב-עוצמה עבור אפיון. אכן, מיקרוסקופיה של תאים חיידקיים חי איפשר לחוקרים לקבל תובנות לגבי התהליכים הביולוגיים הבסיסיים, כולל את המנגנונים של תחזוקה צורת התא, הפרשת מידור29.
Tumefaciens א הוא פתוגן חיידקי הצמח30 ,31,טבעי המהנדס הגנטי32. לפיכך, מנגנונים הקשורים פתוגניות, לרבות פתוגן-פונדקאי אינטראקציות33,34,35, הפרשת36מארח טרנספורמציה30,31, 37 נחקרו בהרחבה. לתכנן אסטרטגיות במניעת מחלות tumefaciens א מתווכת או לשפר את הצמח טרנספורמציה, תהליכים חיוניים להישרדות tumefaciens א צריך להיות מובן יותר. השימוש של צבעי במטרה ופיתוח אסטרטגיה דלדול חלבון tumefaciens א18 האחרונות מספק אמצעים כדי לחקור תהליכים חיוניים.
. הנה, פרוטוקולים מפורט לבדיקה מיקרוסקופית wildtype מוטציה, חלבון דלדול זנים של tumefaciens א הינם מסופקים. הפרוטוקולים שני הראשונים מתארים כיצד להכין תאים, התווית אותם עם צבע במטרה. הפרוטוקול השלישי מספק הנחיות צעד אחר צעד עבור הכנת agarose רפידות (איור 1) והדמיה של תאים חיידקיים (איור 2, איור 3, איור 4). פרוטוקולים אלה יכול להיות גם מתאים חיידקים אחרים עם עיבודים נוספים לקחת בחשבון תנאים מדיה שונים, שיעורי צמיחה, דרישות החמצן של מבנה התא.