$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
תת-פילום השמרים הניצנים מכיל מודלים ביולוגיים וביוטכנולוגיים חשובים רבים. משימה נפוצה וקריטית בחקר שמרים היא כימות ההשפעה של הפרעות גנטיות או סביבתיות, האחרונות כוללות עקה או טיפולים תרופתיים. בתסיסה תעשייתית, למשל, על היצרנים לפקח על הכדאיות של תרביות שמרים כדי להבטיח את היעילות והאיכות של תהליך התסיסה 1,2. כאשר חוקרים מיני שמרים פתוגניים, מדידת הישרדותם לאחר עקה או טיפול אנטי פטרייתי היא קריטית להבנת הבסיס הגנטי והמכניסטי לתכונות הקשורות לזיהום כגון עמידות נגד פטריות. מדידת הישרדות על צנתרים ומשטחים היא גם משימה חשובה במסגרות קליניות3. כל התרחישים המגוונים הללו דורשים גישות כמותיות שיכולות למדוד במהירות ובדייקנות את התוצאה של טיפולים תרופתיים ולחץ.
השיטות הקיימות להשגת המטרה הנ"ל מתחלקות לשלוש קטגוריות עיקריות על סמך מה שהן מודדות. הקטגוריה הראשונה מודדת קלונוגניות, או היכולת של תאי שמרים בודדים ליצור מושבה אחת בעקבות הלחץ. השיטה המייצגת בקטגוריה זו היא בדיקת היחידה ליצירת מושבה (CFU). הקטגוריה השנייה מודדת חיוניות, המסתמכת על זיהוי פעילויות אנזימטיות בתאים חיים. דוגמאות כוללות בדיקות כימיות כגון צבע FUN-14. הקטגוריה השלישית של שיטות מודדת את שלמות קרום הפלזמה - אובדן בלתי הפיך של שלמות קרום הפלזמה נחשב ל"נקודת האל-חזור "למוות תאים5. דוגמאות לקטגוריה זו כוללות צבעים פלואורסצנטיים כגון פרופידיום יודיד (PI).
עבודה זו מציגה בדיקת LIVE/DEAD אופטימלית בשילוב עם זרימה ציטומטרית כדי להשיג כימות מהיר וניתן להרחבה של הישרדות השמרים לאחר טיפול במאמץ. בדיקה זו המבוססת על חדירות הממברנה מהירה יותר מ-CFU, ולוקחת 15-30 דקות של צביעה בהשוואה ל-24-48 שעות של דגירה להיווצרות מושבות. כמו כן, דגימות מוכתמות בכתם LIVE/DEAD ניתנות לבדיקה בקלות באמצעות ציטומטריית זרימה בנוסף למיקרוסקופיה, המודדת עשרות אלפי תאים תוך מספר שניות ויכולה לעבד בקלות דגימות של 96 בארות לבדיקות תפוקה גבוהות. כתוצאה מכך, בדיקה זו מהירה, כמותית וניתנת להרחבה. בפרוטוקול זה, נעשה שימוש בכתם LIVE/DEAD דו-רכיבי המורכב מ-SYTO 9 ו-PI להשגת כוח פתרון משופר. SYTO 9 מסמן את כל התאים, חיים או מתים, בעוד ש-PI נכנס רק לתאים עם ממברנות פלזמה שנפגעו 6,7. לכן, תאים חיים צוברים רק SYTO 9 בעוד שתאים מתים צוברים גם SYTO 9 וגם PI. מכיוון של-PI יש זיקה גבוהה יותר מ-SYTO 9 לחומצת גרעין, הוא מוציא באופן תחרותי את האחרונה בתא8. כמו כן, שני הצבעים יוצרים זוג העברת אנרגיית תהודה של Förster (FRET), שבו פליטת SYTO 9 נספגת על ידי PI כעירור שלה. כתוצאה מכך, תאים מתים מציגים ירוק מושתק ופלואורסצנטיות אדומה חזקה. לעומת זאת, תאים חיים מציגים פלואורסצנטיות ירוקה בהירה8. הבדל זה מאפשר בידול טוב יותר בין תאים חיים ומתים בנוכחות שינויים בעוצמת הקרינה בתוך כל קבוצה.
מאז הדיווח הראשוני על יישומו בשמרים בשנת 2004, השימוש ב- SYTO 9 / PI במחקרי שמרים היה נקודתי ומוגבל במידה רבה להערכות איכותניות באמצעות מיקרוסקופיה 7,9,10,11,12,13,14,15. מגבלה עיקרית לאימוצו כמבחן כמותי להישרדות שמרים היא היעדר אפיון שיטתי והשוואה לשיטות בשימוש נרחב כגון CFU. פרוטוקול זה מתאר בדיקה סטנדרטית הכוללת את מאגר הצביעה, ריכוז הצבע, זמן הצביעה והגדרות ציטומטריית הזרימה, שנמצאו כממזערים חפצים ומייצרים תוצאות הניתנות לשחזור כאשר הם מיושמים על C. glabrata ושני מיני שמרים אחרים16. מכיוון שצביעת SYTO 9/PI חושפת אוכלוסיית תאים "פגומה" ביניים השונה הן מהתאים החיים והן מהתאים המתים בדפוס הצביעה שלהם, היא יכולה להשלים את CFU על ידי חשיפת מידע ניואנסים יותר על השפעות הטיפול בלחץ על תאי שמרים, מה שעשוי לאפשר יישומים חדשים.