Name: גידול חיידקים Magnetotactic של סוג Magnetospirillum: זנים MSR-1, השגריר-1 ו- MS-1 (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-10-17T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 7 s
Description: למד שיטה לגידול חיידקים מגנטוטקטיים מסוג Magnetospirillum MSR-1, AMB-1 ו-MS-1 בתנאי שליטה מדויקת בחמצן. הפרוטוקול מבטיח שכפוליות ומספק בסיס למחקר מיקרוביולוגי מתקדם.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

אנו מודים ריצ'רד ב' פרנקל לעזרתו עם שחרור מהיר למוט אוכף תרבויות, אדם עמ' היצ'קוק, ז'ו Xiaohui על תמיכתם תוך הגדרת התרבויות MTB באוניברסיטת מקמסטר, וריד מרשה הכשרה וגישה אל המתקן מיקרוסקופ אלקטרונים (אוניברסיטת מקמסטר, הפקולטה למדעי הבריאות). עבודה זו נתמכה על ידי מדעי הטבע, הנדסה מחקר המועצה של קנדה (NSERC), בנו הקרן הלאומית למדע.

<ol><li>Blakemore, R. P. <a target="_blank" href="https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.mi.36.100182.001245">Magnetotactic bacteria.</a> Annual Reviews in Microbiology. 36 (1), 217-238 (1982).</li>
<li>Uebe, R., Schüler, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetosome+biogenesis+in+magnetotactic+bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Magnetosome biogenesis in magnetotactic bacteria.</a> Nature Reviews Microbiology. 14 (10), 621(2016).</li>
<li>Faivre, D., Schuler, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetotactic+bacteria+and+magnetosomes%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Magnetotactic bacteria and magnetosomes.</a> Chemical Reviews. 108 (11), 4875-4898 (2008).</li>
<li>Bazylinski, D. A., et al. <a target="_blank" href="https://works.bepress.com/rfrankel/88/">Controlled biomineralization of magnetite (Fe3O4) and greigite (Fe3S4) in a magnetotactic bacterium.</a> Applied and Environmental Microbiology. 61 (9), 3232-3239 (1995).</li>
<li>Lefèvre, C. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diversity+of+magneto-aerotactic+behaviors+and+oxygen+sensing+mechanisms+in+cultured+magnetotactic+bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Diversity of magneto-aerotactic behaviors and oxygen sensing mechanisms in cultured magnetotactic bacteria.</a> Biophysical Journal. 107 (2), 527-538 (2014).</li>
<li>Heyen, U., Schüler, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+and+magnetosome+formation+by+microaerophilic+Magnetospirillum+strains+in+an+oxygen-controlled+fermentor%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Microbiology+and+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Growth and magnetosome formation by microaerophilic Magnetospirillum strains in an oxygen-controlled fermentor.</a> Applied Microbiology and Biotechnology. 61 (5-6), 536-544 (2003).</li>
<li>Blakemore, R. P., Maratea, D., Wolfe, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isolation+and+pure+culture+of+a+freshwater+magnetic+spirillum+in+chemically+defined+medium%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+bacteriology%22%5BJournal%5D)">Isolation and pure culture of a freshwater magnetic spirillum in chemically defined medium.</a> Journal of bacteriology. 140 (2), 720-729 (1979).</li>
<li>Oestreicher, Z., Lower, S. K., Lin, W., Lower, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collection%2C+isolation+and+enrichment+of+naturally+occurring+magnetotactic+bacteria+from+the+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Collection, isolation and enrichment of naturally occurring magnetotactic bacteria from the environment.</a> Journal of Visualized Experiments. (69), (2012).</li>
<li>Pósfai, M., Lefèvre, M., Trubitsyn, C., Bazylinski, D. A., Frankel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phylogenetic+significance+of+composition+and+crystal+morphology+of+magnetosome+minerals%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Phylogenetic significance of composition and crystal morphology of magnetosome minerals.</a> Frontiers in Microbiology. 4, 344(2013).</li>
<li>Wolfe, R. S., Thauer, R. K., Pfennig, N. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0378109787900395">A 'capillary racetrack' method for isolation of magnetotactic bacteria.</a> FEMS Microbiology Ecology. 3 (1), 31-35 (1987).</li>
<li>Schübbe, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+a+spontaneous+nonmagnetic+mutant+of+Magnetospirillum+gryphiswaldense+reveals+a+large+deletion+comprising+a+putative+magnetosome+island%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Bacteriology%22%5BJournal%5D)">Characterization of a spontaneous nonmagnetic mutant of Magnetospirillum gryphiswaldense reveals a large deletion comprising a putative magnetosome island.</a> Journal of Bacteriology. 185 (19), 5779-5790 (2003).</li>
<li>Nadkarni, R., Barkley, S., Fradin, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+methods+to+measure+the+magnetic+moment+of+magnetotactic+bacteria+through+analysis+of+their+trajectories+in+external+magnetic+fields%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">A comparison of methods to measure the magnetic moment of magnetotactic bacteria through analysis of their trajectories in external magnetic fields.</a> PloS One. 8 (12), e82064(2013).</li>
<li>Waisbord, N., Lefèvre, C. T., Bocquet, L., Ybert, C., Cottin-Bizonne, C. <a target="_blank" href="https://arxiv.org/abs/1602.02966">Destabilization of a flow focused suspension of magnetotactic bacteria.</a> Physical Review Fluids. 1 (5), 053203(2016).</li>
<li>Komeili, A., Vali, H., Beveridge, T. J., Newman, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetosome+vesicles+are+present+before+magnetite+formation%2C+and+MamA+is+required+for+their+activation%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Magnetosome vesicles are present before magnetite formation, and MamA is required for their activation.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101 (11), 3839-3844 (2004).</li>
<li>Scheffel, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+acidic+protein+aligns+magnetosomes+along+a+filamentous+structure+in+magnetotactic+bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">An acidic protein aligns magnetosomes along a filamentous structure in magnetotactic bacteria.</a> Nature. 440 (7080), 110(2006).</li>
<li>Zhu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+spectroscopy+and+magnetism+of+extracted+and+intracellular+magnetosomes+using+soft+X-ray+ptychography%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Measuring spectroscopy and magnetism of extracted and intracellular magnetosomes using soft X-ray ptychography.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (51), E8219-E8227 (2016).</li>
<li>Schüler, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+analysis+of+a+subcellular+compartment%3A+the+magnetosome+membrane+in+Magnetospirillum+gryphiswaldense%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Molecular analysis of a subcellular compartment: the magnetosome membrane in Magnetospirillum gryphiswaldense.</a> Archives of Microbiology. 181 (1), 1-7 (2004).</li>
<li>Kolinko, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biosynthesis+of+magnetic+nanostructures+in+a+foreign+organism+by+transfer+of+bacterial+magnetosome+gene+clusters%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Biosynthesis of magnetic nanostructures in a foreign organism by transfer of bacterial magnetosome gene clusters.</a> Nature Nanotechnology. 9 (3), 193(2014).</li>
<li>Hergt, R., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304885305001186">Magnetic properties of bacterial magnetosomes as potential diagnostic and therapeutic tools.</a> Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 293 (1), 80-86 (2005).</li>
<li>Lefevre, C. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+magnetite-producing+magnetotactic+bacteria+belonging+to+the+Gammaproteobacteria%5BTitle%5D)+AND+%22The+ISME+Journal%22%5BJournal%5D)">Novel magnetite-producing magnetotactic bacteria belonging to the Gammaproteobacteria.</a> The ISME Journal. 6 (2), 440(2012).</li>
<li>Williams, T. J., Lefèvre, C. T., Zhao, W., Beveridge, T. J., Bazylinski, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetospira+thiophila+gen.+nov.%2C+sp.+nov.%2C+a+marine+magnetotactic+bacterium+that+represents+a+novel+lineage+within+the+Rhodospirillaceae+%28Alphaproteobacteria%29%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Systematic+and+Evolutionary+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Magnetospira thiophila gen. nov., sp. nov., a marine magnetotactic bacterium that represents a novel lineage within the Rhodospirillaceae (Alphaproteobacteria).</a> International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 62 (10), 2443-2450 (2012).</li>
<li>Zhu, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isolation+and+characterization+of+a+marine+magnetotactic+spirillum+axenic+culture+QH-2+from+an+intertidal+zone+of+the+China+Sea%5BTitle%5D)+AND+%22Research+in+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Isolation and characterization of a marine magnetotactic spirillum axenic culture QH-2 from an intertidal zone of the China Sea.</a> Research in Microbiology. 161 (4), 276-283 (2010).</li>
</ol>

המחברים אין לחשוף.

O2 ריכוז דרישות ספציפיות של MTB להפוך אותם לא טריוויאלי לגדול במעבדה. צעד. מפתח של הפרוטוקול עבור המדיום הנוזלי היא הסרת הראשונית של כל O2 של המדיום כדי לשלוט הריכוז הסופי על-ידי הוספת אמצעי מובהק של O2, ממש לפני חיסון. הוכח כי MSR-1 גדל בתנאים כמעט במלואה אירובי, עם זאת, המגנטיות של התאים התקצר. התוצאות של אותו מחקר הראה כי זנים השגריר-1 ו- MS-1 לא צומחים תחת תנאים אירובי מלא6. עבור התרבות מוצק למחצה של MSR-1, O כל2 קודם מופחתת לפי הפתרון ציסטאין ולאחר ...

Magnetotactic חיידקים (MTB) מייצגים מגוון רחב של אאוקריוטים גראם שליליים בכל מקום גידול ימיים מים מתוקים ומי ים1. חיידקים אלה חולקים את היכולת לייצר מגנטי קריסטלים העשויים מגנטיט (Fe3או4) או greigite (Fe3S4), אשר ברוב המקרים לצרפן שרשראות בתוך התאים. זה מוטיב מבנית מסוימת היא בשל נוכחותם של מספר חלבונים ספציפיים מתנהג כאחד בציטופלסמה של החיידקים ועל הרקמות שמקיפות השומנים כל קריסטל2. כל קריסטל בודדים, שלה שלפוחית ממברנה שמסביב נקרא magnetosome, הוא החל בגודל של 30 עד 50 ננומטר מינים Magnetospirillum 3. בשל הסידור שרשרת של magnetosomes, חיידקים אלו בעלי רגע דיפול מגנטי קבוע שגורם להם ליישר פסיבי עם שדה מגנטי חיצוני. לכן, חיידקים אלו באופן פעיל לשחות לאורך קווי שדה מגנטי, מתנהג כמו מיקרו-מצפנים מרסיסים ככל הנראה כדי יותר לאתר ביעילות את התנאים הכי נוחים (למשל., ריכוז2 O) לצמיחה.
תכונה מעניינת של MTB היא יכולתם לווסת את הכימיה והן את קריסטלוגרפיה של גבישים magnetosome שלהם. רוב זני לייצר גבישים טוהר גבוהה יחסית של מגנטיט או greigite, למרות כמה biomineralize שני מינרלים4. בכל המקרים, החיידקים מסוגלים לשלוט במדויק הגודל והצורה של גבישים מחשבים בודדת מגנטי שלהם. זה מסביר מדוע כמות גדולה של מחקר שנערך לפתח הבנה טובה יותר של כיצד MTB לבצע תהליך זה ביומינרליזציה. הבנת תהליך זה עלול לאפשר את החוקרים חייט-לעשות nanocrystals מגנטי עבור יישומים רבים מסחרי ורפואי.
מכשול משמעותי מחקר מקיף על שחרור מהיר למוט אוכף כבר הקושי של גידול אותם במעבדה. רוב המינים, כולל הזנים להשתמש בעבודה זו, הן obligately microaerophilic כאשר גדל עם O2 כמו מקבל אלקטרון מסוף. זה מסביר מדוע חיידקים אלו מצויים לרוב באיזור המעבר בין תנאי oxic ואנאוקסיים (הממשק oxic-אנאוקסיים, OAI). זה מראה בבירור שיש MTB מדויק O2 ריכוז דרישות אשר מן הסתם צריך להילקח בחשבון כאשר להמציא צמיחה מדיה עבור אורגניזמים אלה. יתר על כן, קיים מגוון רחב של MTB מרמז כי זנים שונים צריך סוגים שונים של מעברי צבע כימיים וחומרים מזינים כדי להשיג גדילה אופטימלית.
בעבודה זו, אנו מתארים את שיטות הגוברת של MTB נרחב ביותר למד: Magnetospirillum magneticum (זן השגריר-1), מ magnetotacticum (MS-1) ו- gryphiswaldense מ' (MSR-1). המינים הללו phylogenetically שייך למחלקה Alphaproteobacteria ב שלקרוא פרוטאובקטריה , לוליינית ב מורפולוגיה הינם בעלי שוטון קוטבי בקצה אחד של התא. אנו מספקים את הפרוטוקולים לגידול זן MSR-1 נוזל והן O2 ריכוז הדרגתי מוצק למחצה מדיה, מבוסס על מתכונים שפורסמו בעבר בינוני5,6. אנו מציגים גם פרוטוקול מפורט לגידול זנים השגריר-1 ו- MS-1 במגנטי Spirillum צמיחה בינוני (MGSM) שונה7.

<table><tbody><tr><td>AMB-1</td><td>אוסף תרבות הסוג האמריקאי (ATCC)</td><td>ATCC 700264</td><td></td></tr><tr><td>MS-1</td><td>ATCC</td><td>ATCC 31632&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>MSR-1</td><td>Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ)</td><td>DSM 6361</td><td></td></tr><tr><td>Ferric citrate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>F3388-250G</td><td></td></tr><tr><td>תוסף מינרל קורט</td><td>ATCC</td><td>MD-TMS</td><td></td></tr><tr><td>KH2PO4</td><td>EMD</td><td>PX1565-1</td><td></td></tr><tr><td>MgSO4.7 H2O</td><td>EMD</td><td>MX0070-1</td><td></td></tr><tr><td>HEPES</td><td>BioShop Canada Inc</td><td>HEP001.250</td><td></td></tr><tr><td>NaNO3</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S5506-250G</td><td></td></tr><tr><td>תמצית שמרים</td><td>פישר DF210929</td><td></td><td></td>מדעי</tr><tr><td>פפטון</td><td>פישר מדעי</td><td>DF0436-17-5</td><td></td></tr><tr><td>תמיסת אשלגן L-לקטט (60%)</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>60389-250ML-F</td><td></td></tr><tr><td>D-(-)-חומצה קווינית</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>138622</td><td></td></tr><tr><td>FeCl<תת>3.6H2O</td><td>Fischer Scientific</td><td>I88-100</td><td></td></tr><tr><td>תוסף ויטמינים</td><td>ATCC</td><td>MD-VS</td><td></td></tr><tr><td>נתרן סוקסינט הקסהידרט</td><td>פישר מדעי</td><td>S413-500</td><td></td></tr><tr><td>נתרן L-טרטרט dibasic dihydrate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>228729-100G</td><td></td></tr><tr><td>נתרן אצטט טריהידרט</td><td>EMD</td><td>SX0255-1</td><td></td></tr><tr><td>Resazurin</td><td>Difco</td><td>0704-13</td><td></td></tr><tr><td>חומצה אסקורבית</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A4544-25G</td><td></td></tr><tr><td>K2HPO4</td><td>Caledon</td><td>6620-1-65</td><td></td></tr><tr><td>FeCl2 .4H2O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>44939-250G</td><td></td></tr><tr><td>נתרן ביקרבונט</td><td>EMD</td><td>SX0320-1</td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Caledon</td><td>7560-1</td><td></td></tr><tr><td>NH4Cl</td><td>EMD</td><td>1011450500</td><td></td></tr><tr><td>CaCl2.2 H2O</td><td>EMD</td><td>1023820500</td><td></td></tr><tr><td>Agar A</td><td>Bio בייסיק קנדה בע"מ</td><td>FB0010</td><td></td></tr><tr><td>L-cysteine.HCl.H2O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C7880-100G</td><td></td></tr><tr><td>1.0 מ"ל מזרקים</td><td>פישר מדעי</td><td>B309659</td><td></td></tr><tr><td>25G&nbsp; x 1 מחטים</td><td>BD</td><td>305125</td><td></td></tr><tr><td>125 מ"ל בקבוקי סרום</td><td>Wheaton</td><td>223748</td><td></td></tr><tr><td>20 מ"מ אטמי אלומיניום</td><td>Wheaton</td><td>224223-01</td><td></td></tr><tr><td>20 מ"מ EZ Crimper</td><td>Wheaton</td><td>W225303</td><td></td></tr><tr><td>פקקי גומי בוטיל</td><td>Bellco Glass, Inc.</td><td>2048-11800</td><td></td></tr><tr><td>צינורות Hungate</td><td>Chemglass (VWR)</td> <td>CLS-4208-01</td><td></td></tr><tr><td>פקק מחיצה, 13 מ"מ, Hungate</td><td>Bellco Glass, Inc.</td><td>2047-11600</td><td></td></tr><tr><td>צינורות תרבית זכוכית</td><td>קורנינג (VWR)</td> <td>9826-16X</td><td></td></tr><tr><td>חומצה הידרוכלורית 36.5-38%, BioReagent</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H1758-100ML</td><td>11.6 - 12 N</td></tr></tbody></table>

גידול חיידקים magnetotactic של סוג magnetospirillum: זנים msr-1, השגריר-1 ו- ms-1

Growing Magnetotactic Bacteria of the Genus Magnetospirillum: Strains MSR-1, AMB-1 and MS-1

Magnetotactic חיידקים הם גראם שליליים, תאי, בעיקר הימית אאוקריוטים בכל מקום בבתי גידול מים מתוקים ומי ים. הם מאופיינים על ידי היכולת שלהם biomineralize magnetosomes, אשר מגנטי בגודל ננומטר גבישי מגנטיט (Fe3או4) או greigite (Fe3S4) מוקף קרום bilayer השומנים, בהישג שלהם הציטופלסמה. עבור רוב החיידקים magnetotactic הידוע, magnetosomes הם התאספו כבול בתוך הציטופלסמה, ובכך היוועצות עם מומנט דיפול מגנטי קבוע על התאים ולגרום להם ליישר פסיבי עם שדות מגנטיים חיצוניים. בגלל תכונות אלה ספציפיים, חיידקים magnetotactic יש פוטנציאל גדול עבור יישומים מסחריים וטיפול רפואי. עם זאת, רוב המינים הינם microaerophilic וכוללים O2 ריכוז דרישות ספציפיות, הפיכתם קשה יותר לגדול באופן שגרתי יותר חיידקים רבים אחרים כגון Escherichia coli. כאן אנו מציגים פרוטוקולים מפורט לגידול שלושה זני חיידקים magnetotactic, שייכות הסוג Magnetospirillumלמדה נרחב ביותר. שיטות אלה מאפשרות שליטה מדויקת של2 O הריכוז נעשה זמין של חיידקים, על מנת להבטיח כי הם גדלים בדרך כלל, לסנתז magnetosomes. גידול חיידקים magnetotactic ללימודי באמצעות הליכים אלה אינו מחייב את experimentalist להיות מומחה במיקרוביולוגיה. שיטות כלליות שהוצגו במאמר זה עשוי לשמש גם כדי לבודד את התרבות חיידקים magnetotactic אחרים, אם כי סביר להניח כי ההרכב הכימי של מדיה צמיחה תצטרך להיות שונה.

הכנה מוצלחת של התקשורת גדילה יכול להידרש כדלקמן. בסופו של התהליך, נקה פתרונות (כלומר., ללא כל המשקע) צריכה להתקבל (זה נכון גם לגבי התקשורת נוזלי וגם O2 הדרגתי מוצק למחצה המדיום). תמונה הצגת ההיבט הצפוי של MSR-1 בינוני נוזלי לפני חיסון ניתן לראות באיור 2a. מוצלח O2 ריכוז הדרגתי מוצק למחצה מדיום הוא אותת על ידי היווצרות של OAI אחרי כמה שעות, שמסומן על ידי הנוכחות של 1 – 3 ס מ של מדיום ורוד בחלק העליון של הצינור (<strong class="xfi...

אנו מציגים הליך לגידול זנים שונים של Magnetospirillum שני סוגים שונים של מדיה צמיחה. Magnetospirillum gryphiswaldense זן MSR-1 גדל נוזלי והן O2 ריכוז הדרגתי מדיה מוצק למחצה ואילו זן מ magneticum השגריר-1 וזן magnetotacticum מ MS-1 גדלים במדיום נוזלי.

גידול חיידקים Magnetotactic של סוג Magnetospirillum: זנים MSR-1, השגריר-1 ו- MS-1

Magnetotactic bacteria are Gram-negative, motile, mainly aquatic prokaryotes ubiquitous in freshwater and marine habitats. They are characterized by their ...

שיטה זו מאפשרת לגדל שלושה מינים שונים של חיידקים מגנטיים הנקראים MSR-1, AMB-1 ו- MS-1. כל מיני המים המתוקים, והכל מהמין מגנטוספיריום. זהו צעד ראשון חיוני עבור כל סוג של מחקר לשחזור מעורבים אורגניזמים אלה.לחיידקים מגנטודקטיים יש דרישות חמצן ספציפיות מאוד, ולכן הם פיתחו מערכת ניווט מגנטית. לכן חשוב מאוד לשלוט בכמות החמצן העומדת לרשותם. כל הפרוטוקול הזה עבר אופטימיזציה לכמה זנים ספציפיים של מגנטוספירילה של מים מתוקים.הפרטים שלה ניתן אופטימיזציה על מנת להתאים את דרישות החמצן וחומרים מזינים של חיידקים מגנטומטקטיים אחרים. התקינו בבטחה מיכל גז חנקן קרוב לספסל שעליו יש מספיק מקום להקים את תחנת החנקן. חבר פיסת צינורות למיכל כי הוא ארוך מספיק כדי להגיע לאזור שבו התחנה תיבנה.במידת הצורך, להחיל קלטת טפלון על הפלט של המיכל, כדי למנוע דליפה. כדי לבנות תחנה המסוגלת לבעבע חמישה בקבוקי מדיום בו זמנית, חתכו ארבע חתיכות של צינורות באורך של חמישה סנטימטרים. להרכיב את חתיכות צינורות בשורה עם שלושה אביזרי פלסטיק בצורת T 3-way.חבר קצה אחד של קו זה לחתיכת הצינורות בתפוקה של מיכל החנקן באמצעות אביזר נוסף בצורת T. מוסיפים תוסף מרפק ב-90 מעלות בקצה השני. השתמש בקלטת כדי לחבר את המבנה למוט מתכת אופקי ממוקם aproximately 30 ס"מ מעל הספסל.חבר חמש חתיכות של צינורות של aproximately 20 ס"מ אורך לשלוש יציאות של אביזרי מותקן. הסר את הבוכנה מחמישה מזרקי פלסטיק מיליליטר אחד, וחתוך את הקצה הגדול יותר של מזרקים אלה, שמירה רק את החלק סיים. מלאו את המזרקים האלה כותנה, דואגים לא לארוז חזק מדי.הכנס את המזרקים לחתיכות אנכיות באורך 20 ס"מ של צינורות. להפעיל את הגז, ולהשתמש במי סבון כדי להבטיח כי אין דליפה כאשר חנקן זורם. הסר את הכובעים של חמש מחטים מד 25 ולהכניס מחטים אלה לחתיכות 10 ס"מ של צינורות דקים.חבר את המחטים המוכנות למזרקים של תחנת החנקן. ודא כי חנקן זורם דרך כל חמשת הקווים, ולשמור על התחנה בכוננות. הכן תווי ציטראט ברזליים 10 מילימולרים על ידי הוספת 0.245 גרם של ציטראט ברזלי ל -100 מיליליטר של מים מזוקקים deionized.מחממים ומערבבים להתמוסס עד שמתקבל פתרון כתום וצויר. יש לבודד את הפתרון באופן אוטומטי באמצעות מחזור סטנדרטי של חשיפה של לפחות 15 דקות בטמפרטורה של 121 מעלות צלזיוס לפני אחסון תווי המניות הסטריליים בטמפרטורת החדר בחושך. כדי להכין חמישה בקבוקים של מדיום צמיחה נוזלי עבור MSR-1, להוסיף את הכימיקלים המפורטים בפרוטוקול טקסט לתוך מקור המכיל 300 מיליליטר של מים מזוקקים deionized.תוספת של ציטראט ברזל סטרילי ופתרונות מינרלים חייב להתבצע תחת הלהבה של מבער בונזן באמצעות טכניקות סטריליות. תנאים סטריליים חיוניים על מנת למנוע זיהום של התרבות על ידי מינים חיידקיים אחרים. לאחר תוספת של כל הכימיקלים, להתאים את ה- pH ל 7.0 עם פתרון אחד נתרן הידרוקסיד טוחן.מחלקים את המדיום הטרי המוכן לבקבוקי סרום 125 מיליליטר, שופכים 60 מיליליטר של מדיום בכל בקבוק. חנקן בועה לתוך המדיום במשך 30 דקות כדי להסיר את החמצן מומס באמצעות צינורות קטנים מחובר לתחנת החנקן. מניחים פקק גומי בוטיל על גבי כל בקבוק, משאיר פתח קטן כדי לאפשר את הגז העודף לצאת מהבקבוק.לאחר 30 דקות, crimp לאטום כל בקבוק עם פקק מוכן חותם אלומיניום. חותם האלומיניום מבטיח שהבקבוק יישאר אטום בשאר הפרוטוקול. נתק את המחטים ואת הצינור הדק מתחנת החנקן והחלף אותם במחטים נקיות.כוונן את השסתומים של מיכל החנקן כך שזרימה עדינה ומתמשך של גז תצא מהמיכל. עכשיו, להכניס את אחד המחטים מחובר למיכל החנקן לבקבוק של מדיום דרך פקק הגומי. מיד להכניס מחט נקייה אחרת לתוך אותו בקבוק.חזור על שלב זה עבור בקבוקים אחרים, ולתת חנקן לזרום במשך כ 30 דקות כדי להחליף את האוויר בבקבוקים על ידי חנקן. לאחר 30 דקות, לנתק בקבוק אחד מתחנת החנקן על ידי הסרת המחט המתאימה. המתן כמה שניות עד שהלחץ בבקבוק המדיום יקטן ללחץ אטמוספרי, והסר את המחט השנייה.חזור על שלב זה עבור כל הבקבוקים הנותרים. כדי להכין 120 מיליליטר של מדיום צמיחה חצי סולידי עבור MSR-1, לכסות את המקור עם רדיד אלומיניום autoclave הפתרון מוכן כמתואר בפרוטוקול הטקסט. רגע לפני סיום מחזור ההידרוקסיד של הנתקלבה, הכינו פתרון טרי של 4%ציסטאין והתאיימו את ה-pH ל-7.0 עם פתרון חמישה נתרן הידרוקסידי טוחן, כמתואר בפרוטוקול הטקסט.לאחר autoclaving, לתת את המדיום להתקרר עד 50 עד 60 מעלות צלזיוס, ולהביא את הקוסם תחת הלהבה של מבער בונזן. הסר את רדיד האלומיניום והוסף במהירות את הכימיקלים המפורטים בפרוטוקול הטקסט תוך שימוש בטכניקות סטריליות תוך ערבוב עדין. הוסף 1.2 מיליליטר של פתרון ציסטאין מעוקר מסנן.לאחר תוספת של כל הכימיקלים, להעביר את המדיום החם לתוך 16 מיליליטר כובע בורג סטרילי צינורות Hungate. מעבירים 12 מיליליטר של המדיום לכל צינור, ואוטמים את הצינורות. כדי לחסן זנים MSR-1, AMB-1, ו MS-1 במדיום נוזלי, להבה את החלק העליון של החמצן ובקבוקים בינוניים טריים על ידי החלת אתנול על פקקים והעברתם דרך הלהבה של מבער בונזן.באמצעות מזרק סטרילי ומחט, לחלץ מיליליטר אחד של חמצן מבקבוק החמצן ולהעביר אותו לתוך בקבוק בינוני טרי. אם משתמשים ב- inoculum מתרבות אחרת הגדלה בבקבוק זכוכית, להבה שני הבקבוקים. ואז לחסן מיליליטר אחד של התרבות הישנה לתוך המדיום הטרי.הדגירה את התרבות ב 32 מעלות צלזיוס, ולחסן אותו למדיום טרי לאחר ארבעה עד שבעה ימים. כדי לחסן את MSR-1 במדיום חמצן, חצי סולידי, ודא כי הצינור של מדיום טרי מציג OAI מוגדר היטב, התממש על ידי ממשק ורוד עד חסר צבע על אחד עד שלושה סנטימטרים מתחת לפני השטח של המדיום. אם inoculum מגיע מתרבות אחרת שיפוע ריכוז חמצן חצי סולידי, לקצור את החיידקים על ידי שאפת 50 microliters של התרבות עם קצה פיפטה סטרילי להציב על הלהקה שנוצרה על ידי החיידקים.לאט לאט לחסן חיידקים אלה ב OAI במדיום טרי, הימנעות להפריע את הממשק. לאטום את הצינור ולתת את החיידקים לגדול בין 25 מעלות צלזיוס ו 30 מעלות צלזיוס. כדי להבטיח כי החיידקים הם מגנטיים ומודאליים, מניחים טיפה של תרבות על להחליק כיסוי מיקרוסקופ.הפוך את פתק הכיסוי והתקן אותו על טבעת O הנחה על שקופית זכוכית. ודא שהשחרור אינו נוגע בשקופית התחתונה. מניחים את טיפת התלייה מתחת למיקרוסקופ ומתמקדים בקצה של טיפה.מניחים את הקוטב הדרומי של מגנט קרוב לקצה זה, ולראות את החיידקים לשחות לכיוון הקצה. הפוך את המגנט כדי לגרום להם לשחות בכיוון ההפוך. המוצגים כאן הם בקבוקי מדיה נוזלית לפני חיסון ואחרי צמיחה חיידקית.מערבולת בבקבוק השני מצביעה על כך שחיידקים גדלים. סרט מואץ זה מציג פעמיים את התוצאה הצפויה של ניסוי טיפה תלוי לתרבות חיידקים מגנטיים מודאליים ומגנטיים. החיידקים שחו בתחילה לכיוון קצה טיפת כאשר שדה מגנטי מוחל.כאשר כיוון השדה של המגנט מתהפך, החיידקים שחו הרחק מהקצה שבו מוחל השדה המגנטי. מוצגים כאן צינורות של מדיום חציסולי לפני חיסון ואחרי צמיחה חיידקית. כצפוי, רצועת חיידקים נוצרת בממשק האוקסי-אנוקסי ונודדת לאורך זמן כאשר החמצן נצרך והממשק עולה.מוצג כאן הוא מיקרוגרף אלקטרונים מייצג של ספיריום מגנטי. הדגלה מסומנת על ידי החצים השחורים, בעוד החצים האדומים מראים את המגנטוסומים. כאשר מנסים הליך זה, חשוב מאוד לזכור כי חיידקים מגנטודקטיים יש דרישות רמת חמצן ספציפיות מאוד על מנת גם לגדול כראוי לייצר מגנטום.פרוטוקול זה מראה כיצד לשלוט ולנטר את רמות החמצן בתקשורת הצמיחה על מנת להשיג את תנאי המיקרו המועדפים על ידי אורגניזמים אלה. בעקבות שיטה זו, ניתן להשיג ריכוזים גבוהים של תאים בריאים ומגנטיים מאוד. בדרך זו, ניסויים הדורשים כמויות גדולות של חיידקים יכולים להתבצע, כגון מיצוי מגנטום, מחקרים גנומיים וגנטיים, או תצפית על תנועה קולקטיבית על ידי מיקרוסקופיה.האפשרות לגדל חיידקים מגנטיים במעבדה היא באמת מה שאיפשר למדענים לחקור באופן שיטתי את המאפיינים הביוכימיים והפיזיים המרתקים של אורגניזמים אלה.

growing-magnetotactic-bacteria-genus-magnetospirillum-strains-msr-1

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

אמא הוא חלבון ייחודי הקשור Magnetosome אשר הוצגה להיות מעורב ההפעלה magnetosome. כאן אנו מציגים את הפרוטוקול טיהור של אמא המחיקה מוטציה (MamAΔ41)...

טיהור של מ magneticum מסננים השגריר-1 Magnetosome חלבון Associated MamAΔ41

מקור: Le Nagard, L., et al. גידול חיידקים מגנטוטקטיים מהסוג Magnetospirillum: זנים MSR-1, AMB-1 ו-MS-1. J. Vis. Exp. (2018).סרטון זה מדגים כיצד לתרבית חיידקי Magnetospirillum בתנאים מיקרואירוביים באמצעות מדיה נוזלית וחצי מוצקה כאחד. הוא מדגיש את היווצרות רצועת חיידקים גלויה בממשק החמצוני-אנוקסי ואת נדידתו כלפי מעלה כאשר החמצן מתרוקן. הסרטון מראה גם כיצד להעריך התנהגות מגנטוטקטית על ידי התבוננות בשחייה כיוונית בתגובה לשדה מגנטי.

גידול חיידקי מגנטוספירילום והערכת התנהגותם המגנטוטקטית

אנחנו מדגימים את שיטה לאיסוף חיידקי magnetotactic (MTB) שניתן להחיל על מים הטבעיים. MTB יכול להיות מבודד ומועשר מדגימות משקעות באמצעות התקנה פשוטה יחסית שמנצלת את המגנטיות הטבעית של החיידקים. המבודד MTB אז ניתן לבחון בפירוט שימוש באור ומיקרוסקופ אלקטרונים.

אוסף, בידוד והעשרה של חיידקים המתרחשים באופן טבעי מMagnetotactic הסביבה

זמן ספיגה/יינון לייזר בסיוע מטריקס של ספקטרומטריית מסה של טיסה (MALDI-TOF MS) וטכניקות מולקולריות (ריצוף גנים 16S rRNA) מאפשרות זיהוי של פתוגנים חיידקיים נדירים באבחון שגרתי. מטרת פרוטוקול זה טמונה בשילוב של שתי הטכניקות מה שמוביל לנתונים מדויקים ואמינים יותר.

זיהוי של חיידקים פתוגנים נדירים לפי 16S rRNA ג&#39;ין סידור MALDI-TOF MS

מוצג פרוטוקול לסינתזה וקטיונים של מגנטופריטין מסומם בקובלט, כמו גם שיטה למגנט במהירות תאי גזע עם מגנטופריטין קטיוני.

סינתזה של Cationized Magnetoferritin עבור המגנטיזציה אולטרה-מהירה של תאים

המטרה הכוללת של פרוטוקול זה לסנתז nanosensors תפקודית עבור ניידים, חסכוני, זיהוי מהיר של דווקא בחרו חיידקים פתוגניים באמצעות שילוב של הרפיה מגנטי ואופני פליטת קרינה פלואורסצנטית.

והקאה הפתוגן הקרנה באמצעות מגנטו-פלורסנט ננו-חיישן: איתור מהיר של e. Coli O157:H7

מאמר זה מציג שיטה לגידול ממבנה biofilm עבור בחיי עיר יון משני זמן-של-טיסה ספקטרומטר מסה למיפוי כימי במצב רטוב, מופעל על ידי כור microfluidic, מערכת לניתוח-הממשק ואקום נוזלי. מר Shewanella oneidensis -1 עם פלורסצנטיות ירוק חלבון שימשה כמודל.

בחיי עיר אפיון Biofilms MR1 Shewanella oneidensis על ידי SALVI וסימס תוף

טכנולוגיית MAPS פותחה כדי לבחון את היעד של RNA רגולטורי ספציפי ב vivo. sRNA של עניין מתויג עם APTAMER MS2 המאפשר טיהור משותף של שותפי RNA שלה וזיהוי שלהם על ידי רצף RNA. פרוטוקול שונה זה מתאים במיוחד לחיידקים גראם חיוביים.

טיהור MS2-זיקה בשילוב עם רצף RNA בחיידקים גראם חיוביים

פרוטוקול זה מפרט את ההעשרה של שלפוחיות חוץ-תאיות מיקובקטריאליות (mEVs) מקוריות מתרביות אקסניות של Mycobacterium smegmatis (Msm) וכיצד ניתן לתכנן ולהעשיר MsmEV רקומביננטי המכיל mCherry (כתב פלואורסצנטי אדום). לבסוף, הוא מאמת את הגישה החדשנית עם העשרה של MsmEV המכילים את חלבון EsxA של Mycobacterium tuberculosis.

העשרה של שלפוחיות חוץ-תאיות מקומיות ורקומביננטיות של מיקובקטריה

הליך culturing נוזלי מבוסס מחלק...

תפוקה גבוהה הקרנת ו biosensing עם פלורסנט ג elegans מתחים

למד שיטה לגידול חיידקים מגנטוטקטיים מסוג Magnetospirillum MSR-1, AMB-1 ו-MS-1 בתנאי שליטה מדויקת בחמצן. הפרוטוקול מבטיח שכפוליות ומספק בסיס למחקר מיקרוביולוגי מתקדם.

גידול חיידקים Magnetotactic של סוג Magnetospirillum: זנים MSR-1, השגריר-1 ו- MS-1

גלה סרטונים נוספים