Name: מיקרוביוטה של גני נמלים אטיין: הדמיה של נוף מיקרוביאלי על ידי סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-10-04T14:50:00.000+00:00
Duration: 7 min
Description: חקור את המיקרוביוטה בגני פטריות של נמלים אטיין באמצעות פרוטוקול מיקרוסקופ אלקטרונים משופר. השיטה חושפת את הארגון המרחבי של המיקרוביוטה ואת תפקיד הביופילם באינטראקציות עם הפטריות.

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

<meta charset="utf8"></head><body> ניתוח SEM מיקרומטרי של קהילות מיקרוביאליות בתרביות נמלים המגדלות פטריות

מערכות אקולוגיות מורכבות מאורגניזמים המחוברים ביניהם על ידי תהליכים במיקום גיאוגרפי מסוים (כלומר, הסביבה). אורגניזמים מתקשרים עם סביבתם לאורך זמן, ומהם נוצרים דפוסים מרחביים מורכבים והטרוגניים. תבניות מרחביות קובעות את המגוון והיציבות האקולוגיים, ובסופו של דבר, את תפקוד המערכת האקולוגית 1,2,3,4. במערכות אקולוגיות בקנה מידה מאקרו, כגון ביצות, סוואנות, שוניות אלמוגים ומערכות אקולוגיות צחיחות, דפוסים מרחביים מתואמים עם זרימת משאבים וריכוז. התרת אופטימיזציה של משאבים, הטרוגניות מרחבית ודפוסים מביאים למערכות אקולוגיות עמידות יותר מאשר מערכות הומוגניות2. הלוקליזציה המרחבית של אורגניזמים העומדת בבסיס האקולוגיה הקהילתית מתורגמת גם לעולם המיקרוביאלי.
מערכות אקולוגיות מיקרוביות, רחוקות מאורגניזמים המעורבבים באופן אקראי והומוגני ברחבי מיקרו-בתי גידול, מציגות תבניות מרחביות המגדירות חלק ניכר מתפקודן 5,6,7. מעמודות וינוגרדסקי ועד מיקרוביוטה הקשורה לסביבה ולפונדקאי, מערכות אקולוגיות אלה מאורגנות באופן הטרוגני בחלל, עם סידורים מרחביים המעוררים תגובות פנוטיפיות שונות. מינים החיים יחד נוטים יותר לתקשר ולהשפיע זה על הפיזיולוגיה של זה. לפיכך, הארגון המרחבי הקהילתי, יותר מהרכבו כשלעצמו, תוחם תכונות מערכת אקולוגית ונישות אקולוגיות 5,7,8. להמחשת מושגים אלה, שינויים בדפוסים מרחביים נראים מתואמים עם התקדמות פתולוגית של פלאקים דנטליים, עששת, מחלות חניכיים 9,10, מחלות מעי דלקתיות11, דלקות ריאה של סיסטיק פיברוזיס, זיהומים כרוניים בפצעים12,13, סרטן המעי הגס והחלחולת ואדנומות14.
תחת ההיקף של ביוגאוגרפיה מיקרוביאלית (חקר התפלגות המגוון הביולוגי ודפוסים על פני מרחב וזמן בקנה מידה מיקרוביאלי), הידע של מערכות אקולוגיות מיקרוביאליות מועיל במידה רבה על ידי הבנת הדפוסים המרחביים שלהם 6,13,15,16,17. בחנו דפוסים מרחביים של מערכת אקולוגית מיקרוביאלית הבנויה על ידי חרקים, הנמצאת בליבה של נמלת אטין כריזמטית המגדלת פטריות (Hymenoptera: Formicidae: Myrmicinae: Attini: Attina). שם שוכן "גן מיקרוביאלי", שבמרכזו פטריית בזידיומיצט בשבט Leucocoprinae (Basidiomycota: Agaricaceae) או במשפחה Pterulaceae (Basidiomycota: Agaricales)18,19,20,21,22. הגן הוא מבנה ספוגי הבוקע מרשת שזורה של קורים שגדלה על-ידי חילוף חומרים של המצע הצמחי ברובו ששולבו על-ידי הנמלים (איור 1). אלה עשויים לכלול, על פי סוג האטין: חלקי צמחים יבשים, פרשים ופגרים של חרקים, עלים טריים, זרעים וחלקי פרחים23,24. בדומה למעי אוכל-עשב חיצוני, הגינה ממירה באופן אנזימטי וכימי פולימרים סרבנים למשאבים תזונתיים חיוניים, ומספקת לנמלים חומצות אמינו חיוניות, שומנים וסוכרים מסיסים 21,25,26,27,28.
ניתוחים אולטרה-מבניים, אנזימטיים ושעתוק שבוצעו עבור גנים מהסוגים Atta ו-Acromyrmex החותכים עלים מצביעים על כך שסביבות אלה מבנות רצף של התפרקות המצע וטלאים תזונתיים 26,29,30,31,32. חלקים צעירים של הגן נוטים להיות כהים יותר בשל מצע טרי ששולב לאחר שפוצל. מצעים אלה שנוספו לאחרונה מאוכלסים לעתים קרובות מהקצוות, שנחתכו על ידי עובדי נמלים וחוסנו בגושי תפטיר. קורים פטרייתיים, המוקרנים מקצוות חתוכים, מתפשטים על המצע 29,32,33. השפע ההיפאלי עולה ככל שהשפלת המצע מתקדמת, וכתוצאה מכך אזורים לבנבנים ופעילים מטבולית 30,31,32. אזורים ישנים יותר, עם מצע מפורק יותר ומיקרוביוטה שופעת29,32, נוטים להציג גוונים חומים ולחות גבוהה יותר. העובדים מסירים שברים מאזור זה, ומפרידים אותם בערימות פסולת, שם הם גם לוקחים מצעים הפוגעים בסימביונט הפטרייתי 34,35,36. ערימות פסולת, למרות שהן מנותקות פיזית מהגינה, הן נקודה של התפרקות מתמשכת של המצע ומחזור חומרי מזון על ידי המיקרוביוטה השופעת של התושבים 29,32,37,38,39.
מיקרוביוטה המורכבת בעיקר מאנטרובקטר, קלבסיאלה, פנטואה, פסאודומונאס וסרטיה, מאכלסת גם היא את הגן, ככל הנראה משותפת למערכות פטריות אטיניות מגוונות. קידוד מסלולים מטבוליים שיכולים להשלים מטבוליזם פטרייתי, המיקרוביוטה עשויה להשתתף בתגובות הפיזיולוגיות של הגן 40,41,42,43,44. לא רק שנתונים מטאגנומיים הצביעו על כך שהמיקרוביוטה הייתה שם41,42, אלא גם ניתוח מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) של פטריות נמלים חותכות עלים הראה בעיקר חיידקים בצורת מוט מעל מצע צמח32. אף על פי שחיידקים (כולל זנים צלולוליטיים) בודדו מכל הגן, הם הודגמו רק בחלקים ישנים יותר של הגן ובערימות פסולת, כמו גם בגלולה הראשונית שנישאה על ידי מלכות המייסדים29,32. כמו כן, לא היה בטוח אם המיקרוביוטה יכולה ליצור ביופילמים in vivo (כלומר, בגינה ובפסולת), כפי שהוצע על ידי היכולת המטבולית שלהם42 ונצפה במבחנה44.
כאן, השתמשנו ב- SEM כדי להבין עוד יותר את הארגון המרחבי של המיקרוביוטה ברחבי אזורי הגנים, תוך פירוט אינטראקציות פיזיות של מיקרוביוטה-מצע ומיקרוביוטה-קורים. על ידי מתן תמונות עם עומק מוקד גדול יותר, SEM מאפשר תצפיות של מבנים מיקרוסקופיים תלת ממדיים ברזולוציה גבוהה, המאפשר ניתוח מעמיק של דפוסי המיקרוביוטה המרחבית של הגן. אנו מפרטים שלבים לתיקון, ייבוש, ייבוש, התזה של הפרווה ותמונה של דגימות הטרוגניות ועדינות כאלה המבוססות על פטריות. על ידי הסרת שלב הפוסט-קיבוע באמצעות אוסמיום טטרוקסיד (OsO4) והפחתת זמן ההתייבשות, פישטנו את הפרוטוקולים 32,33,45 להכנת דגימות גינה ופסולת לניתוח SEM. פרוטוקול מותאם זה משמר דפוסים מבניים היפאליים, כמו גם את הארגון המרחבי של המיקרוביוטה והביופילם, וניתן ליישם אותו במערכות אקולוגיות מיקרוביאליות עדינות אחרות ובביופילמים.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67334/67334fig01v2.jpg"> 
איור 1: גנים מיקרוביאליים של אטין. הגן הוא מבנה דמוי ספוג הנובע מרשת שזורה של קורים הגדלה על ידי חילוף חומרים של המצע הצמחי ברובו המשולב על ידי הנמלים. בגן שוכנת גם המיקרוביוטה, המקודדת מסלולים מטבוליים שיכולים להשלים את חילוף החומרים הפטרייתי. נתונים מטאגנומיים וניתוחים קודמים של מיקרוסקופ אלקטרונים סורק הצביעו על נוכחותו, אם כי היה לנו ידע מועט על הארגון המרחבי שלו ועל האינטראקציות הפיזיות שלו עם המצע וקורי הפטרייה. השתמשנו ב-SEM כדי לחשוף את הארגון המרחבי והתבניות של המיקרוביוטה והביופילם. איורים מאת מריאנה ברקוטו (גינה ומיקרוביוטה שאומצו מברקוטו ורודריגז 94), ותצלומים מאת מריאנה ברקוטו ואנצו סורנטינו. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67334/67334fig01largev2.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>

<table><tbody><tr><td>צינור 2 מ"ל</td><td>Axygen</td><td>MCT-200-C-BRA</td><td>לתיקון וייבוש דגימות</td></tr><tr><td>סידן כלורי נטול מים</td><td>Merck</td><td>C4901</td><td>CaCl2 נטול מים להכנת קרנובסקי s מייבש</td></tr><tr><td>נקודה קריטית</td> מקבע <td>Leica</td><td>EM CPD 300</td><td>לייבוש נקודה קריטית</td></tr><tr><td>סרט מוליך פחמן דו צדדי, 12 מ"מ (W) X 5 M (L)</td> <td>מדעי מיקרוסקופיה אלקטרונית</td><td>77819-12</td><td>להרכבת דגימות</td></tr><tr><td>מלקחיים אנטומולוגיים</td><td>אין ספק</td><td></td> ספציפי <td>למניפולציה של דגימות</td></tr><tr><td>גינה אלכוהול אתילי (=אתנול), טהור (&ge; 99.5%)</td> <td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>459836</td><td>למלקחיים התייבשות</td></tr><tr><td></td><td>אין ספק</td><td></td> ספציפי <td>למניפולציה של דגימות</td></tr><tr><td>גינה זכוכית</td><td>אין ספק</td><td></td> ספציפי <td>להתייבשות</td></tr><tr><td>צלחת פטרי זכוכית</td><td>אין ספק</td><td></td> ספציפי <td>למניפולציה של דגימות</td></tr><tr><td>גינה פיפטה זכוכית</td><td>אין ספק</td><td></td> ספציפי <td>לתיקון וייבוש דגימות</td></tr><tr><td>גלוטראלדהיד (גלוטראלדהיד מימי EM דרגה 25%)</td> <td>מדעי מיקרוסקופיית אלקטרונים</td><td>16220</td><td>להכנת קרנובסקי יעד</td></tr><tr><td>זהב קבוע&nbsp;</td><td>טד פלה, בע"מ</td><td>8071</td><td>להתיז ציפוי בזהב</td></tr><tr><td>חומצה הידרוכלורית</td><td>סיגמא-אולדריץ</td>' <td>320331</td><td>להתאמת פתרונות עורך תמונות pH</td></tr><tr><td></td><td>פוטושופ</td><td>כל גרסה</td><td>להתאמת תמונות</td></tr><tr><td>פרפורמלדהיד (פרפורמלדהיד 20% תמיסה מימית דרגת EM)מדעי</td> <td>מיקרוסקופיה אלקטרונית</td><td>15713</td><td>להכנת קרנובסקי' s</td></tr><tr><td>נמען מקבע Propilene</td><td>אין ספק</td><td></td> ספציפי <td>לשמירה על מושבות נמלים חיות</td></tr><tr><td>מיקרוסקופ אלקטרונים סורק</td><td>JEOL&nbsp;</td><td>IT300 SEM</td><td>להדמיה לדוגמה&nbsp;</td></tr><tr><td>נתרן קקודילאט טריהידראט</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>C0250</td><td>להכנת מרית מאגר נתרן קקודילאט</td></tr><tr><td></td><td>אין ספק</td><td></td> ספציפי <td>למניפולציה של דגימות גינה</td></tr><tr><td>מיכלי דגימה בקוטר 15 מ"מ. x 10 מ"מ גובה</td><td>טד פלה, בע"</td>מ<td>4591</td><td>לייבוש נקודה קריטית</td></tr><tr><td>ציפוי מקרטע</td><td>Baltec&nbsp;</td><td>SCD 050</td><td>לציפוי זהב</td></tr><tr><td>בדל (תושבת אלומיניום, סיכה שטוחה) 12.7 מ"מ x 8 מ"מ&nbsp;</td><td>מדעי מיקרוסקופיה אלקטרונית</td><td>75520</td><td>להרכבת דגימות</td></tr></tbody></table>

מיקרוביוטה של גני נמלים אטיין: הדמיה של נוף מיקרוביאלי על ידי סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים

Microbiota of Attine Ants' Gardens: Visualizing a Microbial Landscape by Scanning Electron Microscopy

כאן, הצגנו פרוטוקול פשוט כדי להמחיש את המרכיבים של דגימות גינת אטין ופסולת, כגון קורים פטרייתיים, מצע, מיקרוביוטה וביופילמים. SEM שיפר את ההבנה שלנו לגבי האופן שבו הגינה והפסולת מפיגמים את התבניות המבניות של המיקרוביוטה (איור 3). בגינות אטיניות, קורים פטרייתיים הם מבנים דמויי ענפים המכסים חלקים משטח המצע. מאז hyphae פטרייתי נוטים להיות רגישים מאוד להתייבשות וקרע, המשתמש עשוי להיות מונחה על ידי היבט hyphae כדי להעריך את התוצאות של הכנת דגימה. כפי שנצפה גם בעבודות קודמות 32,33,45, hyphae להציג היבט צינורי; קורים שלמים בצורת צינור מצביעים על הכנת דגימה יעילה (איור 3A ואיור 4C). כאשר קורים הם בצורת סרט, שיטוח כזה הוא אולי תוצר של הטכניקה (איור 4C).
ניתן לזהות את משטחי מצע הצמח על ידי שכבות הקוטיקולה והאפידרמיס, כמו גם פיוניות וטריכומות. מבנים כאלה ניתנים לזיהוי יותר כאשר מצעים עדיין לא מאוכלסים על-ידי קורי הפטרייה והמיקרוביוטה (איור 3A ואיור 4C). כאשר המצע מאוכלס, המיקרוביוטה ו/או קורי הפטרייה מכסים את פני השטח שלו כך שלא ניתן להבחין בקלות במבנים מסוימים של צמחים (איור 3A). המיקרוביוטה עשויה ליישב את קורי הפטרייה או את המצע, כל אחד מהם בארגון מרחבי מובחן לכאורה. באיור 3, תבניות מרחביות כאלה הודגמו באופן סכמטי ונארזו בתמונות SEM בהתאמה שבהן הן זוהו; זה עשוי להקל על הקשר בין תוצאות SEM לבין הפרשנות שלהם.
מיקרוביוטה המתיישבת בהיפאל נפוצה פחות, וכאשר היא נמצאת, היא מורכבת מתאי מוט או קוקואיד המבודדים או בקבוצות קטנות המחוברות לפני השטח של ההיפל. ניתן לראות מטריצה אקסופוליסכרידית ביופילם (EPS), שנראית כמו מבנה של "בד תחרה", סביב קורים בגושים קטנים (איור 3A). נפוצה יותר היא המיקרוביוטה המיישבת את המצע, המצויה בגינות של מיני נמלים אטיניות שונות. נראה כי דפוסי ההתיישבות מוגדרים במידה מסוימת על ידי שלבי הידרדרות המצע. לכן, בעת התיישבות מצעים שעדיין לא התפרקו, המיקרוביוטה עשויה להופיע כתאים בודדים או להתאסף בקבוצות קטנות. המיקרוביוטה עשויה לשכב את המצע כאשר היא מציגה סימנים מיקרוסקופיים של בליה (כלומר, כאשר לא ניתן להבחין בשכבות עור/אפידרמיס של צמחים ובמבנים צמחיים אחרים, ויש תלמים ושקעים בשפע).
ב"מחצלות מיקרוביאליות" אלה, המורפולוגיה של התאים ניתנת לזיהוי טוב יותר כאשר מטריצת EPS נעדרת. במקרים שבהם תאים מיקרוביאליים מוטמעים במטריצת EPS, המורפולוגיה שלהם אינה ניתנת להבחנה בקלות. על פי הארגון המרחבי שלהם, אפיינו את הביופילמים כ"מתפשטים" או כ"תלת-ממדיים". כאשר הביופילם מתפשט, תאים מיקרוביאליים ומטריצת EPS מכסים לסירוגין את פני המצע, ויוצרים שכבה שטוחה בעובי 1-3 תאים (איור 3B). כאשר הביופילם הוא תלת-ממדי, תאים מיקרוביאליים ומטריצת EPS נערמים ויוצרים אשכולות בעובי של כמה תאים. אזורי גן שמורכבים ממצעים שהתדרדרו (כמו למשל גינה ישנה ופסולת) מחסים על המיקרוביוטה בתלמים ובשקעים שלה, שם הם יוצרים קהילות עבות (איור 3C). בפרט, המצעים המפורקים באופן נרחב בדגימות פסולת מאכלסים מיקרוביוטה שופעת, המגוונת ביותר מבחינה מורפולוגית מבין כל האזורים. שמרים מוסיפים מורכבות רבה יותר לקהילה זו, באינטראקציה פיזית עם הפרוקריוטים באמצעות ביופילם. בדגימות פסולת של Atta sexdens ו-Acromyrmex sp., מטריצות EPS נצפו יוצרות רשת פיברילרית בולטת סביב פרוקריוטים בצורת מוט וקוקואיד, כמו גם שמרים פיוזיפורם וכדוריים (איור 3C).
כתוצאה מרשת שזורה של קורים, המבנה הספוגי של הגן דורש גמגום נוסף כדי לצפות את הדגימה בצורה אחידה יותר. צעדים כאלה נמנעים מפיזור אלקטרונים שמעוות את התמונה ופוגע ברזולוציה שלה (איור 4A). שלבי הכנת הדגימות שימרו את רוב מבנה הגן, וחשפו את הפיזור המרחבי והארגון של המיקרוביוטה. ראוי לחזור ולהדגיש, עם זאת, כי מבנים כגון hyphae פטרייתי ומטריצת EPS רגישים מאוד להתייבשות וקשה מאוד לשמר, במיוחד עבור SEM. המבנה ההיפאלי השתמר טוב יחסית, אך סביר להניח שהביופילם שהודגם בכמה דגימות גינה יכול היה להיות חסר כמה מרכיבים מבניים של מטריצת EPS. אף על פי שהשכבה החיצונית החלקה ביותר של רב-סוכרים התוחמת את המיקרוביוטה נשמרה בחלק מהדגימות (איור 3A, B), לחלקן היו תכונות מורפולוגיות של מיקרוביוטה, אולם לא הייתה להן מטריצת EPS. עם זאת, לא ברור אם מטריצת EPS אכן נעדרה או שהיא הוסרה במהלך הכנת הדגימה.
מצד אחד, הסרת השכבה החלקה של הביופילם פוגעת בהבנת מבנה הביופילם המדויק. מצד שני, הוא חושף את המורפולוגיה, הארגון המרחבי והאינטראקציות הפיזיות של תאים השוכנים מתחת לשכבה, שהיא מוקד המחקר העיקרי שלנו. מחקרים קודמים דיווחו על שימור הן של קורים פטרייתיים והן של מטריצת הביופילם על ידי שימוש באדי אוסמיום טטרוקסיד (OsO4) כקיבוע העיקרי 44,50,51,52,53,54. לאחר מכן, ערכנו ניסוי השוואתי שבו קיבענו דגימות גינה טריות עם אדי OsO4, שככל הנראה שימרו את ההיבט החלק של ביופילמים (איור 4B). שיטה זו, לעומת זאת, גרמה להשטחה נרחבת של קורים ומיקרוביוטה. שיטוח זה הביא לאובדן היבטים מרחביים כלליים של הגן שתוארו קודם לכן 29,33,32,45, ובכך הגביל מחקרים נוספים על דפוסי מבנה הגן. התיקון עם OsO4 הקשה הן על ההבחנה בין המורפולוגיה והתפוצה המיקרוביאלית והן על ההבחנה בין מבני תאים לבין ממצאים טכניים, ובכך סיבך את פירוש הנתונים.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67334/67334fig03v2.jpg"> 
איור 3: תבניות ארכיטקטוניות של מיקרוביוטה. המיקרוביוטה מאכלסת את קורי הפטרייה ואת המצע בארגון מרחבי מובהק. תבניות מרחביות כאלה הודגמו באופן סכמטי והוצמדו לתמונות SEM בהתאמה שבהן הן זוהו (מופרדות באיור על ידי ריבועים לבנים): (A) מיקרוביוטה המתיישבת בהיפאל מורכבת מקבוצות תאים מבודדות או קטנות, עם מטריצה אקסופוליסכרידית של ביופילם הניתנת לזיהוי בחלק מהדגימות. (B) מיקרוביוטה המתיישבת במצע מתפשטת בכל המצע, כאשר מטריצת EPS מכסה את התאים כך שלא ניתן להבחין בקלות במורפולוגיה שלהם. (C) מיקרוביוטה מיישבת מצע היוצרת קבוצות תלת-ממדיות, המהוות ביופילמים מונו-מורפולוגיים או רב-מורפולוגיים, במקרים מסוימים המהווים את מטריצת EPS. איורים מאת מריאנה ברקוטו. קיצור: EPS = מטריצה אקסופוליסכרידית. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67334/67334fig03largev2.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67334/67334fig04v2.jpg"> 
איור 4: הדמיה עקרה. תמונות באיכות נמוכה יוצרות תוצאות לא יעילות ו/או פוגעות בפרשנות של תבניות אדריכליות. (A) פיזור אלקטרונים מעוות את התמונה ופוגע ברזולוציה שלה וכתוצאה מכך בזיהוי מורפולוגי. זה נצפה לעתים קרובות בדגימות שצופו רק פעם אחת והופחת על ידי ציפוי נוסף. (B) קיבוע דגימות גינה טריות עם אדי אוסמיום טטרוקסיד (OsO4) כקיבוע ראשוני 44,50,51,52,53,54 שימר ככל הנראה את ההיבט החלק של ביופילמים. עם זאת, הוא גרם להשטחת קורים ומיקרוביוטה נרחבת, ופגע בדפוסים אדריכליים של גנים. (C) הכנת הדגימה באמצעות הקיבוע של קרנובסקי הניבה תמונות באיכות גבוהה יותר בהשוואה להכנות באמצעות OsO4, תוך שמירה על רוב המבנה ההיפאלי, פיזור המיקרוביוטה והדפוסים המרחביים של הגנים. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67334/67334fig04largev2.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>

In macroscale ecosystems, such as rainforests or coral reefs, the spatial localization of organisms is the basis of our understanding of community ...

microbiota-attine-ants-gardens-visualizing-microbial-landscape

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

וידאו זה מדגים את הטכניקה להפקת DNA של זנים של חיידקים במעי האחורי תושב טרמיטים. ההכנה של שקופית הר רטוב, אשר הוא שימושי עבור לדמיין את הקהילה חיידקים במעיים מודגם גם, סיור דרך הסביבה, מינים עשיר הבטן הוא נתון.

חילוץ ה-DNA של חיידקים במעיים של טרמיטים (Zootermopsis Angusticollis) באופן חזותי חיידקים גוט

ג'ארד לידבטר מסביר מדוע הקהילה טרמיטים חיידקים במעיים היא מערכת מצוינת ללמוד את יחסי הגומלין המורכבים בין חיידקים. הקשר הסימביוטי הקיים בין חרקים המארח lignocellulose-משפיל החיידקים במעיים הוא הסביר, כמו גם שימושים תעשייתיים של חיידקים אלו ביומסה במפעל משפיל להפקת דלק ביולוגי.

חקירת הקהילה חיידקים במעי האחורי הטרמיטים - ראיון

ג'ארד לידבטר לוקח אותנו לטיול בטבע באמצעות מגוון של תושב החיים במעי האחורי טרמיטים - microenvironment ובו 250 זנים שונים למצוא בשום מקום אחר על פני כדור הארץ. ג'ארד מגלה כי סימביוזה הוצגו על ידי מערכת זו היא רב שכבתית והיא כרוכה לא רק היחסים בין טרמיטים ועל תושבי הבטן שלה, אלא גם כרוכה במסכת מורכבת של סימביוזה בין חיידקים במעיים עצמם.

שכבות של סימביוזה - לדמיין את במעי האחורי הטרמיטים קהילה מיקרוביאלית

כאן, אנו מציגים פרוטוקול להעריך במרחב של חנותם הנוכחות של קיימא microbiota במעיים שנתות תוך שימוש בגישה שונה כולה-הר היברידיזציה.

ויזואליזציה של Microbiota במעיים שנתות על-ידי הכלאה כולה-הר בחיי עיר

פרוטוקול יעיל זה מפרט זרימת עבודה לזיהוי ותמונה של חיידקים בדגימות רקמות מורכבות, החל מתיקון הרקמה ועד להכתמת חיידקים עם פלואורסצנטיות בהכלאה במקום .

הדמיה של אינטראקציות מארחות מיקרוביוטה במעיים באמצעות פלואורסצנטיות בהכלאה במקום , כתמי לטין והדמיה

פרוטוקול זה מדגים במיקרוסקופ פשוט מולקולה בודדת פלואורסצנציה טכניקה חזותי שכפול ה-DNA על ידי replisomes הפרט בזמן אמת.

חזותי יחיד מולקולת הדנ&quot;א שכפול עם מיקרוסקופ פלואורסצנטי

Cryo אלקטרונים מיקרוסקופים, או סורק (SEM) או הילוכים (TEM), נמצא בשימוש נרחב לאפיון של דגימות ביולוגיות או חומרים אחרים עם תכולת מים גבוהה 1. SEM / אלומת יונים ממוקדת (FIB) משמשת לזיהוי תכונות של עניין בדגימות ולחלץ lamella להעברה לcryo-TEM דק, אלקטרונים שקופים.

Cryo-אלקטרון מתכוון בהכנה מיקרוסקופית דגימה של אלומת יונים ממוקדת

הטבע של האינטראקציות בין תאי גזע hematopoietic ואב (HSPCs) ונישות מח עצם הוא הבין היטב. שינויי חומרה מותאם אישית ופרוטוקול רכישה רב שלבים לאפשר את השימוש בשני הפוטונים ומיקרוסקופיה confocal לתמונת vivo לשעבר HSPCs שכותרתו התביית בתוך אזורי מוח עצם, אינטראקציות מעקב ותנועה.

במעקב 4 ממדי Vivo של תאי גזע ואבות היווצרות דם במבוגרי עכבר calvarial מח עצם

תא האנדותל הסינוסואידלי של הכבד הוא מערכת סינון חשובה מבחינה ביולוגית המושפעת מאוד ממחלות שונות, רעלים ומצבים פיזיולוגיים. שינויים אלה משפיעים באופן משמעותי על תפקוד הכבד. אנו מתארים שיטות לסטנדרטיזציה של מדידת הגודל ומספר הפנסטרציות בתאים אלה.

סטנדרטי שיטה לניתוח של תאי הכבד סינוסי האנדותל וFenestrations על ידי סריקה מיקרוסקופית אלקטרונים

מוצגת כאן שיטה להמחשת מבנה אולטרה-מבנה של מטריצה חוץ-תאית ברקמות לב נטולות תאים.

מיקרוסקופ אלקטרוני סורק של רקמות macerated לדמיין את תאי מטריקס

חקור את המיקרוביוטה בגני פטריות של נמלים אטיין באמצעות פרוטוקול מיקרוסקופ אלקטרונים משופר. השיטה חושפת את הארגון המרחבי של המיקרוביוטה ואת תפקיד הביופילם באינטראקציות עם הפטריות.

מיקרוביוטה של גני נמלים אטיין: הדמיה של נוף מיקרוביאלי על ידי סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים

גלה סרטונים נוספים