Articolo metodologico

Imaging e quantificazione delle risposte di evitamento dello sciame allo stress antibiotico in Pseudomonas aeruginosa

26 settembre 2025

In questo articolo

Abstract

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Fonte: Bru, J., et.al. Imaging time-lapse degli sciami batterici e della risposta collettiva allo stress. J. Vis. Exp. (2020)

Questo video mostra come visualizzare e misurare il comportamento di evitamento dello sciame in Pseudomonas aeruginosa utilizzando un saggio su piastra di agar a sciame. Mostra la configurazione per l'imaging time-lapse in condizioni controllate e spiega come i segnali di stress indotti dagli antibiotici reindirizzano il movimento batterico, che viene quantificato attraverso l'analisi delle immagini.

Protocollo

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1. Acquisizione delle immagini con lo scanner

  1. Ridurre l'illuminazione ambientale delle piastre di Petri fissando un tessuto nero opaco a un rack a 40-60 cm sopra lo scanner di documenti piano. Fissarlo con delle fascette (Figura 1B).
  2. Lo scanner sarà controllato utilizzando un software di scansione e un software di scripting automatico.
    1. Nel software di scansione, selezionare Modalità Principiante (Figura 2A). Acquisisci immagini a colori selezionando Colore in Tipo immagine. Per impostare la qualità dell'immagine, selezionare Altro in Destinazione e regolare la risoluzione su 300 dpi. Mantenete le dimensioni standard per le immagini selezionando Originale (Original ) per Formato di destinazione (Target Size). Lascia deselezionate tutte le opzioni in Regolazioni immagine per una qualità dell'immagine standard. NOTA: Per impostazione predefinita, l'opzione Dimensione obiettivo è impostata su Originale. Per selezionare altre opzioni per Dimensione target, fare clic prima su Anteprima .
  3. Impostare il percorso di salvataggio delle immagini facendo clic sull'icona della cartella a destra di Scansione per aprire le Impostazioni di salvataggio dei file (Figura 2A).
    1. Seleziona la cartella di destinazione per il salvataggio delle immagini selezionando Altro in Posizione e fai clic su Sfoglia. Scegli una cartella per salvare le immagini.
    2. Assegna un nome alle immagini nella casella di testo Prefisso . Impostare il numero iniziale 001 per iniziare la sequenza di denominazione delle immagini. Imposta il formato del file su JPEG scegliendo JPEG (*.jpg) per Tipo in Formato immagine e fai clic su Opzioni per regolare per i dettagli. Imposta la qualità del formato dell'immagine regolando il livello di compressione su 16, la codifica su standard e seleziona Incorpora profilo ICC. Fare clic su OK per chiudere la finestra (Figura 2B).
    3. Lascia deselezionata la prima opzione ("Sovrascrivi tutti i file con lo stesso nome") e seleziona le 3 opzioni successive ("Mostra questa finestra di dialogo prima della scansione successiva", "Apri cartella immagini dopo la scansione" e "Mostra la finestra di dialogo Aggiungi pagina dopo la scansione"). Fare clic su OK per chiudere la finestra
    4. Controlla la qualità dell'immagine cliccando su Anteprima. Viene visualizzata la finestra di anteprima e l'icona Scansione diventa funzionale (Figura 2C).
  4. Utilizza il software di scripting per automatizzare l'acquisizione delle immagini. Lo script fornito fa clic su Scansione nella finestra Scansione e OK nella finestra Impostazioni salvataggio file a intervalli di 30 minuti.
    1. Importare lo script facendo clic su Attività | Importa e seleziona sia Single_scan.tsk che Idle_scanning.tsk. Vedere la Figura 2D. NOTA: Single_scan.tsk fa clic sul pulsante Scansione nella finestra Scansione e su OK nella finestra Impostazioni salvataggio file. Idle_scanning.tsk si attiva Single_scan.tsk ogni 30 minuti. È possibile modificare la frequenza di scansione modificando l'attivazione di Idle_scanning.tsk.
    2. Abilita la scansione automatica a intervalli di 30 minuti selezionando sia Scansione inattiva (importata) che Scansione singola (importata), facendo clic con il pulsante destro del mouse su Scansione inattiva (importata) e facendo clic con il pulsante sinistro del mouse su Abilitato (Figura 2D).

NOTA: La scansione automatica viene eseguita fino a quando l'utente non interrompe manualmente lo script. Per interrompere lo script, selezionare Scansione inattiva (importata), fare clic con il pulsante destro del mouse su Scansione inattiva (importata) e fare clic con il pulsante sinistro del mouse su Abilitato. Il segno di spunta verrà rimosso.

2. Compilazione di immagini time-lapse e misurazione della repulsione dello sciame

  1. Eseguite l'editing di filmati e l'analisi delle immagini utilizzando ImageJ.
  2. Importare tutte le immagini acquisite in ImageJ facendo clic su File | Importazione | Sequenza di immagini e selezionare le immagini. Nella finestra Opzioni sequenza , seleziona Converti in RGB per mantenere le immagini a colori. Numero di immagini indica il numero di immagini selezionate.
  3. Continua Immagine iniziale da 1 per iniziare dalla prima immagine nella cartella e Ridimensiona le immagini al 100% per conservare le dimensioni originali delle immagini. Lascia deselezionata l'opzione Usa stack virtuale . Fare clic su OK e attendere il caricamento delle immagini (Figura 3A).
  4. Imposta il livello di compressione video su 100 facendo clic su Modifica | Opzioni | Input/Output... e regolare la qualità JPEG su 100.
  5. Salva il file come .avi cliccando su File | Salva con nome | AVI. Regolare la compressione su JPEG e la frequenza fotogrammi su 5 fps (Figura 3B). Salva il time-lapse .avi nella cartella desiderata.
  6. Per quantificare le distanze di repulsione dello sciame, aprire un'immagine verso la fine del periodo di sciame in ImageJ. Clicca su File | Apri e seleziona l'immagine. Regola la scala facendo clic su Analizza | Impostare Scala e impostare Distanza in pixel su 118, Distanza nota su 1, Proporzioni pixel su 1,0 e Unità di lunghezza su cm (Figura 3C). Lascia deselezionata l'opzione Globale . Fare clic su OK per chiudere la finestra.
  7. Fare clic sull'icona Dritto e misurare dal centro della colonia nella posizione del satellite fino al bordo della popolazione brulicante. Seleziona Analizza | Misura per far apparire una nuova finestra con le misure (Lunghezza) (Figura 3D). NOTA: Utilizzare "+" per ingrandire e "-" per ridurre.

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Risultati

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Figura 1: Configurazione dello scanner all'interno dell'incubatrice. (A) Coperchi di piastre di Petri nere. Questi coperchi vengono utilizzati durante la scansione per ridurre i riflessi della luce e sostituire i coperchi tras...

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Reagenti   
Bacto agar, disidratatoBD Difco214010Per piastra LB-agar e piastra agar sciamante
Casamino acidiBD Difco223050Per fluidi sciami
D-glucosioFisher ChemicalD16500Destrosio. Per fluidi sciami
Solfato di magnesio eptaidratoSigma-Aldrich230391Per fluidi sciami
Fosfato di potassio monobasicoSigma-AldrichP0662Per supporti M8 5X
Cloruro di sodioSigma-AldrichS9888Per supporti M8 5X
Sodio fosfato bibasico eptaidratoFisher ChemicalS373Per supporti M8 5X
Ceppi   
Pseudomonas aeruginosaLaboratorio SiryapornAFS27E.118Ceppo PA14
Forniture   
Vernice spray neraKrylon5592 Nero opacoPer coperchi neri
Fascette da 8 polliciGardner BenderE173770Per il fissaggio di tessuto nero opaco
Piastre di Petri (100 mm x 15 mm)PescatoreFB0875712Lastre di polistirolo 100 x 15 mm
Attrezzatura   
ImmagineJNIHv1.52aSoftware per l'analisi delle immagini
IncubatriceVWR89032-092Per la crescita di batteri a 37 °C
ScannerEpsonFoto Epson Perfection V370Scanner per lastre ai fosfori
Software di automazione per scannerRoboTask Litev7.0.1.932Per l'imaging interno di 30 minuti
Software di acquisizione delle immagini degli scannerEpsonv9.9.2.5USSoftware per lastre ai fosfori

Ristampe e permessi

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Piastra di agar per swarmingImaging time lapseAnalisi dell immagineScanner pianoSoftware ImageJCreazione di file AVIScansione automatizzata

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