方法論記事

蛍光顕微鏡を用いて線虫の中の細菌の可視化

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10.3791/4298

2012年10月19日

この記事について

サマリー

間の共生を研究するために、 Xenorhabdus細菌や Steine​​rnema線虫、これらの方法は、線虫内細菌の存在と位置を監視するために開発されました。他のシステムに適用することができる実験的なアプローチは、エンジニアリング細菌が透明な線虫の中に蛍光顕微鏡細菌を用いて、緑色蛍光タンパク質と可視化を表現するために必然的に伴う。

要約

共生、二つ以上の生物の一緒に生活は、人生のすべての王国全体に蔓延している。地球上で最も普遍的な生物の2のように、線虫や細菌は、その範囲の有益な1 から 3までに病原性共生協会の広い配列を形成する。そのような関連付けはXenorhabdus細菌と共生4のモデルシステムとして浮上している線虫Steinernema間の相互に有益な関係である。Steinernema線虫、昆虫5を殺すために彼らの共生細菌を用いて、昆虫である。昆虫のホスト間で伝送するために、細菌が線虫の感染幼若期6-8の腸にコロニーを形成する。最近、いくつかの他の線虫種は昆虫の9-13を殺すためにバクテリアを利用することが示されている、との調査は、これらのシステムにおける線虫や細菌間の相互作用を検討し始めている<> 9(商標)。

私たちは、顕微鏡で観察したときに線虫の光透過性を生かし、線虫ホスト内または上に共生細菌を視覚化するための方法を説明します。細菌は蛍光顕微鏡によりその可視化を可能にする、蛍光タンパク質を発現するように遺伝子操作されています。多くのプラスミドは、異なる波長( すなわち、緑色または赤色)、および受信者共生細菌へのドナー大腸菌株からのプラスミドの接合で蛍光を発するタンパク質をコードする遺伝子は、細菌の広い範囲のために成功して運ぶことが可能です。記載された方法は、Steinernema carpocapsaeXenorhabdus nematophila 14との間の関連性を調べるために開発されました。同様のメソッドは他の線虫細菌団体9、15-18とアプローチを調査するために使用されているため、一般的に適用されます。

会ったHODは、協会と植民地化14、16、19のプロセスの本質への洞察を提供し、開発のさまざまな段階で線虫内細菌の存在および局在化の特性評価を可能にします。顕微鏡分析は、組織14、16、19から21をホストするために細菌の人口とローカライゼーション内で両方の植民地化の頻度を明らかにする。これは、植民地化の平均的なレベルを提供することができる超音波処理22または23を研削などの線虫個体群内の監視、細菌の他の方法よりも優れていますが、例えば、との集団から低いシンビオント負荷頻度の高い集団を差別しないことがあります高シンビオント負荷の低周波。植民地化の表現型21のための細菌変異株をスクリーニングまたは特性評価する場合、周波数と植民地化細菌の負荷を判別することは、特に重要になることがあります、24。確かに、蛍光顕微鏡を植民地化17、18の欠陥のための細菌の変異体のハイスループットスクリーニングに使用され、超音波処理22、25から27と個々の線虫郭28、29を含む他の方法よりも少ない労力であるされています。

プロトコル

1。抱合を経由して蛍光細菌株の構築

  1. 受容菌(共生者が検査する)やドナー株一夜を栽培しています。ドナー株、通常、 大腸菌(Escherichia coli)は 、共役を介してDNAの寄付や蛍光タンパク質をコードする遺伝子を運ぶこと( 表2)プラスミドで形質転換されるべきであることが可能であるべきである。プラスミドに応じて、共役ヘルパー歪みが必要な場合もあります。そうだとすれば、この株は、また一晩増殖させなければならない。ドナー株とヘルパー菌株はプラスミドの維持を選択するために抗生物質を成長させる必要があります。
  2. 媒体への文化の1:100の比率で抗生物質を欠いている栄養豊富な成長培地中にドナーやヘルパー、そしてレシピエント株を継代培養。
  3. 彼らは半ばログステージ成長(OD 600〜0.6)に達するまで各菌株に適した温度で文化を育てています。 XenorhabdusEのこの段階成長するの大腸菌thは、継代培養した後に約3〜4時間に達しています。これは歪みで、またはいくつかのケースで使用され、プラスミドによって異なる場合があります。
  4. 微量遠心チューブおよび17900 XG(最もmicrofugesで13,000 rpm)で2分間遠心分離した株を混ぜる。最良の結果を得ることができ、ドナーとレシピエントの割合が異なる組み合わせに変化し、経験的に....

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ディスカッション

ここで説明されたプロトコルは、線虫ホスト( 図1)内の細菌を光学的に検出するための方法を提供する。この方法では、線虫のホスト( 図3)内細菌 in vivo解析有効に、線虫の光透過性と蛍光ラベル細菌に能力を活用しています。具体的には、このアプローチは、そのホスト内細菌の局在を識別します。細菌の存在のための線虫個体数およびスコアを数えることによって、線虫の人口全体の細菌コロニー形成の頻度は( 表1)を求めることができる。この方法では、線虫の宿主と細菌の共生生物間の相互作用を研究するために利用できる多くの潜在的な技術の一つである。関連のメソッドは、共生細菌を分離無菌的に線虫を育て、両方のパートナー25から27を操作するために以前に記載されている。

hを記述されているプロトコルEREはXenorhabdus nematophila-Steinernema carpocapsaeモデル系14

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開示事項

特別な利害関係は宣言されません。

謝辞

著者は、使用されるこのプロトコルとツールの開発への彼らの貢献についてエウジェニオVivas、クルトHeungens、エリック·マルテンス、チャールズコールズ、ダービー砂糖、エリックStabb、とトッドCicheに感謝したいと思います。 KEMおよびJMCは、国立衛生研究所(NIH)の国立研究サービス賞T32(AI55397 "健康と疾患における微生物")によってサポートされていました。 JMCは、大学院研究フェローシップ国立科学財団(NSF)によってサポートされていました。この作品は、国立科学財団(IOS-0920631およびIOS-0950873)からの補助金によって支えられている。

....

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
試薬の名称 会社 カタログ番号 コメント(オプション)
脂質寒天
(滅菌)
8グラム栄養ブロス、15グラム寒天、5グラムの酵母エキス、890ミリリットルの水、10ミリリットル0.2グラム/ミリリットルのMgCl 2。 6H 2 0、96ミリリットルコーンシロップソリューション*、4 mlのトウモロコシ油*
プレートを注ぎながら、メディアをかき混ぜる
*オートクレーブ滅菌した後に成分を追加
コー​​ンシロップソリューション
(滅菌)
7ミリリットルコーンシロップ、89ミリリットルの水
ミックスおよびオートクレーブ
卵液 16.6ミリリットル12%次亜塩素酸ナトリウム、5ミリリットル5M KOH、水80ml
溶原性ブロス
(滅菌)
5グラムの酵母エキス、トリプトン10グラム、5グラムの塩、1Lの水
ミックスおよびオートクレーブ
フュージフィッシャー 13-100-675 マイクロチューブを保持する任意の微量が動作します
遠心ベックマン 366802 15 ml及び50 mlコニカルチューブを保持している大規模なテーブルトップ遠心機
無菌の60ミリメートルX 15ミリメートルペトリ皿フィッシャー 0875713
50mlの遠心管フィッシャー 05-539-6
15 ml遠心チューブフィッシャー 05-531-6
無菌の100ミリメートルX 20ミリメートルペトリ皿フィッシャー 0875711Z 標準のペトリ皿よりも深い
24ウェルプレートグライナーバイオワン 662000から06
顕微鏡顕微鏡はあなたのフルオロフォアと互換性蛍光機能を使用する必要があり
パラホルムアルデヒド電子顕微鏡学 15710
PBS
(滅菌)
8gのNaCl
0.2gのKCl
1.44gのNa 2 HPO 4
0.24gのKH 2 PO 4
1Lの水

7.4と水に1LのオートクレーブのpHに調整する
マイクロチューブフィッシャー 05-408-138 2ミリリットルまたは1.5 mlチューブ
シェーカー液体はそっと移動させる任意のシェーカーは動作します
ジアミノピメリン酸シグマ D-1377 必要に応じて、濃度または1mMにメディアを補完

参考文献

  1. Holterman, M., van der Wurff, A. Phylum-wide analysis of SSU rDNA reveals deep phylogenetic relationships among nematodes and accelerated evolution toward crown clades. Mol. Biol. Evol. 23, 1792-1800 (2006).
  2. Lambshead, P. J. D., Boucher, G.

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タグ

Xenorhabdus nematophilaSteinernema carpocapsaeGFP

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