ここで概説されているプロトコルは、2-クロロエチルホスホン酸(CEPA)を利用することにより、細菌のエチレン応答の便利な調査を容易にします。 エチレンは、水性細菌増殖培地中でCEPAを分解することにより、純粋なエチレンガスの要件を回避して、その場で生成されます。
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ここで概説されているプロトコルは、2-クロロエチルホスホン酸(CEPA)を利用することにより、細菌のエチレン応答の便利な調査を容易にします。 エチレンは、水性細菌増殖培地中でCEPAを分解することにより、純粋なエチレンガスの要件を回避して、その場で生成されます。
エチレン(C2H4)は、植物の発達の多くの側面に関与しているガス状の植物ホルモンであり、老化と果実の成熟に支配的な役割を果たしています。初期の植物開発中に適用された外因性エチレンは、三重応答表現型を引き起こします。短くて太い胚軸で、頂端のフックが誇張されています。植物とバクテリアの間には密接な関係があるにもかかわらず、外因性エチレンがバクテリアに及ぼす影響は見過ごされてきました。これは、特殊な機器なしで実験室内でガス状エチレンを制御するのが難しいことが一因です。2-クロロエチルホスホン酸(CEPA)は、pH 3.5以上の水性媒体に溶解すると、エチレン、塩素、リン酸塩に1:1:1:1のモル比で分解する化合物です。ここでは、果実関連セルロース産生細菌Komagataeibacter xylinusをモデル生物として、細菌のエチレン応答を調べるためのCEPAを用いたin situエチレン生産について述べる。本明細書に記載のプロトコルは、シロイヌナズナ三重応答アッセイによるCEPAからのエチレン産生の検証と、K. xylinusセルロース産生、ペリクル特性およびコロニー形態に対する外因性エチレンの影響の両方を含む。これらのプロトコルは、適切な増殖培地および表現型分析を使用して、他の微生物に対するエチレンの影響を調べるように適合させることができます。CEPAの使用は、細菌のエチレン応答の日常的な測定のために、純粋なエチレンガスに代わるシンプルで効率的な代替手段を研究者に提供します。
オレフィン、エチレン(C 2 H 4)それは、石炭ガスランプを使用し、実験室で増殖させたエンドウ苗は、(胚軸)をステムする異常な形態を示したことが観察された場合、最初1901年に植物ホルモンとして発見されたが、より短い厚かったですそして、通常のエンドウの苗に比べて横に曲がりました。表現型は、後に三重反応1,2と呼ばれます。その後の研究は、エチレンが、そのような成長、ストレス応答、果実の成熟と老化3。 シロイヌナズナ 、植物生物学研究のためのモデル生物として多数の発生過程を調節する重要な植物ホルモンは、十分にエチレンへの対応に関して検討されているであることを実証しました。いくつかのエチレン応答変異体は暗成長A.で観察されたトリプル応答表現型を利用することによって単離されていますエチレン1,4,5の存在下でのシロイヌナズナの苗。植物におけるエチレン生産のための生合成前駆体は、1-Aでありますminocyclopropaneカルボン酸(ACC)6、一般三重応答表現型1,4,5を導く内因性エチレン産生を増加させるためにトリプル応答アッセイ中に使用されます。
エチレン応答は、広く植物で研究されていますが、細菌上の外因性エチレンの影響は非常に植物と細菌の密接な関係にもかかわらず、understudiedされます。ある研究では、特定のシュードモナス株は炭素とエネルギー7の唯一の供給源としてエチレンを使用して生き残ることができることを報告しました。しかし、2つだけの研究では、細菌は、エチレンに応答することを実証しました。最初の研究は、 緑膿菌 、Pの株フルオレッセンス 、P.プチダ 、およびP. syringaeの溶融アガロース純エチレンガス8で平衡化し、走化性緩衝液と混合したアガロースプラグアッセイを使用してエチレンに向かって走化性ました。しかし、我々の知る限り、何のフュルトはなされていません特殊な装置なしに実験室でガスを扱う困難に可能性の高い細菌のエチレン応答を、特徴付けるために純粋なエチレンガスを使用して、えーレポート。細菌のエチレン応答の第二の報告書は、エチレンが9 xylinusフルーツ関連細菌、Komagataeibacter(旧グルコン )にバクテリアセルロースの生産と影響を受けた遺伝子の発現を増加させたことを実証しました。この場合には、エチレン放出化合物は、2-クロロエチルホスホン酸(CEPA)は、純粋なエチレンガスまたは特殊な装置の必要性を迂回し、細菌増殖培地内でその場でエチレンを製造するために使用しました。
14 -塩基触媒、一次反応12を介してpHが3.5 10,11上記モル比1:CEPAは1でエチレンを生成します。 CEPAの劣化を確実にpHおよび温度13,14およびエチルの製造における結果と相関していますエン、塩化物およびリン酸。 CEPAは、ガス状のエチレンへの便利な代替手段でエチレンに対する細菌の応答を研究に興味を持って研究者に提供します。
次のプロトコルの全体的な目標は、CEPA分解を確実にするために、細菌のエチレン応答を研究するための簡単かつ効率的な方法を提供し、細菌増殖培地中CEPA分解からエチレン生産の生理的に適切なレベルの検証を含む、培養pHを分析する時に損なわれません細菌の増殖、および細菌の形態および表現型に対するエチレンの影響の評価。我々は、Kを使用して、これらのプロトコルを示しますxylinusは、しかしながら、これらのプロトコルは、適切な増殖培地を使用し、表現型解析することによって、他の細菌におけるエチレン応答を研究するために適合させることができます。
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1.化学物質
2 - クロロエチルホスホン酸分解2.検証エチレン生成:トリプル応答アッセイ

図1:CEPA トリプル応答アッセイのために使用される寒天プレートのセットアップ概略図(陰性対照(A)、陽性対照(B)のための特定の象限、実験プレートを示していますC)。この図は、Augimeriとストラップ9から変更されている。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
細菌増殖を通じてのpHの3解析
4.コロニー形態
5.ペリクルアッセイ

図2:ペリクルアッセイおよび分析の株式CEPA補充pHが7 SH培地(60ミリリットル) に使用されるプロトコルを示すフローチャートは、3つの別々の生物学的複製接種および滅菌コントロール(14ミリリットルずつ)のために分注します。これらの培養物を24ウェルプレートに6テクニカルレプリケート(2ml)中に分注し、次いでパラフィンフィルムで封止されています。 30℃で7日間インキュベートした後、ペリクルを回収し、FT-IRにより湿重量、厚み、乾燥重量、および結晶化度を決定することを特徴とする。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
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C -トリプル応答アッセイによるSH培地(pHは7)におけるCEPAからのエチレン放出を検証するための模式的なプレートのセットアップを図1Aに示されています。ペリクルプロトコルを示すフロー・チャートは、 図2ダーク成長したAに示されていますシロイヌナズナの苗は、ACCの存在下およびSH培地(pHは7)上ではなく、未処理の条件の下でCEPAの分解により製造されたエチレンの存在下でのトリプルレスポンス表現型(誇張された頂端フックと短く、厚い胚軸)を示します ( 図3A)9。胚軸ACC-の長さとCEPA由来のエチレン処理したA.シロイヌナズナの種子は、エチレンは、生理学的に関連するconcentraでSH培地(pHは7)にCEPAから解放されたことを確認し、有意に(P <0.0001)、未処理の対照よりも短い...
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ここで説明する方法は、モデル生物、Kを用いて細菌エチレン応答の研究のためのCEPAからエチレンをその場生産に概説しますxylinus。エチレンは、CEPAは、純粋なエチレンガスや特殊な実験装置の必要性を否定すると3.5 10,11よりも高いpHを有する任意の水性媒体を補充することによって製造することができるように、この方法は非常に便利です。この方法は、細菌にCEPA由来エチレンの効果を研究に限定されるものではなく、真核生物におけるエチレン応答を研究するために適合させることができます。これらの化合物はまた、 その場で CEPA分解から生成されるように、平行対照実験は、リン酸塩および塩化物を用いて実施されることが重要です。もう一つの必要な制御は、CEPA自体が調査中の微生物培養に直接影響を与えるかどうかを確認することです。生理学的に無関係のエチレン濃度を時K.製造しましたxylinus培養たちpHが5 SH培地中で増殖させ、したがって、CEPAの効果9のためのコントロールと...
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著者らは開示するものは何もない。
著者は、シロイヌナズナの種子を提供し、三重反応アッセイに関する技術支援を提供してくださったダリオ・ボネッタ博士に感謝します。また、FT-IRの支援を提供してくださったシモーネ・クアランタ氏にも感謝します。この研究は、JLSへのカナダ自然科学工学研究評議会ディスカバリー助成金(NSERC-DG)、RVAへのオンタリオ大学院奨学金(OGS)、AJVへのクイーンエリザベスII科学技術大学院奨学金(QEII-GSST)によって支援されました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 1-アミノシクロプロパンカルボン酸(ACC) | シグマ | A3903 | におけるエチレンの生合成前駆体 |
| セクターシャーレ | フェニックスバイオメディカル | CA73370-022 | レスポンステスト用 |
| 寒天 | バイオショップ | AGR001.1 | 地を固化するために |
| ヤノン反乱軍T1i DLSRカメラ | キヤノン | 3818B004 | リクル |
| の写真用Trichoderma reesei ATCC 26921のセルラーゼ | シグマ | C2730 | 水溶液 |
| エン酸 | BioShop | CIT002.500 | SH媒体用 |
| 商業漂白剤 | ライフブランド | 種子 | 滅菌用57800861874漂白剤 |
| 濃縮HCl | BioShop | HCL666.500 | pH調整用塩酸 |
| デジタルUSB顕微鏡 | プラグ可能 | N/A | コロニーの写真用 |
| エテフォン (≥96%;2-クロロエチルホスホン酸) | Σ | C0143 | エチレン放出化合物 |
| グルコース | BioBasic | GB0219 | SH培地用 |
| コマガタイバクター キシリヌス ATCC 53582 | ATCC | 53582 | 細菌セルロース産生アルファプロテオバクテリウム |
| 微量遠心チューブ | LifeGene | LMCT1.7B | 1.7 ml 微量遠心チューブ |
| ムラシゲとスクーグ (MS) 基礎ミディアム | シグマ | M5519 | シロイヌナズナ成長培地 |
| Na2HPO4·7H2O | BioShop | SPD579.500 | ナトリウム、SH中型NaCl用二塩基性七水和物 |
| BioBasic | SOD001.1 | 生理食塩水および制御溶液 | |
| NaH2PO4·H2O | BioShop | SPM306.500 | リン酸ナトリウム、制御溶液用一塩基性一水和物 |
| NaOH BioShop | SHY700.500 | pH調整用水酸化ナトリウム | |
| パラフィンフィルム | パラフィルム | PM996 | シーリングプレートおよびフラスコ用 |
| ペプトン(細菌学) | BioShop | PEP403.1 | SH媒体用 |
| ペトロフ・ハウサー計数室 | ハウザー科学 | 的な3900 | 細菌細胞計数室 |
| ポリエーテルスルホン滅菌フィルター0.2 µm | VWR | 28145-501 | 滅菌用セルラーゼ |
| ショ糖 | BioShop | SUC600.1 | MS medium 用ショ糖 |
| 酵母抽出物 | BioBasic | G0961 | SH medium 用 |
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