Name: 膨張顕微鏡による Proteus mirabilis バイオフィルムの超解像イメージング (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-07-18T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 10 s
Description: 学ぶPmbExM法によるProteus mirabilisバイオフィルムの超解像イメージング。従来の顕微鏡でナノスケールの細胞構造と空間的配列を可視化し、微生物コミュニティの動態解析に貢献します。

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<ol><li>Franklin, M. J., Chang, C., Akiyama, T., Bothner, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+technologies+for+studying+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Microbiol+Spectr%22%5BJournal%5D)">New technologies for studying biofilms.</a> Microbiol Spectr. 3 (4), 10(2015).</li>
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<li>Chozinski, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expansion+microscopy+with+conventional+antibodies+and+fluorescent+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Expansion microscopy with conventional antibodies and fluorescent proteins.</a> Nat Methods. 13 (6), 485-488 (2016).</li>
<li>Gao, R., Asano, S. M., Boyden, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Q%26A%3A+Expansion+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+biology%22%5BJournal%5D)">Q&A: Expansion microscopy.</a> BMC biology. 15 (1), 50(2017).</li>
<li>Tillberg, P. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein-retention+expansion+microscopy+of+cells+and+tissues+labeled+using+standard+fluorescent+proteins+and+antibodies%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Protein-retention expansion microscopy of cells and tissues labeled using standard fluorescent proteins and antibodies.</a> Nat Biotechnol. 34 (9), 987-992 (2016).</li>
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<li>Hurst, P. L., Nielsen, J., Sullivan, P. A., Shepherd, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Purification+and+properties+of+a+cellulase+from+Aspergillus+niger%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem+J%22%5BJournal%5D)">Purification and properties of a cellulase from Aspergillus niger.</a> Biochem J. 165 (1), 33-41 (1977).</li>
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<li>Bano, S., Qader, S. A. U., Aman, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Purification+and+characterization+of+novel+%CE%B1-amylase+from+Bacillus+subtilis+KIBGE+HAS%5BTitle%5D)+AND+%22AAPS+PharmSciTech%22%5BJournal%5D)">Purification and characterization of novel α-amylase from Bacillus subtilis KIBGE HAS.</a> AAPS PharmSciTech. 12, 255-261 (2011).</li>
<li>Kaplan, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genes+involved+in+the+synthesis+and+degradation+of+matrix+polysaccharide+in+Actinobacillus+actinomycetemcomitans+and+Actinobacillus+pleuropneumoniae+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bacteriol%22%5BJournal%5D)">Genes involved in the synthesis and degradation of matrix polysaccharide in Actinobacillus actinomycetemcomitans and Actinobacillus pleuropneumoniae biofilms.</a> J Bacteriol. 186 (24), 8213-8220 (2004).</li>
<li>Kaplan, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recombinant+human+DNase+I+decreases+biofilm+and+increases+antimicrobial+susceptibility+in+staphylococci%5BTitle%5D)+AND+%22J+Antibiot%22%5BJournal%5D)">Recombinant human DNase I decreases biofilm and increases antimicrobial susceptibility in staphylococci.</a> J Antibiot. 65 (2), 73-77 (2012).</li>
<li>Schlapp, G., Scavone, P., Zunino, P., Härtel, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+3D+architecture+of+uropathogenic+Proteus+mirabilis+batch+culture+biofilms%3A+A+quantitative+confocal+microscopy+approach%5BTitle%5D)+AND+%22J+Microbiol+Methods%22%5BJournal%5D)">Development of 3D architecture of uropathogenic Proteus mirabilis batch culture biofilms: A quantitative confocal microscopy approach.</a> J Microbiol Methods. 87 (2), 234-240 (2011).</li>
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</ol>

<table><tbody><tr><td>&α;-Bacillus sp.</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp</td>からのアミラーゼ;<td>10070</td><td>多糖類消化</td></tr><tr><td>0.1% (w/v) ポリ-L-リジン水溶液&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P8920</td><td>イメージング用サンプル固定化</td></tr><tr><td>12 mm ガラス カバーガラス</td><td>Chemglass Life Sciences</td><td>CLS-1760</td><td>ゲル化チャンバーコンポーネント</td></tr><tr><td>16 ビット C13440-20CU カメラ</td><td>Hamamatsu Photonics</td><td>利用できません</td><td>画像取得用 CMOS デジタルカメラ</td></tr><tr><td>24 mm x 50 mm ガラスカバーガラス</td><td>Chemglass Life Sciences</td><td>CLS-1764</td><td>サンプル操作/取り扱い</td></tr><tr><td>3Dプリントイメージングチャンバー</td> 社<td>内設計</td><td>-</td><td>イメージングチャンバーオプション</td></tr><tr><td>4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル(4-ヒドロキシ-TEMPO)</td><td>シグマ-アルドリッチ</td><td>176141</td>ゲ<td>ル化溶液成分</td></tr><tr><td>黒い壁の6ウェルガラス底板</td><td>CelVis</td><td>P06-1.5H-N</td><td>イメージングチャンバーオプション</td></tr><tr><td>酢酸&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>818755</td>酵<td>素緩衝成分</td></tr><tr><td>アクリルアミド&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A4058</td><td>モノマー溶液成分</td></tr><tr><td>過硫酸アンモニウム</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A3678</td><td>ゲル化溶液成分</td></tr><tr><td>Axiovert 200 顕微鏡</td><td>Zeiss</td><td>利用不可</td><td>共焦点顕微鏡</td></tr><tr><td>塩化カルシウム</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C8106</td><td>酵素緩衝成分</td></tr><tr><td>C-Apochromat 63x 1.2 NA 水浸対物レンズ</td><td>Zeiss</td>顕<td>微鏡の対物レンズ</td><td>が利用できません</td></tr><tr><td>Aspergillus niger</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp</td> からのセルラーゼ;<td>22178</td><td>多糖類消化</td></tr><tr><td>Chamlide CMB 35 mm 皿磁気イメージングチャンバー</td><td>ライブセル装置</td><td>利用不可</td><td>イメージングチャンバーオプション</td></tr><tr><td>ジメチルスルホキシ</td>ド <td>Sigma-Aldrich</td><td>472301</td><td>MA-NHS アンカリング試薬ストック溶液&nbsp;</td></tr><tr><td>リン酸二ナトリウム</td><td>シグマ・アルドリッチ</td><td>S3264</td><td>酵素緩衝成分</td></tr><tr><td>エタノール</td><td>シグマ・アルドリッチ</td><td>E7023</td><td>洗浄・滅菌</td></tr><tr><td>エチレンジアミン四酢酸</td><td>メルク</td><td>324503</td><td>酵素緩衝成分</td></tr><tr><td>ファルコン ポリスチレン 24 ウェルプレート</td><td>Corning</td><td>351147</td><td>一般手順プラットフォーム</td></tr><tr><td>FIJI ソフトウェア</td><td>国立衛生研究所画像</td><td></td><td>処理ソフトウェア</td></tr><tr><td>Glycerol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G7893</td><td>酵素緩衝成分</td></tr><tr><td>塩酸グアニジン</td><td>Thermo Scientific</td><td>24115</td><td>酵素緩衝成分</td></tr><tr><td>Huygens Software</td><td>Scientific Volume Imaging-Deconvolution</td><td></td> <td>画像復元用ソフトウェア</td></tr> 塩<tr><td>酸</td><td>Supelco</td><td>1.00317</td><td>バッファー調製</td></tr><tr><td>Kimwipes ティッシュペーパー</td><td>Fisher Scientiffic</td><td>06-666</td><td>余分な水分除去</td></tr><tr><td>実験室用ピンセット</td><td>電子顕微鏡 Sciences</td><td>M5E</td><td>一般的なサンプル操作/取り扱い</td></tr><tr><td>Luria Bertani ブロス</td><td>Invitrogen</td><td>12795-027</td><td>バイオフィルム増殖培地</td></tr><tr><td>Arthrobacter luteus</td> <td>からのリチカーゼシグマ・アルドリッチ&nbsp;</td><td>L4025</td><td>多糖類消化</td></tr><tr><td>塩化マグネシウム</td><td>シグマ・アルドリッチ</td><td>D5652</td><td>酵素緩衝成分</td></tr><tr><td>メタクリル酸 N-ヒドロキシスクシンイミジルエステル</td><td>シグマ・アルドリッチ</td><td>730300</td><td>アンカリング試薬</td></tr><tr><td>メタノール</td><td>シグマ・アルドリッチ</td><td>32213</td><td>サンプルの脱水と保管</td></tr><tr><td>微生物J&nbsp;</td><td>-</td><td>-</td><td>画像処理ソフトウェアプラグイン</td></tr><tr><td>顕微鏡スライドガラス</td><td>Chemglass Life Sciences</td><td>CG-8221</td><td>ゲル化チャンバー成分</td></tr><tr><td>リン酸ナトリウム</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S9638</td> 酵<td>素緩衝成分</td></tr><tr><td>Streptomyces globisporus</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>M990</td><td>ペプチドグリカン消化</td></tr><tr><td>N、N、N'、N'-テトラメチルエチレンジアミン</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T7024</td><td>ゲル化溶液成分</td></tr><tr><td>N,N&prime;-メチレンビスアクリルアミド</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M1533</td><td>モノマー溶液成分</td></tr><tr><td>Nunc 40.4 mm ガラス底ペトリ皿</td><td>Thermo Fisher</td><td>12-567-400</td><td>イメージングチャンバーオプション</td></tr><tr><td>パラホルムアルデヒド</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>158127</td><td>サンプル固定</td></tr><tr><td>リン酸緩衝液生理食塩水</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>79383</td><td>モノマー溶液成分、洗浄、酵素緩衝液</td></tr><tr><td>Engyodontium album</td><td>Invitrogen</td><td>25530-031</td><td>タンパク質消化</td></tr><tr><td>Proteus mirabilis ATCC 12453</td><td>微生物製剤</td><td>0440P</td><td>研究対象</td></tr><tr><td>小型フラットペイントブラシ</td><td>地元の金物店</td> <td>-</td> <td>サンプルの操作/取り扱い</td></tr><tr><td>酢酸ナトリウム</td><td>シグマ・アルドリッチ 241245</td><td></td><td>酵素緩衝成分</td></tr><tr><td>アクリル酸ナトリウム</td><td>シグマ・アルドリッチ</td><td>408220</td><td>モノマー溶液成分</td></tr><tr><td>重炭酸ナトリウム</td><td>シグマ・アルドリッチ</td><td>S5761</td><td>酵素緩衝成分</td></tr><tr><td>塩化</td><td>ナトリウムSigma-Aldrich</td><td>S9888</td><td>モノマー溶液成分、酵素緩衝成分</td></tr><tr><td>水酸化ナトリウム</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>221465</td><td>スライドガラス洗浄</td></tr><tr><td>固体レーザーライン</td><td>オミクロン</td><td>利用不可</td><td>488、568、647 nm 励起レーザーライン</td></tr><tr><td>SYTO 61 核酸染色</td><td>Invitrogen</td><td>S11343</td><td>蛍光色素</td></tr><tr><td>トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン塩酸塩</td><td>SAFC</td><td>108219</td><td>酵素バッファー成分</td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>X100</td><td>サンプル透過処理、酵素バッファー成分</td></tr><tr><td>Volocity 7.0.0 キャプチャーソフトウェア</td><td>Quorum</td><td></td> <td>Technologies-Microscoy 取得コントローラーソフトウェア</td></tr><tr><td>Volocity ViewVox スピニングディスクシステム</td><td>Perkin-Elmer</td><td>利用不可</td><td>共焦点用スピニングディスクシステム顕微鏡</td></tr><tr><td>小麦胚芽凝集素&ndash;Alexa Fluor 488蛍光レクチン複合体</td><td>Invitrogen</td><td>W11261</td><td>蛍光色素</td></tr></tbody></table>

膨張顕微鏡による proteus mirabilis バイオフィルムの超解像イメージング

Super-resolution Imaging of Proteus mirabilis Biofilm by Expansion Microscopy

PmbExMは P. mirabilis バイオフィルムを4.3倍に拡大し、形態とトポロジーを維持しました 
図3A-Dは、P. mirabilisバイオフィルム細胞の物理的倍率と、この技術によってもたらされた分解能の向上を証明しています。さらに、これは、細胞が単層のようなレイアウトで組織化する薄いバイオフィルム領域だけでなく、細菌の2層または3層の密集した配置のより厚い領域でも観察されました(図3G、H)。定量的な形態学的解析により、PmbExMは細菌の最大幅を0.7μmから0.07μm±3.0μmから0.22μm±3.0μm(平均±SD)に増加させ、これは約4.3の拡張係数(EF)に変換されることが示されました(図3E</stron...

膨張顕微鏡による Proteus mirabilis バイオフィルムの超解像イメージング

Accessing detailed visual information and quantitative data from microbiological samples using conventional optical microscopy is limited by the ...

super-resolution-imaging-proteus-mirabilis-biofilm-expansion

Research

JoVE Journal

Biochemistry

生物化学

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しわコロニーの開発を使用したバイオフィルム形成を評価するための半定量的アプローチ

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細菌分裂機械の超解像イメージング

このプロトコルは、成長し、質的に、共焦点顕微鏡および電子顕微鏡により真菌の菌糸上の細菌のバイオフィルムを分析するための新しい方法を説明しています。...

共焦点顕微鏡および電子顕微鏡を用いて糸状菌コロニー上の細菌のバイオフィルムの定性的マルチスケール解析のための新しい方法

枯草菌胞子の内膜で 'germinosomes' の germinant 受容体蛋白質クラスター。超解像顕微鏡と蛍光レポーターのタンパク質を使用して germinosomes を視覚化するプロトコルについて述べる。プロトコルはまた、FM4 64...

Germinosomes と枯草菌胞子の内部の膜の可視化

この提示方法は、従来の顕微鏡で70nmの分解能を導く拡大顕微鏡による蛍光標識された細胞タンパク質の可視化を可能にする。...

拡張顕微鏡によるポドサイクタンパク質のイメージングニーフリン、アクチン、ポドシン

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拡大顕微鏡を用いたショウ ジョウバエ の胚全体拡大による超解像イメージング

ここでは、最大11倍の拡張に変更された拡張顕微鏡(ExM)の新しいバージョンであるMagnifyは、生体分子クラスの包括的な配列を保存し、幅広い組織タイプと互換性があります。これにより、従来の回折限界顕微鏡を使用して生体分子のナノスケール構造を調べることができます。...

11倍膨張顕微鏡によるユニバーサル分子保持

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Trypanosoma cruziの3つのIn Vitroライフサイクルステージにおける超微細構造拡大顕微鏡

ここでは、代謝オリゴ糖工学、クリックケミストリー、および増殖顕微鏡法を組み合わせたシンプルなプロトコールを提案し、日常的な顕微鏡装置を使用して細胞内シアル化...

Click Chemistry and Expansion Microscopyによる細胞内シアル化の可視化

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拡張顕微鏡:従来型顕微鏡による高分解能蛍光イメージング

学ぶPmbExM法によるProteus mirabilisバイオフィルムの超解像イメージング。従来の顕微鏡でナノスケールの細胞構造と空間的配列を可視化し、微生物コミュニティの動態解析に貢献します。

膨張顕微鏡による Proteus mirabilis バイオフィルムの超解像イメージング

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