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방법 논문

미생물 상호 작용의 조사를 위한 높은 처리량 공동 문화 애세서

9.9K 조회수

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DOI:

10.3791/60275

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2019년 10월 15일

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이 논문에서

요약

이 프로토콜에 제시된 공동 문화 상호 작용 분석은 저렴하고 높은 처리량이며 간단합니다. 이 계산은 공동 배양에 있는 미생물 상호 작용을 관찰하고, 상호 작용 패턴을 확인하고, 인간과 환경 병원체에 대하여 관심있는 미생물 긴장의 억제 잠재력을 특성화하기 위하여 이용될 수 있습니다.

초록

미생물 간의 상호 작용에 대한 연구는 새로운 항균제에서 미생물 생태학의 통찰력에 이르기까지 수많은 발견으로 이어졌습니다. 미생물 상호 작용의 연구에 사용되는 많은 접근 은 특수 장비를 필요로하고 비싸고 시간 집약적입니다. 이 백서는 저렴하고, 큰 샘플 수로 확장 가능하며, 수많은 실험 설계에 쉽게 적응할 수 있는 공동 배양 상호 작용 분석프로토콜을 제시합니다. 미생물은 함께 배양되며, 각각의 우물은 미생물의 쌍으로 조합을 나타냅니다. 시험 유기체는 각 우물의 한쪽에 배양되고 먼저 단일 배양에서 배양됩니다. 그 후, 표적 유기체는 3D 인쇄 접종 스탬프를 사용하여 각 우물의 반대쪽에 동시에 접종됩니다. 공동 배양 후, 완성된 어소시에이스는 성장 또는 억제와 같은 시각적 표현형에 대해 채점된다. 이 계산은 표현형을 확인하거나 관심의 격리 중 패턴을 확인하기 위하여 이용될 수 있습니다. 이 간단하고 효과적인 방법을 사용하여 사용자는 미생물의 조합을 신속하고 효율적으로 분석 할 수 있습니다. 이 공동 배양 접근법은 항생제 발견뿐만 아니라 배양 기반 미생물군유전체 연구에 적용가능하며 이미 두 응용 분야에 성공적으로 적용되었습니다.

서론

자연에서 미생물은 거의 고립되어 존재하지 않습니다. 따라서, 그들은 지속적으로 다른 유기체와 상호 작용하고 있습니다. 따라서 미생물이 서로 상호 작용하는 방식을 연구하는 것은 수많은 미생물 행동을 이해하는 데 필수적입니다1. 미생물 상호 작용은 상호, 공생, 또는 길항제 일 수 있습니다. 이 것들은 미생물 자체뿐만 아니라 미생물이1,2를식민지화하는 환경과 숙주에도 영향을 미칠 수 있습니다.

많은 과학자들은 새로운 항균 분자를 확인하기 위해 미생물 상호 작용을 연구합니다. 첫 번째 임상적으로 중요 한 항균 분자 중 하나는 미생물 상호 작용의 연구를 통해 발견 되었다. 경 알렉산더 플레밍은 오염 페니실륨 종자를 관찰. 황색 포도상 구균 균주의 성장을 억제 분리, 이는 일반적으로 사용되는 항생제 페니실린의 발견을 주도3. 미생물이 경쟁사를 적대하는 데 사용하는 메커니즘의 특성화는 항균 분자의 발견을위한 유익한 자원으로 남아 있습니다. 예를 들어, 최근 스트렙토마이스 스프랭크 Mg1이 항생제 라인아미신을 생산하는 ....

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프로토콜

통보 된 동의는 기증자의 부모로부터 얻은, 위스콘신 - 매디슨 대학의 인간 과목위원회는 연구를 승인 (기관 검토 위원회 [IRB] 승인 번호 H-2013-1044).

1. 견본 문화

참고: 이 절차는 인간 비강에서 분리 된 박테리아 간의 상호 작용 연구를 위해 여기에 사용됩니다. 원칙적으로 다음 방법은 모든 문화 조건에 적용할 수 있습니다. 뇌-심장 주입 국물 (BHI) 비 강 박테리아의 일반적인 전파에 사용 됩니다. 모든 플레이트는 1.5% 한천을 사용하여 응고됩니다. 이 연구를 위해, 샘플은 기증자의 코 (비강 세척)로 플러시 된 식염수 용액에서 채취되어 미세 원심 분리튜브로 옮겨지고 -80 °C에서 냉동됩니다.

  1. 표준 배양 기술을 사용하여 해동된 각 세척 샘플의 100 μL을 BHI 플레이트위에 플레이트합니다.
  2. 1 주동안 37 °C에서 공기중으로 플레이트를 배양합니다.
  3. 배양 후, 플레이트당 각 뚜렷한 형태형의 ≥2 콜로니를 선택하고 초기 플레이트로부터 콜로니를 새로운 BHI 플레이트상에 줄무늬를 두르고 37°C에서 플레이트를 배양하여 BHI 플레이트상에 에어로적으로 분리합니다. 세균 배양이 순수할 때까지 반....

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결과

공동 배양 상호 작용 검사는 미생물 상호 작용을 이해하고, 관심있는 패턴을 식별하고, 흥미로운 활동으로 미생물 격리를 발견하는 데 사용할 수 있습니다. 이러한 실험에서, 시험 유기체는 12개의 잘 한천 판의 한쪽면에 단양되고 7일 동안 배양된다. 이어서, 표적 유기체는 시험 유기체 옆에 발견되고 2개의 미생물은 표적 유기체의 성장 표현형을 위해 채점하기 전에 7일 동안 공동 배양되었다. 분석은 표적 유기체의 성장 또는 억제의 시각적 분석에 근거하여 득점됩니다.

이러한 공동 배양 분석은 최근 인간의 비강으로부터 분리된 황색포도상구균(표적 생물)을 향한 액티노박테리아(test organisms)의 억제 활성을 평가하기 위해 사용되었다(도2)16.

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토론

미생물 상호 작용을 중재하는 항생제 및 기타 이차 대사 산물은 약물 발견을 포함한 다양한 응용 분야에 유용합니다. 본 명세서에서, 많은 수의 미생물 상호작용을 평가하기 위한 공동 배양 분석에 대한 프로토콜이 제시된다. 이러한 공동 배양 상호 작용 검사는 간단하고 저렴하며 확장 가능하며 처리량이 높은 미생물의 많은 쌍조합을 나란히 조사하는 것을 의미합니다. 표적 유기체는 접종 스탬프를 사용하여 12웰 플레이트의 우물에서 시험 유기체 옆에 발견되고, 표적 유기체의 억제는 표적 유기체의 표현형의 육안 검사에 기초하여 득점된다. 이 계산서에 사용된 물자의 대다수는 대부분의 실험실 공급자를 통해 또는 공공 자원을 통해 쉽게 유효합니다. 따라서, 이 검사는 많은 실험실 환경에 쉽게 맞출 수 있다. 실험실에서, 이 공동 문화 시험은 다양한 환경에서 많은 호스트와 관련되었던 미생물의 상호 작용을 조사하는 데 성공했습니다.

이 기술에는 많은 이점이 있지만 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 첫 번째.......

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공개 사항

저자는 경쟁적인 이익을 선언하지 않습니다.

감사의 글

우리는 원고의 비판적 독서에 대한 다니엘 월, 마크 체브렛, 돈 호앙 감사합니다. 카메론 R. 커리의 노력을 포함하여이 작품은 위스콘신 - 매디슨 대학, 위스콘신 동창 연구 재단의 자금으로 연구 및 대학원 교육 부총장 사무실의 지원, 또한 에 의해 제공 된 자금 번역 연구를위한 우수성에 대한 보건 센터의 국립 연구소 (U19-AI109673-01). 리드 M. Stubbendieck 는 생물학 및 의학 교육 프로그램의 전산 및 정보학에 대한 국립 의학 교육 보조금 (NLM 5T15LM007359)에 의해 지원되었습니다. 기금 모금자는 연구 디자인, 데이터 수집 및 해석, 또는 출판을 위해 작품을 제출하기로 결정에 아무런 역할이 없었다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
1 &뮤; L 일회용 폴리스티렌 접종 루프, 파란색VWR12000-806
10 μ L 일회용 폴리스티렌 접종 루프, 노란색VWR12000-810
12웰 세포 배양 플레이트, 뚜껑이 있는 멸균Greiner bio-one665 180
14mL 폴리스티렌 원형 바닥 튜브, 17 x 100mm 2style, 비발열성, 멸균Falcon352057
2.0 자체 스탠딩 스크류 캡 튜브(캡 포함), 멸균USA Scientific1420-9710
25 mL 혈청학 피펫세포 치료229225B
한천, 세균학VWRJ637
뇌 심장 주입 국물점 과학DSB11000-5000
폴리카보네이트 필라멘트, 흰색, 3 mm 직경Keene Village Plastics12.1-3MM-WH-581.2-1KG-R
학교 접착제Elmer'sEPIE304
Taz 6 3D 프린터Lulzbot

참고문헌

  1. Stubbendieck, R. M., Vargas-Bautista, C., Straight, P. D. Bacterial Communities: Interactions to Scale. Frontiers in Microbiology. 7 (August), 1234(2016).
  2. Green, J., Bohannan, B. J. M. Spatial scaling of microbial biodiversity. Trends in Ecology & Evolution. 21 (9), 5....

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