2016년 6월 25일
여기에서는 박테리아 포자 발아 중 환원당의 존재를 감지하기 위한 비색 분석법을 설명합니다.
이 단계별 프로토콜의 전반적인 목표는 박테리아 포자 발아 중에 피질 조각의 풍부함을 정량화하거나 당을 줄이는 것입니다. 이 방법은 포자 발아 중에 피질 조각의 존재를 감지하거나 당을 줄이는 데 필요한 단계를 자세히 설명합니다. 이 기술의 주요 장점은 대부분의 실험실이 프로토콜을 성공적으로 완료하는 데 필요한 시약과 장비를 갖추고 있다는 것입니다.
클로스트리듐 디피실(Clostridium difficile) 포자 튜브를 가열 블록에 넣고 섭씨 65도에서 30분 동안 배양하여 이 절차를 시작합니다. 배양 후 튜브를 얼음 위에 놓습니다. 발아 용액은 연구 중인 박테리아 포자 종에 따라 다릅니다.
C.difficile 포자 발아를 분석하기 위해 pH 7.5에서 10 밀리 몰 트리스 용액을 사용하여 탈이온수에 150 밀리 몰의 염화나트륨, 100 밀리 몰 글리신 및 10 밀리 몰의 타우로 콜산을 사용합니다. 샘플당 1ml의 발아 용액과 추가로 1ml를 준비합니다. 분석을 시작하기 전에 1ml의 발아 용액을 마이크로 원심분리기 튜브에 옮기고 따로 보관합니다.
이것은 피질 단편 감지를 위한 공백 역할을 합니다. 다음으로, 발아 용액에 약 3.0의 OD600에 포자를 추가하고 간단히 와류를 일으킵니다. 이 양의 포자는 C.difficile 포자 발아 중 피질 단편 방출을 완화하는 데 효과적입니다.
포자를 추가한 직후 1.2ml 샘플을 새 마이크로 원심분리기 튜브에 넣고 원심분리기에 넣습니다. 다음 14, 000 시간 G.This에 1 분 동안 실내 온도에 분리기는 영 시점입니다. 탈수 후 1ml의 상등액을 새 2ml 나사 캡 튜브에 옮기고 섭씨 영하 80도에서 동결합니다.
각 시점에 대해 샘플이 수집될 때까지 일정한 간격으로 부분 표본을 채취하고, 회전하고, 동결하는 과정을 반복합니다. 원심분리 및 샘플링에 필요한 시간으로 인해 이 절차 중에는 2분 미만의 시점을 사용할 수 없으므로 이러한 샘플은 14분 동안 2분에 한 번씩 채취합니다. 피질 샘플을 준비하는 동안 디피콜린산을 모니터링해야 하는 경우 별도의 100마이크로리터 샘플을 제거하고 얼음 위의 마이크로 원심분리기 튜브에 분배합니다.
또한 다음과 같은 양의 N-아세틸글루코사민으로 표준 곡선을 생성하기 위한 샘플을 준비합니다. 발아 용액의 0, 12.5, 25, 50, 100, 250, 500 및 5, 000 나노몰. 각 시점에 대해 샘플을 수집한 후 냉동고에서 샘플을 제거하고 블랭크 및 표준 곡선 샘플과 함께 동결 건조합니다.
그런 다음 모든 샘플을 사용할 때까지 섭씨 영하 80도에서 보관하십시오. 분석 당일, 대조군 및 표준 곡선 샘플을 포함한 동결건조된 샘플을 페놀 및 베타-메르캅토에탄올이 포함된 120마이크로리터의 염산에 재현탁합니다. 다음으로, 재현탁된 모든 샘플을 새로운 2ml 스크류 캡 튜브로 옮깁니다.
그런 다음 섭씨 95도의 재순환 수조에서 4시간 동안 배양합니다. 배양 후 식을 때까지 샘플을 얼음 위에 놓습니다. 그런 다음 120 마이크로 리터의 3 몰 수산화 나트륨을 첨가하여 중화합니다.
다음으로, 80마이크로리터의 포화 중탄산나트륨 용액과 80마이크로리터의 5% 무수아세트산 용액을 각 샘플에 첨가하고 와류를 일으킵니다. 그런 다음 샘플을 실온에서 10분 동안 배양합니다. 배양 후 샘플을 정확히 3분 동안 섭씨 95도의 수조로 다시 옮깁니다.
이 단계는 시간에 민감하며 시간이 길어지면 다운스트림 신호 개발에 영향을 미칠 수 있습니다. 수조에서 샘플을 제거하고 얼음으로 식히십시오. 400 마이크로 리터의 6.54 % 사붕산 칼륨 사수화물을 각 튜브와 와류에 추가합니다.
섭씨 95도의 재순환 수조에서 정확히 7분 동안 샘플을 배양합니다. 이 단계도 시간에 민감합니다. 샘플을 꺼내 얼음 위에 5분 동안 놓습니다.
샘플이 얼음 위에 있는 동안 색상 시약을 준비합니다. 0.320g의 DMAB를 1.9ml의 빙초산에 녹입니다. 이 시약은 시간, 온도 및 빛에 민감하므로 미리 만들어서는 안 됩니다.
DMAB가 완전히 용해된 후 100마이크로리터의 10 normal hydrochloric acid를 넣고 샘플을 와류로 가열합니다. 그런 다음 5ml의 빙초산을 넣고 다시 와류를 일으킵니다. 비색 반응을 위해 냉각된 각 피질 또는 대조군 시료 100마이크로리터를 새로운 1.5ml 마이크로 원심분리기 튜브로 옮깁니다.
갓 준비한 색상 용액 700마이크로리터를 각 샘플에 추가합니다. 즉시 샘플을 섭씨 37도의 수조로 옮기고 정확히 20분 동안 샘플을 배양합니다. 배양 후 각 시료 200마이크로리터를 투명한 96웰 플레이트로 옮깁니다.
샘플은 처음에는 노란색이어야 하지만 피질의 존재를 나타내는 환원당이 존재하면 자주색으로 바뀝니다. 여기에서 많은 샘플이 눈에 띄는 자주색을 나타내지 않습니다. 그러나 250, 500 및 5, 000 나노몰 샘플은 음성 대조군 제로 나노몰과 시각적으로 다르게 나타납니다.
플레이트 리더를 사용하여 585나노미터에서 흡광도를 측정합니다. 585나노미터의 OD에서 측정하면 표준 샘플에서 생성된 신호가 선형 회귀에 가장 적합합니다. 이 표는 N-아세틸글루코사민 표준물질을 사용한 일반적인 결과를 보여줍니다.
그런 다음 이러한 데이터를 사용하여 여기에 표시된 표준 곡선을 생성했습니다. 발아 분석은 100 밀리몰 글리신과 10 밀리몰 타우로콜산이 보충된 발아 완충액을 사용하여 발아 촉진 조건에서 수행되었습니다. 발아하지 않는 조건에서는 100 밀리몰 글리신만 사용하십시오.
타우로콜산이 없으면 C.Difficile 포자가 발아하지 않으며 용액에 피질 단편이 존재할 때 거의 변화가 없습니다. 그러나 타우로콜산과 글리신이 모두 존재하면 C.difficile 포자가 발아하여 피질 단편을 용액으로 방출합니다. 이것은 반응된 샘플의 시간이 지남에 따라 OD585의 증가로 흡수됩니다.
이 분석 중에 방출된 피질 단편의 양은 표준 곡선을 사용하여 계산되었습니다. 이 분석에서 볼 수 있듯이, 대부분의 피질은 발아 노출 후 15분 후에 가수분해되거나 방출되었습니다. 이것은 대부분의 포자가 이 기간 동안 발아했음을 시사합니다.
이 비디오를 시청한 후에는 박테리아 포자 발아 중에 발아 용액에서 피질 조각을 감지하거나 당을 줄이는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 이 절차를 시도하는 동안 분석이 올바르게 진행될 수 있도록 반응 시간에 세심한 주의를 기울이는 것이 중요합니다.
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이 기사는 박테리아 포자 발아 중 환원성 당을 검출하도록 설계된 색도 분석법을 설명합니다. 이 프로토콜은 포자 발아를 이해하는 데 중요한 피질 조각 또는 환원성 당의 존재를 정량화하는 데 필요한 단계를 설명합니다.
Detecting cortex fragment hydrolysis provides a quantitative readout for spore germination kinetics, enabling mechanistic de-risking of antimicrobial strategies targeting Clostridioides difficile. This assay supports target validation by linking germinant receptor activation to downstream peptidoglycan remodeling, a conserved virulence-relevant process. The colorimetric readout offers a scalable, reagent-accessible method for early-stage screening of germination inhibitors.
This assay fits between germinant screening and phenotypic outgrowth assays, providing a biochemical checkpoint for spore commitment to germination before metabolic activation or toxin production.