Name: 미생물 행동을 연구하기 위한 제어된 동적 화학 적 경관 생성 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-01-31T14:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 7 s
Description: 배우세요 미생물의 화학적 기울기 탐색 행동을 연구하기 위한 마이크로플루이딕 기반 동적 화학 경관 생성 방법입니다. 광분해 기술을 활용하여 실시간으로 미세 환경에서 미생물의 영양소 흡수와 개체군 역학을 분석할 수 있습니다.

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저자는 ETH 취리히에서 첫 번째 미세 가공 시설에 감사드립니다. 이 작품은 호주 연구위원회 발견 초기 경력 연구원 상 DE180100911 (D.R.B.), 고든과 베티 무어 해양 미생물 이니셔티브 조사자 상 GBMF3783 (R.S.에), 스위스 국립 과학 재단 보조금에 의해 지원되었다 1-002745-000 (R.S.로)

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</ol>

저자는 공개 할 것이 없다.

이 방법을 통해 연구원은 마이크로 및 밀리플루언스 장치에서 제어되고 동적 그라데이션하에서 세균 성 화학 요법을 연구하여 재현 가능한 데이터 수집을 가능하게합니다. 광분해에 의한 마이크로스케일에서 의한 화학펄스의 거의 즉각적인 생성은 박테리아가 다양한 소스로부터 야생에서 발생하는 영양소 펄스의 유형을 재현하는 것을 목표로 하며, 예를 들어, 가라앉는 해양입자(25)뒤에 있는 깃털의 확산, 또는 용해된 식물성 플랑크톤세포(26)로부터퍼지는 영양소를 재현하는 것을 목적으로 한다.
우리는이 방법의 두 가지 응용 프로그램을 제시: 1) 균일 한 조건에서 시작 하는 박테리아 축적-발산 역학을 연구 하는 단일 화학 펄스의 방출, 그리고 2) 비 평형 영양소 조건 하에서 박테리아 축적 프로필을 특성화 하는 다중 펄스의 릴리스. 첫번째 신청은 영양공급원을 처음 만날 때 미생물의 행동 반응을 특성화하기 위하여 특...

미생물은 화학 적 구배를 감지하고 반응1에서운동성을 수정하는 과정인 화학 요법에 의존하여 화학 적 경관을 탐색하고 영양공급원과 숙성에 접근하고 유해 물질을 탈출합니다. 이러한 마이크로 스케일 프로세스는 미생물과 환경 간의 상호 작용의 거시 적 역학을 결정2,3. 최근 연질 리소그래피4를포함한 미세 유체학 및 미세 제조 기술의 발전은 미생물의 상호 작용을 연구할 수 있는 제어된 미세 환경을 만드는 우리의 능력에 혁명을 일으켰습니다. 예를 들어, 과거 실험에서는 중급에서 고영양농도의 고도로 조절되고 안정된 그라데이션을 생성하여 세균화학을 연구한5,6. 그러나 자연 환경에서는 미세 크기의 화학 그라데이션이 단명할 수 있으며 분자 확산에 의해 소멸될 수 있으며 배경 조건은 종종 매우희석되어 7. 불안정한 화학 환경에 처음 노출된 미생물 집단의 화학반응을 직접 측정하기 위해 미세 유체 기술과 광분해를 결합하여 야생 박테리아가 자연에서 마주치는 그라데이션을 모방하는 방법을 고안하고 여기에 설명했습니다.
Uncaging 기술은 생체 분자를 비활성 형태로 기능적으로 캡슐화하는 빛에 민감한 프로브를 사용합니다. 조사는 갇힌 분자를 방출하여 생물학적 과정의 표적 교란을허용8. 세포 화학의 신속하고 정밀한 제어로 인하여9,케이지 화합물의 광분석은 전통적으로 생물학자, 생리학자 및 신경과학자들에 의해 유전자10,이온 채널11,및 뉴런12의활성화를 연구하기 위해 사용되어 왔다. 최근 과학자들은화학요법(13)을연구하기 위해 광분해의 유의한 장점을 활용하고, 단계별 화학력 자극14,15에노출된 개별 세균 세포의 편동기 전환 역학을 결정하고, 3차원(3D) 그라데이션16에서단일 정자 세포의 운동성 패턴을 조사하였다.
우리의 접근에서는, 우리는 광유체 장치 내의 케이지된 아미노산의 광용해를 구현하여 광방출을 통해 거의 즉각적으로 이용 가능해지는 제어된 화학 펄스에 대한 세균 집단의 행동 반응을 연구합니다. 저배율(4x) 목적(NA = 0.13, 초점 깊이 약 40 μm)을 사용하면 넓은 시야(3.2 mm x 3.2 mm)에서 수천 개의 박테리아의 집단 수준 집계 반응을 관찰하고 단일 셀 수준에서 모션을 측정할 수 있습니다. 우리는이 방법의 두 가지 응용 프로그램을 제시: 1) 균일 한 조건에서 시작 하는 박테리아 축적-발산 역학을 연구 하는 단일 화학 펄스의 릴리스, 그리고 2i)시간 변화 하에서 세균 축적 역학을 특성화 하는 다중 펄스의 릴리스, 공간적으로 이질적인 화학 력 조건. 이 방법은 아미노산글루타메이트(17)를향한 화학탁증을 수행하는 해양 박테리아 비브리오 오르달리에 대해 시험되었지만, 이 방법은 화학적 화학요법(예를 들어, 영양 섭취, 항생제 노출, 쿼럼 센싱)을 넘어서는 생물학적 과정뿐만 아니라 종 및 화학유량의 상이한 조합에 광범위하게 적용가능하다. 이 접근법은 현실적인 환경에서 미생물의 생태와 행동을 해명하고 일시적인 동적 그라데이션을 탐색 할 때 개별 박테리아가 직면하는 숨겨진 절충을 밝히는 데 도움이 될 것을 약속합니다.

<table><tbody><tr><td>(3-Aminopropyl) triethoxysilane (APTES)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A3648</td><td>>98% 순도, 고독성</td></tr><tr><td>CELLSTAR 튜브</td><td>Greiner Bio-One</td><td>210261</td><td>50 ml</td></tr><tr><td>Centrifuge</td><td>Eppendorf</td><td>5424R</td><td>- 박테리아 배양에서 사용한 배지 제거</td></tr><tr><td>디지털 인큐베이터 Incu-Line</td><td>VWR-CH</td><td>390-0384 3D</td><td>마스터</td></tr><tr><td>더스터</td><td>웨이퍼 및 마이크로 채널 청소를 위한</td> <td>VWR-CH</td><td>16650-22</td></tr><tr><td>핫 플레이트</td><td>VWR-CH</td><td>444-0601</td><td>마이크로 채널 접착</td></tr> 이<tr><td>소프로판올</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>W292907</td><td></td></tr><tr><td>LightSafe 마이크로 원심분리기 튜브</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z688312</td><td>1.5ml</td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>Mathworks</td><td></td><td>이미지 분석 및 박테리아 추적을 위한</td></tr><tr><td>마이크로 원심분리기 튜브</td><td>Eppendorf</td><td>30120086</td><td>1.5 ml</td></tr><tr><td>현미경 유리 슬라이드</td><td>VWR-CH</td><td>631-1552</td><td></td></tr><tr><td>현미경 Nikon Eclipse TiE</td><td>Nikon Instruments</td><td>MEA53100</td><td>with motorized stage</td></tr><tr><td>MNI-Glutamate</td><td>Tocris Bioscience</td><td>1490</td><td>>98 % 순도, 감광성</td></tr><tr><td>금형 프린팅 장비</td><td>Stratasys</td><td></td><td>Objet30 3D 프린터</td></tr><tr><td>금형 인쇄 서비스</td><td>3D 프린팅 스튜디오</td><td>사용자 정의</td> <td><a href "https://www.3dprintingstudios.com/" target ="_blank">https://www.3dprintingstudios.com/< / a</td></tr> <tr><td>> Nanodrop One UV-Vis 분광 광도계</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>ND-ONE-W</td><td>는 unaging</td></tr><tr><td>NIS 요소를</td> 보정합니다 <td>Nikon Instruments</td><td></td><td>Microscope Imaging </td></tr><tr>PDMS를 굽는 소프트웨어<td>오븐 Venti-Line</td><td>VWR-CH</td><td>466-3516</td><td>(강제 대류 포함)</td></tr> <tr><td>포토 레지스트 SU-8-3050</td><td>MicroChem Corp.</td><td>SU8-3050</td><td></td></tr><tr><td>플라즈마 챔버 Zepto</td><td>Diener Electronic</td><td>ZEPTO-1</td>은 폴리카보네이트 멤브레인 Sterlitech PCT0447100 0.4 &micro<td>를 접착하기 전에 표면을 기능화합니다</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>. M 기공 크기, 19% 열린 공간, 24 & 마이크로; m 두께</td></tr><tr><td>폴리에틸렌 마이크로 튜빙</td><td>과학 상품</td><td>BB31695-PE / 2</td><td>ID x OD : 0.015 "x 0.043"/ 0.38mm x 1.09mm</td></tr><tr><td>폴리스티렌 페트리 접시</td><td>VWR-CH</td><td>25373-100</td><td>바닥 표면 (90mm x 15mm)을 접착하여 millifluidic 장치</td></tr><tr><td>스케일</td><td>VWR-CH</td><td>611-2605</td><td>PDMS 혼합물</td></tr><tr><td>sCMOS 카메라 Andor Zyla</td><td>Oxford Instruments</td><td></td><td>위상차 및 형광 현미경 (최대 100fps)</td></tr> <tr><td>바다 소금</td><td>인스턴트 오션</td><td>제품 번호 SS1-160p</td><td></td></tr><tr><td>SolidWorks 2015</td><td>Dassault Systemes SolidWorks</td><td></td><td>금형 Spectra</td></tr><tr><td>X 조명 엔진</td><td>Lumencolor</td><td></td><td>for LED 395 nm</td></tr><tr><td>Sylgard 184</td><td>Dow Corning</td><td>110-41-155</td><td>PDMS Si 엘라스토머 키트; 경화제</td></tr><tr><td>주사기 (Luer-Lok)</td> <td>B Braun Omnifix</td><td>4616308F</td><td></td></tr><tr><td>주사기 바늘</td><td>Agani</td><td>A228</td><td>10에서 30 ml</td></tr><tr><td>주사기 펌프 11 Pico Plus Elite</td><td>Harvard Apparatus</td><td>70-4506</td><td>Terumo Agani 23 게이지 5/8 인치 (16mm)</td></tr> <tr><td>VeroGrey</td><td>Stratasys</td><td></td><td>듀얼 주사기 펌프</td></tr><tr><td>Vortex-Genie</td><td>Scientific Industries</td><td>SI-0236</td><td>금형 재료</td></tr></tbody></table>

미생물 행동을 연구하기 위한 제어된 동적 화학 적 경관 생성

Generating Controlled, Dynamic Chemical Landscapes to Study Microbial Behavior

우리는 미생물 화학 변균 실험을위한 마이크로 환경을 만들기 위해 지역화 된 화학 력체가 마이크로 스케일에서 갑자기 사용할 수있는 제어 되고 역동적 인 화학 펄스의 생성 방법을 보여줍니다. 화학 적 펄스를 만들기 위해, 우리는 세균 현탁액을 포함하는 다디메틸실록산 (PDMS) 미세 유체 챔버 내에서 케이지 된 아미노산의 광분해에 의해 거의 즉각적으로 아미노산 소스를 소개하는 시스템을 개발했습니다. 우리는 비디오 현미경 검사법에 의해 추적되는 동안 적극적으로 이러한 동적 화학 그라데이션을 등반 할 수있는 화학 박테리아, Vibrio ordalii에이방법을 적용했습니다. 광이동식 보호기와 화학적 변형에 의해 생물학적으로 불활성('케이지')으로 렌더링된 아미노산은 현탁액에 균일하게 존재하지만, UV-A에 가까운 LED 빔을 통해 사용자가 정의한 시간과 공간에서 발생하는 갑작스런 방출까지 는 소비할 수 없습니다. 펄스에서 방출되는 분자의 수는 노출 시간과 분획 해제 분획 사이의 교정 관계에 의해 결정될 수 있으며, 여기서 광용해 후 흡수 스펙트럼은 UV-Vis 분광법을 사용하는 것이 특징입니다. 나노다공성 폴리카보네이트(PCTE) 멤브레인은 미유체 장치로 통합되어 미주된 화합물 및 소비된 매체의 흐름에 의해 연속적으로 제거할 수 있다. PCTE 멤브레인과 PDMS 미세유체 구조 사이의 강력하고 돌이킬 수 없는 결합은 결합될 표면의 플라즈마 활성화에 이어 3-아미노프로필리에톡실란(APTES)의 용액으로 멤브레인을 코팅함으로써 달성된다. 컴퓨터 제어 시스템은 서로 다른 위치와 다른 강도의 사용자 정의 펄스 시퀀스를 생성하여 규정된 공간 및 시간적 가변성을 가진 리소스 풍경을 생성할 수 있습니다. 각 화학 적 풍경에서, 개별 규모에서 세균 운동의 역학 및 인구 수준에서의 축적을 얻을 수 있습니다.

우리는 동적 영양소 조건 하에서 세균 축적 프로파일을 연구하기 위해 미세 유체 및 밀리유체 장치(그림 1)를사용했습니다. 세균 궤적은 광용해에 의해 방출된 화학적 맥박에 따른 세균 집단의 축적-소산 역학의 상 대비 현미경 검사법에 의해 획득된 기록된 비디오에서 추출되었다(도2 및 그림 3). 수백만 개의 궤적을 평균화함으로써, 시선 의 드리프트 속도와 세균 농도의 시공간역학을 얻었다. 화학 그라데이션이 없는 상태에서 수영을 설명하는 통계는 더 높은 공간 및 시간적 분해능을 가진 별도의 실험에서 얻어졌다(그림4).
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미세 유체 및 밀리유체 설정 내에서 광용해로 동적 화학 적 경관의 생성을위한 프로토콜이 제시된다. 이 방법론은 운동성 행동, 영양소 섭취 또는 미생물의 화학 물질에 대한 적응을 포함한 다양한 생물학적 과정을 단일 세포 및 집단 수준에서 연구하는 데 적합합니다.

We demonstrate a method for the generation of controlled, dynamic chemical pulses&#8213;where localized chemoattractant becomes suddenly available at the ...

이 방법을 사용하면 동적 화학 그라데이션을 탐색하는 미생물의 미생물 생태 및 행동을 해명하고 생태학적으로 관련된 미생물 환경에서 숨겨진 절충, 영양 역학 및 인구 역학을 발견 할 수 있습니다. 미세유체 기술과 포토리시스를 결합하여, 우리는 국소화된 화학 요법이 마이크로 스케일에서 갑자기 사용 가능해지는 제어된 화학 펄스를 생성하여 불안정한 화학 적 그라데이션에 처음 노출된 미생물 집단의 화학 적 반응을 측정합니다. CAD 소프트웨어를 사용하여 채널을 디자인하고 투명 필름에 인쇄하여 포토 마스크를 만듭니다.원고에 따르면 깨끗한 방에서 부드러운 리소그래피로 마스터를 제작하십시오. 40 밀리리터 비커에 10 대 1 비율로 양화제와 탄성동을 결합하여 PDMS 혼합물을 준비합니다. 플라스틱 나이프를 사용하면 액체가 균일할 때까지 힘차게 섞습니다.실온에서 45분 동안 진공 챔버에서 PDMS 혼합물을 즉시 분해합니다. 프로세스를 신속히 처리하려면 인터페이스에서 형성되는 기포를 파열하기 위해 주기적으로 진공을 해제합니다. 가압 청소기로 마스터 표면에서 먼지를 제거합니다.그런 다음 탈가스 PDMS 혼합물을 마스터에 붓고 2 시간 동안 섭씨 80도에서 오븐에 구워줍니다. 약 5밀리미터의 거리에서 미세 구조 주위에 블레이드로 PDMS를 잘라낸 다음 마스터에서 PDMS를 조심스럽게 벗깁니다. 마이크로 채널의 입구와 콘센트 역할을 하는 구멍을 펀치합니다.먼지의 축적을 방지하기 위해 접착제 테이프로 마이크로 채널을 밀봉. 3D 설계 소프트웨어를 사용하여 3D 형상을 설계하고 고해상도 3D 프린터로 PDMS 금형의 마스터를 인쇄합니다. 이전에 와 같이 PDMS 혼합물을 준비하고 탈퇴한 후 접착제 테이프로 데빙하여 마스터의 표면을 청소하십시오.마스터를 축척으로 놓습니다. 그런 다음, 마스터의 중앙 영역을 피하면서, 0.5 밀리미터에서 마스터의 높이를 일치시켜 PDMS의 원하는 높이를 얻기 위해 23.4 그램의 경화되지 않은 PDMS 혼합물을 부어. 압축 공기의 도움으로 남은 거품을 제거합니다.PDMS 캐스트를 오븐에 45도의 오븐에 놓아 최소 12시간 동안 굽습니다. 이어서, 경화 PDMS 층을 부드럽게 벗겨내고, 세균현탁액의 주입을 위해 입구와 출구 구멍을 펀치한다. 페트리 접시의 표면과 산소 플라즈마로 PDMS 금형을 2분 동안 활성화합니다.페트리 접시에 PDMS 금형을 부드럽게 눌러 페트리 접시에 결합합니다. 피처가 있는 위치를 누르지 마십시오. 페트리 접시를 PDMS 3D 금형에 접합한 페트리 접시를 최소 12시간 동안 섭씨 45도의 오븐에 넣고 화학 결합을 강화합니다.다음으로, 실온에서 1분 동안 산소 플라즈마 챔버에서 나노다공성 폴리카보네이트 멤브레인을 활성화한다. 화학 후드 하에서, 폴리 프로필렌 튜브를 사용하여 1 %로 분화 물에 3-아미노 프로필트리에톡실란의 상업적 용액을 희석. 희석된 3-아미노프로필트리에톡실란 용액을 페트리 접시에 옮기고, 활성멤브레인을 3-아미노프로필트리에톡실란 용액에 20분간 담급한다.그런 다음 핀셋으로 3-아미노 프로필트리에톡실틸레인 용액에서 멤브레인을 제거하고 깨끗한 방에 닦아 말리십시오. 멤브레인에 누워 세균 성 투기장의 세척을 허용하는 PDMS 미세 유체 채널의 제조를 위해, 이전과 같이 단일 화학 펄스 실험에 대한 미세 유체 장치의 제조를 반복한다. PDMS 세척 채널을 기능성 멤브레인에 결합하려면 먼저 PDMS 세척 채널과 폴리카보네이트 멤브레인을 산소 플라즈마 챔버와 2분 동안 활성화합니다.플라즈마 처리 직후, PDMS 세척 채널을 멤브레인에 부드럽게 눌러 기능화된 멤브레인과 PDMS 세척 채널을 접촉하게 한다. PDMS와 멤브레인을 부드럽게 누르거나 멤브레인이 200 마이크로미터 높이의 PDMS 마이크로 채널의 천장에 돌이킬 수 없이 결합될 수 있습니다. 이어서, 2분 동안 산소 플라즈마 챔버에 배치하여 이전에 페트리 접시에 결합된 접합 된 라미네이트 PDMS 세척 채널 폴리 카보네이트 멤브레인과 3D PDMS 금형을 모두 활성화합니다.두 PDMS 층 사이에 멤브레인을 샌드위치하고 함께 누릅니다. 페트리 접시를 오븐에 결합하여 최소 12시간 동안 오븐에 결합하여 화학 결합을 강화합니다. 시작하려면 진공 상태에서 밀리유체 챔버를 20분 동안 유지관리합니다.그런 다음 밀리유체 챔버를 함유한 페트리 접시를 현미경 단계에 놓습니다. 파이펫으로 인공 해수의 1밀리머 4-메톡시-7-니트로인돌리닐-케이지-L-글루타메이트 용액의 GFP 형광 비브리오 또는 달리의 희석세균 현탁액으로 멤브레인 아래 챔버를 채웁니다. 세균 현탁액으로 채널을 채운 후 종이 타월로 용액을 빨아들이고 PDMS 플러그로 입구와 콘센트를 부드럽게 구멍에 밀어 넣습니다.1밀리머 4-메톡시-7-니트로인돌리닐-케이지-L-글루타메이트의 인공 해수 용액으로 주사기를 채우고, 멤브레인 위의 세척 채널의 입구와 콘센트에 튜브를 부착합니다. 튜브를 폐기물 저장소에 연결하고 튜브가 유체 폐기물 저장소에 완전히 침수되어 압력 진동을 방지하도록 하십시오. 주사기 펌프의 유량을 분당 50 마이크로리터로 설정합니다.주사기 펌프를 시작하여 멤브레인 위의 세척 채널의 흐름을 설정합니다. LED 빔과 현미경 단계를 제어하는 소프트웨어를 시작하고 서로 다른 위치와 다른 강도로 사용자 정의 펄스 시퀀스를 생성합니다. 몇 시간 동안 여러 개의 연속 위치에 걸쳐 정규 시간 간격으로 4배 목표를 사용하여 비디오를 녹화하여 큰 표면을 덮습니다.이 연구에서는, 미세 유체 및 밀리 유체 장치는 동적 영양소 조건하에서 세균성 화학 반응 및 축적 프로파일을 연구하는 데 사용되었습니다. 최대 강도 투영은 펄스 방출 직후와 펄스 방출 후 40초 후에 0.5초 간격을 통해 흰색 흔적으로 표시된 세균 위치를 보여줍니다. 세균궤적 궤적도 펄스 방출 후 60초 후 검은색으로 나타났다.그늘진 영역은 시야 중간에 0초 의 사진 용해에 의해 방출된 화학 펄스를 나타내며, 이어서 확산된다. 세균 농도뿐만 아니라 방사형 드리프트 속도의 측두동체는 시야의 중심에 펄스 방출후 여기에 나와 있다. 드리프트 속도의 음수 값은 펄스의 중심을 향한 지시된 화학 운동에 해당합니다.수영 통계는 화학 그라데이션이없는 세균 성 인구를 위해 여기에 제시됩니다. 궤적은 마이크로 채널에서 3차원 세균 운동의 2차원 프로젝션을 나타낸다. 측정된 세균 수영 속도의 확률 분포는 감마 분포에 의해 적합했다.세균 궤적으로부터, 연속방향 방향 감각 사이의 시간의 확률 분포가 추출되었다. 방향 감각 방향 패턴, 수영 속도의 분포 및 유기체의 방향 감각 전환 통계가 개별 기반 모델을 알리는 데 사용되었습니다. 이 방법은 아미노산 글루타민산을 향한 항암제를 수행하는 해양 박테리아 Vibrio ordalii에 대해 테스트되었지만, 제안된 방법론은 생물과 화학요법제의 다른 조합뿐만 아니라 공간적으로 이질적이고 역동적인 조건에서 인구 및 지역 사회 역학과 같은 화학요법을 넘어 생물학적 과정에 광범위하게 적용된다.배치 배양이나 체모스타트의 성장과 같은 미생물 생태 및 미생물학의 고전적인 기술은 미생물 서식지의 현세오-측두성 특성을 크게 무시했습니다. 광분해에 의한 마이크로스케일에서 화학 펄스를 거의 즉각적으로 생성하는 것은 다양한 소스에서 해양 박테리아가 야생에서 만나는 영양소 펄스의 유형을 재현하는 것을 목표로 합니다. 아미노알란 용액은 급성 독성이 있으며 극도의 주의를 기울여 처리해야합니다.우리는 연기 후드 아래에서만 일하며 실험실 코트, 안전 고글 및 장갑과 같은 보호 장비를 착용합니다. 우리는 또한 우리가 생성 한 폐기물을 돌봅니다.

generating-controlled-dynamic-chemical-landscapes-to-study-microbial

Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

전단 흐름 내의 곳곳에 영양 씨스 케이프와 박테리아의 수영 동작 이내에 해양 미생물의 chemotactic 식량 약탈을 배워 동작을 공부를위한 microfluidic 채널과 실험에서 구현의 제조가 설명되어 있습니다.

마이크로 스케일 영양소 레이어에 해양 미생물의 Chemotactic 응답

박테리아는 그들의 이웃들 미생물의 생리학에 영향을 미칠 가능성이 분비되는 화합물을 생성. 여기에서 우리는 고체 미디어의 바실러스 서브 틸리 스 (Bacillus subtilis)의 형광 전사 기자 균주와 토양 미생물을 혼합하여 화학적으로 매개 종간의 상호 작용을 검출 할 수있는 공 배양 화면을 설명합니다.

화학적 매개 종간의 상호 작용을 검출하는 공 배양을 사용하여

우리는 해저 열수 분출구에서 형성되는 천연 화학 정원 시스템의 실험실 시뮬레이션을 허용하는 주입 실험을 통해 화학 정원 형성을 설명합니다.

화학 정원으로 원자로 시뮬레이션 자연 열수 시스템 플로우를 통해

시아노박테리아에 여러 게놈 변형을 도입하는 것은 산업 및 기초 연구 목적을 위한 균주 개발에 필수적인 도구입니다. 우리는 모델 시아노박테리아 종 Synechocystis sp. PCC6803에서 표시되지 않은 돌연변이와 Synechococcus sp. PCC7002에서 표시된 돌연변이를 생성하는 시스템을 설명합니다.

모델 시아 노 박테리아 종의 표시 및 Markerless 돌연변이의 생성

진화 시나리오되지만 (공간적 분리)의 역할은 공간 분포의 조정을 허용하는 제어 실험실에서 미생물 단순한 시스템을 사용하여 조사 할 수있다. 설립자 셀 밀도를 수정하여, 다양한 구색 수준은 바실러스 서브 틸리 스 (Bacillus subtilis)의 식민지 바이오 필름에 형광 표지 된 박테리아 균주를 사용하여 시각화 할 수 있습니다.

표면 식민지 미생물 집단에 공간 분리를 모니터링

미생물 군집의 개발은 환경 구조, 구성원의 풍부 성, 형질 및 상호 작용을 포함하는 여러 요소의 조합에 달려있다. 이 프로토콜은 틈새 크기 및 감금과 같은 핵심 요소가 근사 될 수있는 femtoliter 우물에 포함 된 수천 개의 공동체를 동시에 추적하기위한 합성, 미세 제작 환경을 설명합니다.

마이크로 웰 어레이 플랫폼 내 미생물 공동체 개발의 구성 및 추적

우리는 1500 배양 장치, 향상된 연동 펌프의 배열및 현장 믹싱 계수로 구성된 복잡한 생명 기계에 대한 높은 처리량 연구를위한 미세 유체 시스템을 제시합니다. 미세 유체 칩은 생체 내 매우 복잡하고 역동적인 미세 환경 조건을 분석할 수 있게 해줍니다.

고처리량 미세 유체 장치를 사용하여 동적 환경 조건의 생성

우리는 미세 유체 플랫폼에서 모세혈관 보조 어셈블리를 사용하여 박테리아 및 콜로이드와 같은 액체에 매달려있는 미세 크기의 물체를 폴리디메틸실록산 기판에 규정 된 배열로 패턴화하는 기술을 제시합니다.

순차모세혈관 보조 어셈블리를 통한 미생물 및 미생물 입자의 패터닝

미생물 대사의 광유전학적 조절은 발효 과정에 대한 유연한 동적 제어를 제공합니다. 여기의 프로토콜은 다양한 부피 규모에서 화학 및 단백질 생산을위한 청색광 조절 발효를 설정하는 방법을 보여줍니다.

미생물 화학 및 단백질 생산을 위한 광 조절 발효

호기성 메탄 산화 박테리아의 자연 서식지에서 발견되는 메탄-산소 카운터 구배를 재현하는 간단한 모델 생태계를 준비하기 위한 프로토콜이 설명되어 있으며, 이를 통해 공간적으로 해결된 맥락에서 박테리아의 생리학을 연구할 수 있습니다. 아가로스 기반 모델 에코시스템과 함께 사용하기 위한 일반적인 생화학 분석에 대한 수정 사항도 설명되어 있습니다.

메탄-산소 카운터 그래디언트에서 메탄영양생물을 배양하기 위한 아가로스 기반 모델 생태계

우리는 밀리유체 연속 배양 장치(MCCD)에 대한 프로토콜을 제시하는데, 이는 수백 나노몰 농도까지 지속된 저영양 조건이나 시간적 영양분 변동 조건에서 세균 집단을 미세한 시간 척도로 배양할 수 있게 합니다.

영양소가 낮고 변동하는 상태에서 대 장 균 연구를 위한 연속 배양 밀리플루이딕 장치

배우세요 미생물의 화학적 기울기 탐색 행동을 연구하기 위한 마이크로플루이딕 기반 동적 화학 경관 생성 방법입니다. 광분해 기술을 활용하여 실시간으로 미세 환경에서 미생물의 영양소 흡수와 개체군 역학을 분석할 수 있습니다.

미생물 행동을 연구하기 위한 제어된 동적 화학 적 경관 생성

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