Isolation of Bacteriophages from a Soil Sample
JoVE Encyclopedia of Experiments
Microbiologie
0 weergaven • 3:21 min • June 30th, 2026
To isolate phages of soil-dwelling bacteria, take a soil sample collected from a desired location.
Add a phage buffer to preserve the integrity of the phage particles and gently stir to suspend the soil in the buffer.
Allow the heavier soil sediment to settle, while the phages and other microorganisms remain suspended in the soil extract.
Take a filtration unit with a filter paper and pass the soil extract through it to remove debris.
To the filtered extract, add nutrients to support the growth of host bacteria later during specific phage isolation.
Transfer the nutrient-rich solution to a vacuum filtration unit.
Pass the solution through a fine filter to remove all bacterial and fungal contaminants, leaving only phage particles in the filtrate.
Divide the sterile filtrate into culture flasks.
To each flask, add calcium chloride, which promotes phage-host interactions later during specific phage isolation.
The solution with purified phages is now ready for further experiments.
Since bacteria in the Arthrobacter genus are common soil bacteria, they and the phages that infect them can be found in most types of soil.
Gather 200 to 400 grams of soil from the desired location. Add at least 400 milliliters of phage buffer to the soil in a large enough beaker so that at least 200 milliliters of phage buffer is in the supernatant and is able to be extracted, mixed by gently stirring or swirling until the soil is suspended, and allow the soil sediment to settle, typically for 30 minutes. Next, remove soil sediment debris by passing the soil extract through a filter paper by vacuum filtration.
Add 4 grams of LB powder to 200 milliliters of the filtered soil extract and mix to make a 2% solution. Pass the solution through a 0.22 micron filter by vacuum filtration to obtain a sterile filtrate. If possible, continue on to the next step immediately.
Nevertheless, if need be, the filtered samples can be stored at 4 degrees Celsius for up to a week before proceeding. However, the number of viable phage particles will be reduced. Using aseptic techniques, aliquot multiple 50 milliliter portions of the filter sterilized LB soil extract mixture into individual 250 milliliters sterilized shaking, baffled culture flasks. Add sterile 2.0 molar calcium chloride solution to the final desired concentrations, since different Arthrobacter phages grow optimally under different calcium chloride conditions.
Overzicht
Dit artikel presenteert een geoptimaliseerde verrijkingstechniek voor het isoleren van bacteriofagen die Arthrobacter-soorten infecteren uit bodemmonsters. Het protocol beschrijft elke stap, van het verzamelen van bodem tot de bereiding van faag-verrijkte filtraten die geschikt zijn voor verdere faagisolatie en experimenten.
Belangrijkste componenten van de studie
Wetenschapsgebied
- Microbiologie
- Bacteriofaagonderzoek
- Milieubemonstering
Achtergrond
- Arthrobacter-soorten zijn veelvoorkomende bodembacteriën.
- Bacteriofagen die Arthrobacter infecteren, komen voor in diverse bodemmilieus.
- Een efficiënte isolatie van fagen is essentieel voor het bestuderen van faag-gastheerinteracties en de diversiteit van fagen.
- Traditionele methoden zorgen mogelijk onvoldoende voor de verrijking van fagen of het verwijderen van contaminanten.
Doel van het onderzoek
- Om een geoptimaliseerd protocol te ontwikkelen en te demonstreren voor het verrijken en isoleren van Arthrobacter-fagen uit bodemmonsters.
- Om de fageopbrengst te maximaliseren terwijl microbiële contaminatie tot een minimum wordt beperkt.
- Om een reproduceerbare methode te bieden voor onderzoekers die bodembacteriofagen bestuderen.
Gebruikte methoden
- Verzamelen van 200–400 gram bodem van de gewenste locatie.
- Suspenderen van de bodem in faagbuffer en voorzichtig mengen om fagen te extraheren.
- Laten bezinken van het sediment en verwijderen van debris door filtratie via filterpapier.
- Toevoegen van nutriënten (LB-poeder) om de groei van de gastheerbacteriën te ondersteunen.
- Vacuümfiltratie via een 0,22 micron filter om bacteriën en schimmels te verwijderen, resulterend in een steriel, faaghoudend filtraat.
- Aliquoteren van het filtraat in steriele kweekcolven.
- Toevoegen van steriel calciumchloride om interacties tussen faag en gastheer te bevorderen.
Belangrijkste resultaten
- Het protocol levert een steriel, nutriëntenrijk filtraat op dat fagen bevat die geschikt zijn voor verdere isolatie.
- De toevoeging van calciumchloride optimaliseert de omstandigheden voor daaropvolgende studies naar de interactie tussen faag en gastheer.
- Gefilterde monsters kunnen tot een week bij 4°C worden bewaard, hoewel de levensvatbaarheid van de fagen in de loop van de tijd kan afnemen.
- De methode verwijdert effectief microbiële contaminanten terwijl de faagpartikels behouden blijven.
Conclusies
- Deze geoptimaliseerde verrijkingstechniek maakt een efficiënte isolatie van Arthrobacter-fagen uit bodem mogelijk.
- Het protocol is reproduceerbaar en minimaliseert contaminatie.
- Het biedt een basis voor verdere studies naar de diversiteit van bodembacteriofagen en fage-gastheer-dynamiek.
Veelgestelde vragen
Relevantie voor de Industrie
Efficiënte isolatie van bacteriofagen uit milieuvoorbeelden vormt de basis voor de vroege ontdekking van nieuwe faag-gastheerinteracties, wat bijdraagt aan doelwitvalidatie en mechanische risicovermindering in anti-infectieve R&D. Dit protocol maakt een reproduceerbare bereiding van faagverrijkte filtraten mogelijk, waarbij microbiële contaminatie wordt geminimaliseerd en betrouwbare downstream-experimenten worden gewaarborgd. Deze benadering is direct relevant voor biopharmateams die faagbibliotheken willen uitbreiden of faag-gebaseerde screeningsassays willen ontwikkelen.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Maakt systematische analyse van fage-gastheerspecificiteit mogelijk voor validatie van doelen.
- Ondersteunt biologische risicoreductie door het leveren van zuivere fage-preparaten voor mechanistische studies.
- Vergemakkelijkt de voorspellende betrouwbaarheid van fage-gastheer-interactiemodellen.
Screening & Assayontwikkeling
- Bereidt gevalideerde, contaminatievrije fagenvoorraden voor voor workflows voor assayontwikkeling.
- Standaardiseert het inputmateriaal voor reproduceerbare screening van fagefficiëntie of gastheerbereik.
- Maakt schaalbare preparatie van fagesamples mogelijk voor high-throughput evaluatie.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Biedt continuïteit van milieusampling tot preklinische fagekarakterisering.
- Ondersteunt de risico-gecorrigeerde voortgang van kandidaatfagen voor therapeutische ontwikkeling.
- Sluit aan bij translationele biomarkerontdekking door gecontroleerde faag-gastheerstudies mogelijk te maken.
Integratie van Pipeline & Workflow
Dit isolatieprotocol bevindt zich op het snijvlak van vroege ontdekking en assay-ontwikkeling en levert basis Materiaal voor downstream screening en mechanistische studies.
- Ontdekkingsbiologie: Levert faag-verrijkte filtraten voor hypothesegestuurde analyse van gastheerspecificiteit.
- Screening: Levert gestandaardiseerde, contaminatievrije faag-inputs voor assay-gereedheid en reproduceerbaarheid.
- Analytica: Maakt kwantitatieve beoordeling van faagpresentie en zuiverheid mogelijk voor vergelijkende studies.
- Translationeel onderzoek: Slaat een brug tussen monstername in het milieu en preklinische faag-evaluatie wanneer deze zijn afgestemd op ziekte-relevante gastheren.
- Bedrijfsbrede hergebruik: Vestigt een reproduceerbaar protocol dat aanpasbaar is voor diverse bodemmonsters en gastheersystemen.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit in faag-gastheeronderzoeken.
- Operationele waarde: Standaardiseert de faagisolatie, waardoor de reproduceerbaarheid en schaalbaarheid over projecten heen wordt verbeterd.
- Strategische waarde: Ondersteunt geïnformeerde go/no-go-beslissingen en kapitaalefficiënte triage van faagkandidaten.
- Impact op portfolio: Maakt risicogebaseerde prioritering van faagassets voor verdere ontwikkeling mogelijk.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist microbiologische expertise in aseptische technieken en milieumonstername.
- Toegang tot filtratie-eenheden, steriele kweekcolven en analytische infrastructuur voor fagekwantificering is noodzakelijk.
- Vereist standaardisatie tussen teams van de buffersamenstelling en filtratieparameters.
- Aanpasbaar aan verschillende bodemtypes en gastheerbacteriën door middel van protocolwijzigingen.
- De levensvatbaarheid van fagen kan afnemen tijdens bewaring, waardoor tijdige verdere verwerking vereist is.
Veelgestelde vragen over biofarmacie
Synthese van besmettelijke bacteriofagen in een e-coli -gebaseerd systeem van cel-vrije expressie
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Isolatie van Salmonella typhimurium-met Phagosomes van Macrophages
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Bacteriofaagverwijdering uit geïnfecteerde Salmonellaculturen
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Preparing a Soil Bacterial Culture for Bacteriophage Infection
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Isolation of Arthrobacter Bacteriophages from a Soil Sample
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Purification of Bacteriophages Using a Sucrose Density Gradient
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Amplification and Recovery of Infectious Bacteriophages
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Phage Purification from Borrelia burgdorferi
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Purification of Bacteriophages from Bacterial Lysate
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Een Geoptimaliseerd Verrijking Techniek voor de isolatie van
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Laatst bijgewerkt: 29 augustus 2026