Neste trabalho, nós descrevemos um método semi-quantitativo para avaliar a formação de biofilme com V. fischeri como um organismo modelo. Especificamente, nós utilizamos um microscópio de dissecação com anexo câmara para monitorizar a formação de biofilmes e desenvolvimento como a formação de colónias enrugada ao longo do tempo sobre uma superfície de agar sólido. Neste protocolo, destacamos dois tipos específicos de métodos que comumente usam para avaliar a formação da colônia enrugado. O primeiro é o ensaio de ponto final, o que nos permite observar a final, arquitetura geral 3D, padronização, e diâmetro de uma cultura manchado em um ponto selecionado de tempo "final". Esta abordagem é mais útil para a avaliação estirpes mutantes ou condições que conduzem a defeitos dramáticas na formação de biofilmes. No entanto, essa abordagem não faz distinção entre diferenças mais sutis que ocorrem em momentos antes de o selecionado de ponto final. Para acompanhar mais de perto a formação de colônia enrugado, nós usamos um ensaio de evolução no tempo, que nos permite identificar o início de wrinkled formação de colônias e observar a sua evolução no tempo. Como um resultado desta abordagem, as diferenças mais subtis no momento da formação de colónias enrugada, a arquitectura 3D, e padronização pode ser identificado. Utilizou-se este ensaio curso de tempo para gerar dois semi-quantitativos ensaios de formação de biofilmes. Em primeiro lugar, o momento em que uma estirpe começa a desenvolver arquitectura 3D pode ser comparada com a de estirpes de controlo. Nós descobrimos que o atraso na formação de biofilmes de um mutante particular sob as mesmas condições é razoavelmente consistente 9. Por exemplo, nos dados mostrados na fig. 2, o mutante de forma consistente exibiram um atraso de cerca de 4 h em iniciar a formação de biofilmes. Uma medida semi-quantitativa segundo de formação de biofilme é a alteração no tamanho do diâmetro da colónia enrugada (spot). Descobrimos que o diâmetro das colónias enrugadas progressivamente difere da do não-biofilme colónias, atingindo cerca de uma diferença de 2 vezes no ponto de tempo final (Fig. 3 ) (Morris e Visick, dados não publicados). Até o momento, não observamos um fenótipo sem a outra (ou seja, a formação de biofilme sem um aumento no diâmetro das colônias) (dados não publicados), embora continue a ser possível que alguns mutantes irão se comportar de forma diferente. Na verdade, tem sido relatado para V. cholerae que algum resultado colônias amassado em um aumento substancial no diâmetro das colônias, enquanto outros não 15. Ainda assim, avaliar a mudança de diâmetro ao longo do tempo poderia ajudar na caracterização de mutantes de biofilme potenciais e / ou fornecer uma medida adicional quantitativa de mutantes com atrasos no desenvolvimento. Das duas medidas de formação de biofilme (tempo e de diâmetro), determinando o início da formação de colónias enrugado é mais sensível, mas também mais subjectiva, do que a determinação do diâmetro do local. Mesmo assim, ambas as medidas proporcionar uma avaliação semi-quantitativa de um fenótipo que é extremamente útil para os investigadores de biofilme, mas não é facilmente passível de quantification.
Ao realizar ensaios manchados cultura, é importante considerar as condições ambientais em que as cepas manchados são cultivadas. Formação de colônias enrugada é freqüentemente influenciada por várias condições ambientais, incluindo a disponibilidade de nutrientes, temperatura e umidade. Para reduzir a variabilidade entre as experiências, é útil para padronizar estas condições o máximo possível (ie padronizar as placas de agar para um volume definido e cultivando as estirpes manchados a uma temperatura controlada). Para o controlo adicional para a variabilidade entre os experimentos spotting, é importante incluir as estirpes de controlo adequadas dentro de cada conjunto de experiências. Finalmente, quando a interpretação dos dados a partir destes ensaios, é necessária a realização de qualquer uma experiência várias vezes (3 +), especialmente quando avaliar diferenças subtis na formação de colónias enrugada (eg, um atraso na formação de biofilme ou diferenças de padronização). Algumas limitações do presente protocolo são: 1) detering se as células têm um defeito no crescimento pode ser difícil: o crescimento de células em cultura líquida pode não reflectir com precisão as taxas de crescimento em meios sólidos, e uma determinação precisa do crescimento do biofilme formadoras de células, que podem ficar juntos, pode não ser possível; 2) as estirpes com defeitos de crescimento vai ser problemático para analisar; 3) pode não ser possível distinguir diferenças de diâmetro entre as estirpes com fenótipos de biofilme subtis, 4) para as estirpes que não crescem em um anel concêntrico, pode não ser possível medir com precisão mudanças de diâmetro, 5), enquanto padronização podem ser observados durante a formação do biofilme, não há maneira de quantificar a padronização do biofilme resultante; e 6) não há maneira de medir a dimensão Z-do biofilme com este conjunto experimental . Apesar destas limitações, este protocolo, no entanto, fornece um meio para obtenção de dados numéricos para auxiliar na avaliação da formação da colônia enrugado.
Neste protocolo, nós utilizamos um imagem específicasistema (ou seja, um microscópio Zeiss dissecação e ProgRes CapturePro software de imagem) para observar e avaliar a formação de colônia rugosa. O sistema de imagem descrita aqui é poderosa: a capacidade de detectar o início da formação de colónias enrugada, e, assim, avaliar o desenvolvimento com uma abordagem ao longo do tempo, é grandemente aumentada através do uso de um microscópio de dissecação. No entanto, se esta tecnologia não está disponível, o protocolo pode ser adaptado para uso com outro equipamento, incluindo uma câmara digital simples com um foco de zoom. Embora este protocolo centra-se na avaliação do desenvolvimento de colónias enrugado, também poderia ser modificado para avaliar a formação de película, uma forma de biofilme que se desenvolve quando as células estão a crescer em cultura líquida estaticamente. Este protocolo também pode ser útil na avaliação de outros indicadores de formação de biofilme, incluindo a incorporação de corantes específicos para as colônias manchados durante o desenvolvimento do biofilme. Estes incluem, mas não estão limitados a, corantes, tais como Congo Red e calcofluou que pode ligar à celulose, um componente comum de biofilmes bacterianas 16. Além disso, este protocolo, embora desenvolvido para utilização com V. fischeri, não está limitada a este organismo, mas pode ser generalizada para estudar a formação de biofilme em numerosos organismos diferentes, tais como Bacillus subtilis 4, Vibrio cholerae 5, Vibrio parahaemolyticus 6, 7 e Pseudomonas aeruginosa, que todos apresentam a formação de colónias enrugada. Finalmente, também pode ser adaptado para estudar morfologias de colónias outros que têm um padrão de desenvolvimento, tais como, potencialmente, o padrão que ocorre durante o crescimento de Myxococcus xanthus 17 e desenvolvimento de estruturas aéreas em Pseudomonas aeruginosa 18. Este protocolo é, portanto, de uso geral para os pesquisadores de microbiologia e biofilme.