Processo para o Adaptive Laboratório Evolução de microrganismos utilizando um quimiostato

Summary

Aqui, apresentamos um protocolo para obter a evolução adaptativa laboratório de microrganismos em condições usando cultura quemostato. Além disso, é discutida análise genômica da estirpe evoluiu.

Abstract

A evolução natural envolve diversidade genética, como mudanças ambientais e uma seleção entre pequenas populações. A evolução laboratorial adaptativa (ALE) refere-se à situação experimental em que a evolução é observada usando organismos vivos sob condições e estressores controlados; Os organismos são, portanto, artificialmente forçados a fazer mudanças evolutivas. Os microrganismos estão sujeitos a uma variedade de estressores no ambiente e são capazes de regular certas proteínas induzíveis por estresse para aumentar suas chances de sobrevivência. Mutações espontâneas que ocorrem naturalmente provocam mudanças no genoma de um microrganismo que afetam suas chances de sobrevivência. A exposição prolongada à cultura de quimiotato provoca um acúmulo de mutações espontâneas e torna dominante a cepa mais adaptável. Em comparação com os métodos de transferência de colônias e transferência serial, a cultura de quimiostato envolve o maior número de divisões celulares e, portanto, o maior número de populações diversas. Embora a cultura de quimiostato para ALE exija dispositivos de cultura mais complicados, ela é menos trabalhosa quando a operação começa. Análises genômicas e transcriptômicas comparativas da cepa adaptada fornecem pistas evolutivas sobre como os estressores contribuem para mutações que superam o estresse. O objetivo do presente artigo é trazer a evolução acelerada de microrganismos sob condições controladas de laboratório.

Introduction

Os microrganismos podem sobreviver e se adaptar a diversos ambientes. Sob forte estresse, a adaptação pode ocorrer por meio de aquisição de fenótipos benéficos por mutações genómicas aleatórias e posterior selecção positiva ^1-3. Portanto, as células microbianas podem se adaptar mudando metabólica ou redes de regulação para o crescimento ideal, que é chamado de "evolução adaptativa". tendências microbianas importantes recentes, como surtos de superbactérias e a ocorrência de cepas microbianas robustos, estão intimamente relacionadas com adaptativa evolução sob condições estressantes. Em condições de laboratório definidos, somos capazes de estudar os mecanis....

Protocol

1. Preparação Equipamento

1. Obter um frasco quimiostato (150-250 ml) ou num balão de Erlenmeyer (250 ml) contendo uma abertura de entrada e uma porta de saída. Ligue as portas com tubo de silicone que permite taxas de fluxo de 10-100 ml / hr. Opcionalmente, usar um respiradouro de ar, uma porta de saída de ar, e portas de entrada e saída de água de temperatura controlada.
2. Obter um dispositivo adequado para o frasco quimiostato que fornece para agitação e controlo da temperatura (ou usar um incubador com agitação rotativa).
3. Obter duas bombas peristálticas de modo a fornecer meio fresco e recolher a cultura.
4. Obter um frasco....

Results

Para adaptação ao estresse de alta succinato, o tipo selvagem E. coli W3110 estirpe foi cultivada num quimiostato em D = 0,1 h ^-1 durante 270 dias (Figura 2).

Figura 2: adaptação ao estresse de alta succinato de E. coli W3110 usando cultura quemostato. setas finas indicam os tempos em que a concentração de estressor foi aumentada,.......

Discussion

Os microrganismos são capazes de se adaptar a quase todos os ambientes, devido à sua rápida taxa de crescimento e diversidade genética. evolução laboratório adaptável permite microorganismos a evoluir em condições destinadas, que fornece uma maneira de selecionar organismos individuais que abrigam mutações espontâneas que são benéficos nas condições dadas.

A técnica quimiostato é mais robusto para a realização evolução de forma artificial do que as técnicas de transferência, pelas seguintes .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Fermentador de mini-quimiostato	Biotron Inc.	-	fabricado por encomenda especial
tubo de silício	Cole-Parmer	Masterflex L / S 13	tamanho da tubulação pode ser variado dependendo da taxa de diluição e do tamanho do frasco do fermentador.
frasco reservatório	Bellco	Garrafa de armazenamento de mídia	20 L
produtos químicos	Sigma-Aldrich-grau
reagente glicose	Sigma-Aldrich	G5767	Reagente ACS
NH4Cl	Sigma-Aldrich	A9434	para biologia molecular, adequado para cultura de células, ≥ 99,5%
NaCl	Sigma-Aldrich	746398	reagente ACS, ≥ 99%
Na2HPO4· 2H2O	Sigma-Aldrich	4272	98,5-101%
KH2PO4	Sigma-Aldrich	795488	reagente ACS, etc; 99%
MgSO4· 7H2O	Sigma-Aldrich	230391	reagente ACS, ≥ 98%
CaCl2	Sigma-Aldrich	793639	reagente ACS, ≥ 96%
tiamina· HCl	Sigma-Aldrich	T4625	grau de reagente, ≥ 99%
Na2· succinato· 6H2O	Sigma-Aldrich	S2378	ReagentPlus, ≥ 99% de sucesso