Этот протокол описывает выделение и идентификацию микробов из диких изолированных нематод Caenorhabditis с использованием серии процедур очистки. Многочисленные микробы связаны с дикими изолированными нематодами, и некоторые из них имеют захватывающие фенотипы, которые могут быть использованы для будущих исследований взаимодействий хозяина и микробов и врожденного иммунитета. Многие культивируемые микробиомы и патогенные бактерии были выделены из диких нематод Caenorhabditis с использованием стандартных методов роста бактерий in vitro25,26. Однако не все микробы можно культивировать in vitro, и становится необходимым обогащать их дикими нематодами. Некоторые микробы имеют резистентную споровую стадию, например, микроспоридии, и высокие концентрации SDS могут быть использованы для уничтожения большинства бактерий и грибов, что позволяет специфически обогащать споры12. Этот протокол представляет собой метод обогащения некультивируемых кишечных микробов, которые не устойчивы к SDS и лечению антибиотиками.
Метод, представленный здесь, использует устойчивость к окружающей среде, наблюдаемую у животных dauer из-за физиологических изменений, таких как укрепление кутикулы, подавление накачки глотки и покрытие рта щечной пробкой27. Критическим шагом в этом протоколе является ночная инкубация с различными антибиотиками и 0,25% SDS. Этот шаг используется для уничтожения всех внешних микробов, оставляя внутренние микробы нетронутыми. В то время как было продемонстрировано, что C. elegans dauers выживают при концентрациях SDS на уровне 10% в течение 30 мин27, этот протокол использует умеренную, но и длительную инкубацию, чтобы не только убивать микробы, но и подвергать бактерии воздействию антибиотиков. Кроме того, умеренная концентрация SDS может помочь обеспечить выживание дауэров из других видов Caenorhabditis , поскольку воздействие C. tropicalis до 1% SDS в одночасье привело к гибели всех животных dauer. Если все дауэры погибают, то концентрация SDS и/или продолжительность воздействия SDS должны быть уменьшены. И наоборот, если пластины поколения F1 все еще имеют видимое загрязнение после очистки, концентрация SDS и время инкубации должны быть увеличены.
Еще одним важным шагом является изоляция одиночных животных после уборки. Этот шаг имеет решающее значение, так как не все животные чисты после SDS и лечения антибиотиками. Поэтому животных помещают в центр 10-сантиметровой пластины NGM с OP50-1 и дают радиально ползать наружу. Часто лучше всего выбирать более дистальных животных, так как длительное ползание через OP50-1, по-видимому, помогает удалить любые потенциальные выжившие микробы, прикрепленные к кутикуле. Однако это приводит к ограничению протокола, так как будет сложнее обогатить интересующий микроб, если он не присутствует в популяции на высокой частоте. Здесь прилипшие альфапротеобактерии присутствовали у 90%-95% населения; поэтому большинство чистых пластин имели бактерию микробиома. Однако, если интересующий микроб присутствует на гораздо более низкой частоте в популяции, может потребоваться скрининг гораздо большего количества пластин F1 .
Этот протокол, вероятно, может быть использован для выделения любого количества некультивируемых микробов, представляющих интерес, обнаруженных у диких нематод. Однако микроб должен находиться в ткани, защищенной кутикулой дауэра, способной выживать у животных дауэра, и иметь наблюдаемый фенотип у хозяина. Таким образом, этот метод может быть использован для обогащения других бактерий микробиома в просвете кишечника, помимо описанных здесь видов альфапротеобактерий, включая бактерии, которые не прилипают. Также протокол использовался для обогащения факультативной внутриклеточной бактерии Bordetella atropi, которая заражает нематоду Oscheius tipulae28. После обогащения было обнаружено, что B. atropi образует колонии на пластинах NGM, показывая, что микроб, представляющий интерес, может быть обнаружен как культивируемый in vitro после удаления быстро растущих загрязняющих веществ. Этот метод, вероятно, будет работать для микропроидов и вирусов, включая вирус Орсе, учитывая эту способность обогащать внутриклеточную бактерию. Тем не менее, эти микробы должны быть способны пережить переход в дауэр и из него.
Важно помнить, что, хотя этот протокол может быть выполнен в лаборатории уровня биобезопасности 1, стерильный метод должен поддерживаться повсюду для предотвращения дальнейшего микробного загрязнения. Протокол может быть изменен в соответствии с потребностями исследователя, включая типы / концентрации антибиотиков, процент SDS и / или добавление противогрибковых препаратов, таких как нистатин. Часто количество загрязняющих микробов, обнаруженных в дикой изолированной нематоде, может резко варьироваться. Здесь кажущаяся потеря роста E. coli без OP50-1 на пластинах NGM была использована в качестве считывания для чистого штамма нематоды. Но могут присутствовать некультивируемые популяции загрязняющих микробов, поэтому важно провести метод метагеномики, такой как секвенирование ампликона 16S рРНК, чтобы увидеть степень загрязнения26. Как только штамм червя очищен, его можно заморозить и сохранить для будущих исследований. В целом, этот протокол позволяет исследователям обогащать некультурируемые микробы дикими нематодами, позволяя им изучать влияние на приспособленность хозяина, характеризовать фенотипы колонизации или инфекции и использовать генетические инструменты для понимания механизмов, лежащих в основе взаимодействия хозяина и микроба.