Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Environment

Физическая изоляция эндоспор из проб окружающей среды на целевой лизис вегетативных клеток

Published: January 21, 2016 doi: 10.3791/53411

Introduction

Цель этой работы заключается в обеспечении протокол для разделения бактериальных эндоспор из растительных бактериальных клеток в пробах окружающей среды. Формирование бактериальных эндоспор является стратегией выживания, как правило, вызваны голода, обнаружили в ряде бактериальных групп, принадлежащих к типу Firmicutes 1. Эндоспоровой формирования бактерии хорошо изучены, в основном, потому, что ряд штаммов патогенных микроорганизмов и являются, следовательно, медицинское значение (например, Bacillus сибирской язвы или Clostridium несговорчивый). Экологические штаммы эндоспоровой формирования бактерий были выделены из практически каждый окружающей среды (почвы, воды, донных отложений, воздуха, льда, человек кишки, животные кишки, и более) 1-3. Таким образом, Firmicutes являются вторым наиболее распространенным типа в коллекции культур 4.

Из-за их внешний выносливых коры и защитные основных белков, эндоспоры может выжить в экстремальных условиях окружающей среды, начиная FRом высыхание высокой радиации, экстремальных температур и вредных химических веществ 5. Этот замечательный сопротивление делает его задача, чтобы извлечь ДНК из эндоспор 6-8. Это, вероятно, объясняет, почему они были упущены в окружающей секвенирования исследований 9,10. Другие методы, такие как нацеливание эндоспор в пробах окружающей среды с флуоресцентными антителами 11, количественное определение дипиколиновая кислоты (DPA) в почве 12 и 13 осадка, проточной цитометрии 14 или пастеризации и последующего культивирования 15,16 были использованы для получения или количественного эндоспоры в пробы окружающей среды. В последние годы методы экстракции ДНК оптимизирована, а также конкретные молекулярные праймеров для гена-мишени последовательности эндоспоровой конкретных были разработаны 10,17-20. Это помогло выявить более биоразнообразия среди этой группы бактерий 21 и также привело к приложениям в промышленности и медицине для обнаружения эндоспор, Например, в сухое молоко 19.

Протокол, представленные здесь, основаны на разнице в устойчивость к вредным физико-химических условий (например, температуры и моющих средств) бактериальных эндоспор относительно вегетативных клеток. Чтобы разрушить вегетативные клетки в образце, мы последовательно применяются тепла, лизоцим и низкие концентрации детергентов. Время и сила этих процедур были оптимизированы таким образом, чтобы не разрушить споры, но лизировать все вегетативные клетки. Некоторые клетки в пуле окружающей клеток более устойчивы, чем другие, так что для того, чтобы повысить вероятность разрушения всех вегетативных клеток, мы используем три различных видов лечения. Преимущество и новизна данного способа является то, что эндоспоры после обработки остаются нетронутыми и могут быть использованы для последующих анализов дальнейших. Они включают в себя добычу ДНК, количественное ПЦР (КПЦР) и ампликон или метагеномных последовательности (таргетинг специально группу эндоспор и таким образом уменьшая Diversity, в то время как увеличение охвата). Эндоспоры также могут быть использованы для последующего культивирования или количественного помощью флуоресцентной микроскопии, проточной цитометрии или обнаружение DPA. Важной особенностью данного метода является то, что при сравнении необработанного образца с обработанной пробы, можно сделать вывод, количество и разнообразие эндоспор в окружающей образца в дополнение к компоненту, соответствующую вегетативных клеток.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Подготовка химических веществ и оборудования

  1. Сделать 500 мл 1% гексаметафосфат натрия (ШМП) (NaPO 3) н раствора и стерилизовать в автоклаве.
  2. Стерилизовать нитроцеллюлозы (NC) фильтры (размер пор 0,22 мкм, диаметр 47 мм) в автоклаве в закрытой стеклянной чашки Петри.
  3. Стерилизовать ЧПУ фильтры (размер пор 0,22 мкм, диаметр 25 мм) в автоклаве в закрытой стеклянной чашки Петри.
  4. Взвешивание и обратите внимание на вес пустого стерильных 50 мл пробирки (с крышкой) (по одной трубке в образце).
  5. Подготовьте Трис-ЭДТА-буферного (TE-буфера) 1x: сделать раствор 10 мМ Трис (трис (гидроксиметил)) и 1 мМ ЭДТА буфере. Доведения рН до 8 и стерилизовать автоклавированием.
  6. Подготовка раствора лизоцима (20 мг / мл) путем растворения 0,02 г лизоцима в 1 мл ТЕ-буфера. В идеале, сделать свежий каждый раз. Хранить при 4 ° С в течение не более чем 1 недели.
  7. Готовят физиологический раствор путем растворения 8 г / л хлорида натрия(NaCl), в дистиллированной воде. Стерилизовать автоклавированием.

2. Разделение биомассы из осадка

  1. Добавить 3 г образца осадка с предварительно взвешенный стерильной 50 мл трубки, используя этанол-пылал металлические ложки. Выполните это в чистом, УФ стерилизовать кабинета биобезопасности, чтобы избежать загрязнения.
  2. Добавить 15 мл 1% стерильной (автоклавного) SHMP раствора образца, используя стерильный окончил бюретки. Решение ШМП также могут быть отфильтрованы, чтобы избежать загрязнения.
  3. Однородный осадок и раствор SHMP с жидким диспергатор / гомогенизатор (например, Ultra-Turrax гомогенизатор). 70% этанола стерилизовать в автоклаве или дисперсии ротор перед использованием. Запустите гомогенизации в течение 1 мин при 17500 оборотах в минуту. Пусть образец остаток в течение 2 мин и повторить гомогенизации в течение 1 мин при той же скорости вращения ротора.
  4. Оставьте образец в течение 10 мин. На данном этапе, наиболее тяжелые частицы (минералы) будут располагаться. Клетки и любые органические компоненты образца однако жплохо остаются в растворе. Впоследствии, передать надосадочную решение (содержащие клеток биомассы) в чистую пробирку 50 мл, стараясь не потревожить осадок наносов.
  5. Для осадка осадку добавить снова 15 мл 1% стерильной (автоклавного) SHMP решения с использованием стерильной окончил бюретки. Затем повторите шаги 2.3 и 2.4. Это повторение обеспечивает разделение максимального количества клеток и органических частиц из минеральной части осадка. Супернатант этого второго разделения могут быть объединены с супернатантом из первого отделения.
    Примечание: Следующие шаги все сделано на супернатанта (содержащего биомассу клеток). Минеральный компонент (осадка гранул) может быть отброшен.
  6. Центрифуга образца при 20 мкг в течение 1 мин. Этот шаг повышает G-Force достаточно, чтобы решить небольшие минеральные частицы, пока материал биологическая клетка остается в растворе. После центрифугирования надосадочную передать решение (содержащие клеток биомассы) вчистый 50 мл трубки. Откажитесь от минеральной осадок.
  7. Определить конечный объем раствора, содержащего биомассу путем взвешивания образца. Определение веса избавляет от необходимости переноса образца в мерном цилиндре и снижает риск загрязнения.

3. Сбор биомассы на мембранный фильтр

  1. Подготовьте блок фильтрации (47 мм диаметр) мембран и вакуумный насос. Стерилизацию блока фильтрации либо путем автоклавирования или (если стекла пирекс) путем распыления его с 70% -ным этанолом и пламенное его с горелкой Бунзена. Пусть ему остыть, прежде чем продолжить с протоколом.
  2. Добавить стерильной NC мембраны фильтрующей установки с использованием этанола-запылано стерилизованные щипцы.
  3. Добавьте половину надосадочной пробе (со стадии 2.6) на элементе мембранной фильтрации и собирают клетки на мембране с помощью вакуумного насоса.
  4. Когда жидкость полностью проходит через фильтр, выключите вакуумный насос и тщательно удалить мембрану с помощью Итанол пламени стерилизовать пинцетом. Поместите мембрану в стерильную чашку Петри.
    1. Разрежьте пополам мембраны с помощью этанола-пылал стерилизованные ножницы. Добавить каждую половину мембраны в отдельную пробирку 2 мл. Одна половина оболочки будет использоваться для извлечения и анализа всей бактериальной ДНК сообщества. Другая половина фильтра будут сохранены при -80 ° С и служит в качестве резервного.
  5. Поместите новый NC мембрану на фильтровальной установке и собирать биомассу из второй половины объема образца (со стадии 2.6) с использованием вакуумного насоса.
  6. Когда жидкость полностью проходит через фильтр, выключите вакуумный насос и тщательно удалить мембрану с помощью этанола-пылал стерилизованные щипцы. Поместите всю мембрану в отдельную пробирку 2 мл. Этот образец будет использоваться для лечения, чтобы отделить от эндоспоры вегетативных клеток. Образец можно хранить при -20 ° С до использования.

4. Лизис вегетативных клеток

  1. Выполнителечение, чтобы отделить эндоспоры из вегетативных клеток на биомассе собранной ранее на мембране НК (шаг 3.6).
    1. Если мембрана была заморожена, оставить его при комнатной температуре в течение 10 мин, чтобы оттаивания. Затем поместите мембрану в стерильную чашку Петри и разрезать его (примерно в 4 раза) на более мелкие куски при использовании этанола-запылано стерилизованные ножницы. Затем поместите все части мембранного фильтра в стерильную пробирку 2 мл.
  2. Добавить 900 мкл 1x TE (трис-ЭДТА) буфере (см 1.5) в пробирку, содержащую образец мембраны и тщательно перемешать вихря. На этом этапе, биомасса удаляется из мембраны в ТЭ-буферного раствора.
  3. Поместите пробирку в термостат при 65 ° С в течение 10 мин и 80 мин. После удаления трубки из инкубатора и дайте ему остыть в течение 15 мин.
  4. Добавить 100 мкл свежеприготовленного лизоцима (см 1.5), чтобы достичь конечной концентрации 2 мг / мл. Не добавить лизоцим, прежде чем образец остынет до 37 ° С, так как это может градРаде фермент.
  5. Инкубируйте образца при 37 ° С в течение 60 мин и 80 мин, оптимальные условия для лизоцима лизировать вегетативные клетки.
  6. После лизиса завершена, добавить 250 мкл 3 гидроксида натри (NaOH) и 250 мкл 6% додецилсульфата натрия (SDS) раствор к образцу. При добавлении этого, объем образца достигает 1,5 мл и есть конечная концентрация 0,5 N NaOH и конечная концентрация 1% SDS.
  7. Инкубируйте эту смесь при КТ в течение 60 мин и 80 мин. Добавление базы и моющие средства помогут в окончательном лизиса клеток. Концентрация этих моющих средств была оптимизирована, чтобы не повредить эндоспоры, а лизиса вегетативные клетки.
  8. Приготовьте стерильную фильтрацию, которая содержит мембраны диаметром 25 мм в автоклаве, или (если стекла пирекс) распыления 70% этанола и пламенное его с горелкой Бунзена. Пусть ему остыть.
  9. Поставьте NC мембрану 0,2 мкм (диаметр 25 мм) на устройстве с помощью фильтрации этанола пламя стерилизованные щипцы. </ LI>
  10. Добавить образец с шага 4.7 на мембрану и фильтровать жидкость, используя вакуумный насос. Когда жидкость проходит через, выключите вакуумный насос. На этом этапе лизируют клетки растительный материал удаляется, так как он не удерживается на мембране. Только эндоспоры останется на мембране.
  11. Добавить 2 мл физиологического раствора стерильного, чтобы смыть остатки моющих средств и фильтрации жидкости с помощью вакуумного насоса.
  12. Когда жидкость полностью фильтруется, выключите вакуумный насос. Оставьте мембрану на фильтровальной установке.

5. Лечение ДНКазы

Примечание: Выполнить обработку ДНКазы непосредственно на мембрану фильтра. Важно, что блок фильтрации не протекает, и вакуумный насос выключен.

  1. Добавить 450 мкл стерильной воды, 50 мкл реакционного буфера ДНКазы (1x) и 0,5 мкл ДНКазы фермента непосредственно на мембранный фильтр и оставьте на 15 мин. Если это возможно, сделать это пищеварение в комнате, которая немного войнаMer, чем средний РТ, поскольку фермент работает лучше при температуре 25 ° С и выше.
    Примечание: Ведение горелку в сторону блок фильтрации также увеличивает температуру и имеет дополнительное преимущество по поддержанию окружение стерильной, поэтому снижается риск загрязнения образцов.
  2. Когда ДНКазы пищеварения закончена, включается вакуумный насос, чтобы удалить фермент из образца.
  3. Смыть остаточного фермента путем добавления и фильтрации 1 мл физиологического раствора.
  4. Если жидкость полностью прошло, выключите вакуумный насос и снимите фильтр мембрану, содержащую эндоспоры помощью стерильного пинцета и поместить его в стерильную чашку Петри.
    Примечание: Образец разделенных эндоспор теперь готов к потоку анализа. Хранить при -20 ° C при использовании для выделения ДНК или, альтернативно, при 4 ° С, если используется для прорастания и культивирования.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Результаты, представленные здесь, были опубликованы ранее 10,21. Пожалуйста, обратитесь к этим статьям для окружающей среды интерпретации и обсуждении данных.

Вся процедура приводится на рисунке 1 и соответствует три основных этапа: во-первых, разделение биомассы из осадка или любой другой окружающей матрицы; во-вторых, уничтожение растительных клеток; в-третьих, ниже по течению анализ отделенных эндоспор. Вниз по течению анализ может состоять, например, из экстракции ДНК и секвенирования ампликонов для определения разнообразия. Экстракцию ДНК должна быть оптимизирована, чтобы гарантировать лизис эндоспор. В осадочных проб, мы добились этого с помощью силового процедуры экстракции ДНК последовательный 10. Применение метода в осадке демонстрирует значительное увеличение доли эндоспоровой формирования Firmicutes после разделения. В ампликона секвенирования 16S рРНКГен, Firmicutes в необработанных образцах (все общество) соответствует только 8,0% и 19,0 последовательностей (таблица 1). В противоположность этому, после обработки Firmicutes представлены 90,6% и 83,9% от эндоспоровой обогащенного образца. Две основные заказы эндоспоровой формирования Firmicutes, Bacilliales и Clostridiales, были обогащены с методом, контрастируя с отсутствием заказов, как Lactobacilliales которые не являются эндоспоры формирования Firmicutes. Для того чтобы продемонстрировать, что способ особенно пригоден для обогащения истинных эндоспор, также были проанализированы другие группы, способные продуцировать спор структуры, подобные. Соответственно, частота Actinobacteria, цианобактерий и Myxococcales уменьшилось после обработки, чтобы лизировать клетки.

Эффективность лечения была также продемонстрирована с использованием чистых культур. Препарат эндоспоры (> 95%) из эндоспоры Paenibacillus alvei, Сенная палочка и Bacillus megaterium кишечной палочки, обрабатывали, как описано в протоколе для лизиса вегетативных клеток. Все культуры инкубировали в питательном бульоне при 37 ° С и рост измеряли с помощью оптической плотности при длине волны 600 нм. Рост наблюдался для эндоспоровой культур в то время никакого роста не наблюдалось в обработанной Е. палочка культуры, доказывая, что вегетативные клетки необратимо поврежден (рисунок 2).

Рисунок 1
Рисунок 1. Обзор экспериментальной процедуры. Процедура, используемая для обогащения эндоспоровой формирования бактерий в пробах окружающей среды. Стадию отделения клеток и эндоспоры от окружающей матрицы могут быть опущены в зависимости от типа образца (то есть, отбираемой воды). На рисунке ниже по течению методы, применяемые на спор обогащенный фракции соответствуют экстракции ДНК и высокой пропускной последовательности. Эти шаги могут быть заменены культивирования. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

фигура 2
Рисунок 2. Проверка обработки на чистых культурах. Кривые роста, подтверждающие рост эндоспоровой формирования бактерий из суспензии эндоспор в Сенная палочка, Bacillus megaterium и Paenibacillus alvei и культуре клеток кишечной палочки обработанной методом для лизиса ячеек. Обработанные = ○. Необработанные = ●. Ошибка бары из трех независимых культур. Рост контрольных культурах и повторного роста обработанных культур измеряли оптическую плотность при длине волны 600 нм. Эта цифра была перепечатана еROM Wunderlin др. 2014 разрешения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Осадок 1 Осадок 2
Вся община эндоспоры обогащенного Вся община эндоспоры обогащенного
Firmicutes 8.0 90,6 19,0 83,9
Бациллы 0,5 10.0 5.7 15.1
Клостридии 7.4 76,9 12,5 63,2
Актинобактерий 2.4 1.0 4.4 2.1
Цианобактерии 1.1 0,1 0,7 0,1
Myxococcales 0,7 0.0 0,2 0.0
Другие бактерии 87,8 8.3 75,7 13.9
<р = класс "jove_content"> Таблица 1. Численность эндоспор и других спорообразующих бактерий групп. Относительная частота Firmicutes (эндоспоры формирователи) и других бактериальных групп, производящих споровых структуры в двух пробах отложений, соответствующие в целом (необработанной) и эндоспоры обогащенный (обработанные) общины.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Сопротивление эндоспор до внешних агрессивных факторов (физико-химических, например, температуры или моющие средства) был использован для разработки метода для разделения бактериальных эндоспоры из растительных клеток в пробах окружающей среды. Это первый комплексный метод, чтобы изолировать от окружающей среды эндоспоры образцов в неразрушающего образом. Предыдущие методы количественного, обнаружить или проанализировать эндоспоры в образцах были основаны на измерении конкретных прокси для эндоспор, таких как кислоты или дипиколиновая конкретных генов-маркеров. В противоположность этому, с помощью протокола, представленные здесь, образец компоненты, отличные от эндоспор удаляются и поэтому в конечном итоге остаются эндоспоры в качестве единственного и очищенных остатков образца. Хотя другие методы, такие как пастеризация или центрифугированием в градиенте плотности Были предложены для обогащения эндоспор 22, наши тесты показали, что центрифугирование в градиенте плотности не подходит в качестве общего метода проб окружающей среды, Из-за физиологических различий и различных плотностей различных видов эндоспоры формирователей (данные не показаны). В отличие от этого, наш протокол может быть легко применен ко всем типам проб окружающей среды и подходит для применений, включая ниже по течению молекулярных методов или культивирования.

Есть два важных шагов в протоколе. Во-первых, разделение биомассы от матрицы образца (например, частицы осадка). Важно, чтобы количество клеток, отделенных от матрицы быть максимальным, чтобы не пропустить часть разнообразия. Для проб отложений, как он использован здесь одним из главных ограничений протокола является тот факт, что некоторые клетки или споры не могут быть отделены от осадка матрицы и, следовательно, не входит в нисходящем анализе, который является потенциальным ограничением метода , В зависимости от матрицы образца (например, если есть гуминовые кислоты), клетки могут быть тесно связаны с ней и, следовательно, трудно выпускать.Использование орто-фосфатного буфера, а также хорошей гомогенизации с помощью гомогенизатора или блендере важны на этом этапе. Чтобы повысить восстановление, процедура гомогенизации и удаления биомассы повторяют дважды, как написано в протоколе. Протокол, описанный здесь, был разработан и оптимизирован для образцов пресноводного озера осадка. Некоторые параметры не могут быть оптимальными для других типов образцов. Один из способов анализа сообщества фракции, которая была потенциально упускается из виду в процессе будет подвергать осадков матрицу для экстракции ДНК и ампликон последовательности. В качестве возможных модификаций техники, стадия разделения биомассы от матрицы образца может быть опущен. Особенно, если экологическая образец не содержит органических материалов или минеральных частиц, которые могут помешать вниз по течению протокола (например, воды, других жидкостей или очищенных культур), до разделения может быть не нужен. Для жидких образцов протокол может начать непосредственно на главе 3(Собрание биомассы на фильтровальной мембране).

Второй важный шаг протокола является лечение лизоцим, тепло, NaOH и SDS уничтожить вегетативные клетки. Температура, продолжительность, а также концентрация химических веществ все были оптимизированы, чтобы не нанести вред эндоспоры, а разрушая клетки. Эти параметры, следовательно, должны строго соблюдаться, как они. Применение первой стадии нагревания образца при 65 ° С была очень эффективна в частности выбора для эндоспор по сравнению с другими типами бактериальных спор или споровых структур, возникающих между бактериальной фил из Actinobacteria, миксобактерий, цианобактерий, которые, как правило, не термостойкий. Как видно из таблицы 1, образующие бактерии, не спор все еще ​​присутствуют после лечения (8,3% до 14%). Некоторые пояснения для этого является то, что осадка образцы являются очень сложными, а также может питать устойчивых без спор клетки. Кроме того, остатки органического материала может позволить Наверняка ttached клетки, чтобы выжить лечение. Для того, чтобы дополнительно уменьшить процент не-спорообразующих клеток в обработанных образцов, метод должен быть оптимизирован на основании индивидуального типа образца.

Метод представляет собой новый инструмент для целенаправленного изучения эндоспоры формирователей в пробах окружающей среды. Лечение для уничтожения вегетативных клеток может быть протестирован на чистых культур клеток и эндоспор и адаптированы в соответствии с индивидуальными устойчивость клеток. Разрушение клеток можно видеть на кривых обработанных культурах, показанных на рисунке 2. Задержанный рост обработанных культурах может быть из-за времени, что эндоспоры нужно повторно прорасти и перейти в экспоненциальной фазе роста. Другие возможные объяснения этой задержки также может быть ослабление культуры эндоспоровой или меньших количествах клеток после лечения. Если разделенные эндоспоры не используются для выделения ДНК, последний шаг лечения ДНКазы может быть опущен.

нт "> Будущие приложения этой техники было бы предусмотреть в отраслях, где патогенные эндоспоры должны быть обнаружены. Одним из примеров является в пищевой промышленности и клинических исследований, где обнаружение и анализ (для идентификации) эндоспор, и его отличия от вегетативных клеток (например, от продуктов продуктов, таких как молоко или продукты на молочной основе) является жизненно важным. Это может быть особенно уместным, учитывая, что многие стандартные процедуры рассмотреть прямой экстракции ДНК из образца с помощью литические ферменты, которые не приспособлены для лизиса эндоспоры, который, таким образом упускать из виду. С помощью метода, представленного здесь, клетки могут быть удалены и последующий анализ даст ответы на присутствии или отсутствии эндоспор в отличие от клеток. Другие приложения включают анализ эндоспоровой общин в различных объектах окружающей среды (например, лед или донных отложений ), что исторические архивы условиях окружающей среды. Во многих средах с относительно стабильной Environmenкучесть (например озеро поверхности грунта) эндоспоры формирования Firmicutes могут процветать в виде вегетативных клеток. Когда условия ухудшаются (например, истощение питательных веществ во время осадков захоронения или сдвиг в сторону анаэробных условиях) клетки двигаться в эндоспоровой государства. Поэтому, извлеченные эндоспоровой общины из донных отложений может отражать экологические условия на момент захоронения и таким образом быть использован в качестве индикатора палеоэкологического условий перед захоронением. Тем не менее, мы по-прежнему сбора информации в поддержку этого утверждения.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют ничего раскрывать.

Acknowledgments

Авторы признают, Швейцарский национальный научный фонд для грант № 31003A-132358/1, 31003A_152972 и № 151948, и Fundation Пьер Мерсье залить ла науки.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Whatman nitrocellulose membrane filters, 0.2 μm pore size, 47 mm diameter Sigma-Aldrich WHA7182004 Aldrich 
Tris(hydroxymethyl)aminomethane Sigma-Aldrich 252859 Sigma-Aldrich CAS 77-86-1
EDTA Sigma-Aldrich E9884 Sigma-Aldrich CAS  60-00-4 
Lysozyme from chicken egg white Sigma-Aldrich 62971 Fluka powder, CAS  12650-88-3 
Ultra-Turrax homogenizer T18 basic IKA 3720000
Glass filter holders for 47 mm membranes, Pyrex glass EMD Millipore XX10 047 00
Chemical duty vacuum pump Millipore WP6122050 220 V/50 Hz
Manifold sampling filtration for 25 mm membranes Millipore 1225 Sampling Manifold polypropylene
Dnase New England Biolabs M0303S Rnase free
NaOH Sigma-Aldrich S5881 Sigma-Aldrich CAS  1310-73-2 
Sodium dodecyl sulfphate (SDS) Sigma-Aldrich L3771 Sigma 
Whatman nitrocellulose membrane filters, 0.2 μm pore size, 25 mm diameter Sigma-Aldrich WHA7182002 Aldrich

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Nicholson, W. L. Roles of Bacillus endospores in the environment. Cell Mol Life Sci. 59 (3), 410-416 (2002).
  2. Lester, E. D., Satomi, M., Ponce, A. Microflora of extreme arid Atacama Desert soils. Soil Biol Biochem. 39 (2), 704-708 (2007).
  3. Wilson, M. S., Siering, P. L., White, C. L., Hauser, M. E., Bartles, A. N. Novel archaea and bacteria dominate stable microbial communities in North America's Largest Hot Spring. Microb Ecol. 56 (2), 292-305 (2008).
  4. Hugenholtz, P. Exploring prokaryotic diversity in the genomic era. Genome Biol. 3 (2), (2002).
  5. Onyenwoke, R. U., Brill, J. A., Farahi, K., Wiegel, J. Sporulation genes in members of the low G+C Gram-type-positive phylogenetic branch (Firmicutes). Arch Microbiol. 182 (2-3), 182-192 (2004).
  6. Delmont, T. O., et al. Accessing the soil metagenome for studies of microbial diversity. Appl Environ Microbiol. 77 (4), 1315-1324 (2011).
  7. Ricca, E., Henriques, A. O., Cutting, S. M. Bacterial spore formers: probiotics and emerging applications. , Horizon Bioscience. (2004).
  8. Kuske, C. R., et al. Small-Scale DNA Sample Preparation Method for Field PCR Detection of Microbial Cells and Spores in Soil. Appl Environ Microbiol. 64 (7), 2463-2472 (1998).
  9. von Mering, C., et al. Quantitative phylogenetic assessment of microbial communities in diverse environments. Science. 315 (8515), 1126-1130 (2007).
  10. Wunderlin, T., Junier, T., Roussel-Delif, L., Jeanneret, N., Junier, P. Stage 0 sporulation gene A as a molecular marker to study diversity of endospore-forming Firmicutes. Environ Microbiol Rep. 5 (6), 911-924 (2013).
  11. Siala, A., Hill, I. R., Gray, T. R. G. Populations of spore-forming bacteria in an acid forest soil, with special reference to Bacillus subtilis. J General Microbiol. 81 (1), 183-190 (1974).
  12. Brandes Ammann, A., Kolle, L., Brandl, H. Detection of bacterial endospores in soil by terbium fluorescence. Int J Microbiol. , 435281 (2011).
  13. Fichtel, J., Koster, J., Rullkotter, J., Saas, H. High variations in endospore numbers within tidal flat sediments revealed by quantification of dipicolinic acid. Geomicrobiol J. 25 (7-8), (2008).
  14. Cronin, U. P., Wilkinson, M. G. The potential of flow cytometry in the study of Bacillus cereus. J Appl Microbiol. 108 (1), 1-16 (2010).
  15. de Rezende, J. R., et al. Dispersal of thermophilic Desulfotomaculum endospores into Baltic Sea sediments over thousands of years. ISME J. 7 (1), 72-84 (2013).
  16. Hubert, C., et al. Thermophilic anaerobes in Arctic marine sediments induced to mineralize complex organic matter at high temperature. Environ Microbiol. 12 (4), 1089-1104 (2010).
  17. Garbeva, P., van Veen, J. A., van Elsas, J. D. Predominant Bacillus spp. in agricultural soil under different management regimes detected via PCR-DGGE. Microb Ecol. 45 (3), 302-316 (2003).
  18. Brill, J. A., Wiegel, J. Differentiation between spore-forming and asporogenic bacteria using a PCR and southern hybridization based method. J Microbiol Methods. 31 (1-2), 29-36 (1997).
  19. Rueckert, A., Ronimus, R. S., Morgan, H. W. Development of a real-time PCR assay targeting the sporulation gene, spo0A., for the enumeration of thermophilic bacilli in milk powder. Food Microbiol. 23 (3), 220-230 (2006).
  20. Bueche, M., et al. Quantification of endospore-forming firmicutes by quantitative PCR with the functional gene spo0A. Appl Environ Microbiol. 79 (17), 5302-5312 (2013).
  21. Wunderlin, T., Junier, T., Roussel-Delif, L., Jeanneret, N., Junier, P. Endospore-enriched sequencing approach reveals unprecedented diversity of Firmicutes in sediments. Environ Microbiol Rep. 6 (6), 631-639 (2014).
  22. Nicholson, W. L., Law, J. F. Method for purification of bacterial endospores from soils: UV resistance of natural Sonoran desert soil populations of Bacillus spp. with reference to B. subtilis strain 168. J Microbiol Methods. 35 (1), 13-21 (1999).

Tags

Науки об окружающей среде выпуск 107 Эндоспоры разделение вегетативные клетки эндоспоровой формирования бактерии лизис клеток разнообразие микробная экология
Физическая изоляция эндоспор из проб окружающей среды на целевой лизис вегетативных клеток
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Wunderlin, T., Junier, T., Paul, C., More

Wunderlin, T., Junier, T., Paul, C., Jeanneret, N., Junier, P. Physical Isolation of Endospores from Environmental Samples by Targeted Lysis of Vegetative Cells. J. Vis. Exp. (107), e53411, doi:10.3791/53411 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter