Die in diesem Protokoll vorgestellten Co-Kultur-Interaktions-Assays sind kostengünstig, hochdurchstöbet und einfach. Diese Assays können verwendet werden, um mikrobielle Wechselwirkungen in der Kokultur zu beobachten, Interaktionsmuster zu identifizieren und das hemmende Potenzial eines mikrobiellen Stammes von Interesse gegen menschliche und ökologische Krankheitserreger zu charakterisieren.
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Methodenartikel
High Throughput Co-Culture Assays für die Untersuchung mikrobieller Wechselwirkungen
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Die Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Mikroorganismen hat zu zahlreichen Entdeckungen geführt, von neuartigen antimikrobiellen Mitteln bis hin zu Erkenntnissen in der mikrobiellen Ökologie. Viele Ansätze, die für die Untersuchung mikrobieller Wechselwirkungen verwendet werden, erfordern spezielle Ausrüstung und sind teuer und zeitintensiv. Dieses Dokument stellt ein Protokoll für Co-Kultur-Interaktionstests vor, die kostengünstig, skalierbar auf große Stichprobennummern sind und sich leicht an zahlreiche experimentelle Designs anpassen lassen. Mikroorganismen werden zusammen kultiviert, wobei jeder Brunnen eine paarweise Kombination von Mikroorganismen darstellt. Ein Testorganismus wird auf einer Seite jedes Brunnens kultiviert und zuerst in Monokultur inkubiert. Anschließend werden Zielorganismen gleichzeitig mit einem 3D-gedruckten Impfstempel auf die gegenüberliegende Seite jedes Brunnens geimpft. Nach der Co-Kultur werden die abgeschlossenen Assays für visuelle Phänotypen wie Wachstum oder Hemmung bewertet. Diese Assays können verwendet werden, um Phänotypen zu bestätigen oder Muster unter Isolaten von Interesse zu identifizieren. Mit dieser einfachen und effektiven Methode können Anwender Kombinationen von Mikroorganismen schnell und effizient analysieren. Dieser Co-Kultur-Ansatz gilt sowohl für die Entdeckung von Antibiotika als auch für die kulturbasierte Mikrobiomforschung und wurde bereits erfolgreich auf beide Anwendungen angewendet.
Einleitung
In der Natur existieren Mikroorganismen selten isoliert; folglich interagieren sie ständig mit anderen Organismen. Daher ist es wichtig, zu untersuchen, wie Mikroorganismen miteinander interagieren, um eine Vielzahl von mikrobiellen Verhaltensweisen zu verstehen1. Mikrobielle Wechselwirkungen können gegenseitigkeits-, kominsiver oder antagonistischer sein. Diese In-teractions können nicht nur die Mikroorganismen selbst beeinflussen, sondern auch die Umgebungen und Wirte, die die Mikroorganismen besiedeln1,2.
Viele Wissenschaftler untersuchen mikrobielle Wechs....
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Protokoll
Die Eltern des Spenders erhielten die Zustimmung, und das Human Subjects Committee der University of Wisconsin-Madison genehmigte die Studie (Institutional Review Board [IRB] Zulassungsnummer H-2013-1044).
1. Beispielkultur
HINWEIS: Dieses Verfahren wird hier für die Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen Bakterienisolaten aus der menschlichen Nasenhöhle verwendet. Grundsätzlich gelten die folgenden Methoden für jede Kulturbedingung. Gehirn-Herz-Infusionsbrühe (BHI) wird zur allgemeinen Ausbreitung von Nasenbakterien verwendet. Alle Platten werden mit 1,5% Agar verfestigt. Für diese Studie werd....
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Ergebnisse
Co-Kultur-Interaktions-Assays können verwendet werden, um mikrobielle Wechselwirkungen zu verstehen, Interessenmuster zu identifizieren und mikrobielle Isolate mit faszinierenden Aktivitäten aufzudecken. In diesen Tests wird ein Testorganismus auf einer Seite einer 12 Well-Agar-Platte monokultiviert und für 7 Tage inkubiert. Anschließend wird ein Zielorganismus neben dem Testorganismus gesichtet und die beiden Mikroben wurden 7 Tage lang gemeinsam kultiviert, bevor sie den Wachstumsphänot.......
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Diskussion
Antibiotika und andere sekundäre Metaboliten, die mikrobielle Wechselwirkungen vermitteln, sind für eine Vielzahl von Anwendungen nützlich, einschließlich der Entdeckung von Arzneimitteln. Hierin wird ein Protokoll für Co-Kultur-Assays zur Bewertung einer großen Anzahl von mikrobiellen Wechselwirkungen vorgestellt. Diese Co-Kultur-Interaktions-Assays sind ein einfaches, erschwingliches, skalierbares und hohes Durchsatzmittel, um viele paarweise Kombinationen von Mikroorganismen im Tandem zu untersuchen. Zielorganismen we.......
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Offenlegungen
Die Autoren erklären keine konkurrierenden Interessen.
Danksagungen
Wir danken Daniel May, Marc Chevrette und Don Hoang für die kritische Lektüre des Manuskripts. Diese Arbeit, einschließlich der Bemühungen von Cameron R. Currie, wurde von der University of Wisconsin-Madison, Office of the Vice Chancellor for Research and Graduate Education, mit Mitteln der Wisconsin Alumni Research Foundation unterstützt. National Institutes of Health Centers for Excellence for Translational Research (U19-AI109673-01). Reed M. Stubbendieck wurde von einem Ausbildungsstipendium der National Library of Medicine für das Computation and Informatics in Biology and Medicine Training Program (NLM 5T15LM007359) unterstützt. Die Geldgeber spielten keine Rolle....
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 1 μ L Einweg-Impfösen aus Polystyrol, blau | VWR | 12000-806 | |
| 10 μ L Einweg-Impfösen aus Polystyrol, gelb | VWR | 12000-810 | |
| 12-Well-Zellkulturplatte, steril mit Deckel | Greiner bio-one | 665 180 | |
| 14 mL Polystyrol-Rundbodenröhrchen, 17 x 100 mm 2style, nicht pyrogen, steril | Falcon | 352057 | |
| 2.0 selbststehende Schraubverschlussröhrchen mit Kappen, steril | USA scientific | 1420-9710 | |
| 25 mL serologische Pipette | Cell Treat | 229225B | |
| Agar, bakteriologisch | VWR | J637 | |
| Gehirn Herz Infusion Bouillon | Dot Scientific | DSB11000-5000 | |
| Polycarbonat Filament, weiß, 3 mm Durchmesser | Keene Village Plastics | 12.1-3MM-WH-581.2-1KG-R | |
| School Glue | Elmer's | EPIE304 | |
| Taz 6 3D-Drucker | Lulzbot |
Referenzen
- Stubbendieck, R. M., Vargas-Bautista, C., Straight, P. D. Bacterial Communities: Interactions to Scale. Frontiers in Microbiology. 7 (August), 1234(2016).
- Green, J., Bohannan, B. J. M. Spatial scaling of microbial biodiversity. Trends in Ecology & Evolution. 21 (9), 5....
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Nachdrucke und Genehmigungen
