Waiting
Login processing...

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

Immunology and Infection

Co-Culture-analyser med hög genomströmning för undersökning av mikrobiella interaktioner

Published: October 15, 2019 doi: 10.3791/60275

Summary

Co-Culture interaktions analyser som presenteras i detta protokoll är billiga, högt genomströmning och enkla. Dessa analyser kan användas för att observera mikrobiella interaktioner i medkulturen, identifiera interaktionsmönster, och karakterisera den hämmande potentialen hos en mikrobiell stam av intresse mot mänskliga och miljömässiga patogener.

Abstract

Studiet av interaktioner mellan mikroorganismer har lett till många upptäckter, från nya antimikrobiella substanser till insikter i mikrobiell ekologi. Många metoder som används för studiet av mikrobiella interaktioner kräver specialiserad utrustning och är dyra och tidskrävande. Denna uppsats presenterar ett protokoll för co-Culture interaktions analyser som är billiga, skalbara till stora provnummer, och lätt att anpassa till många experimentella konstruktioner. Mikroorganismer odlas tillsammans, med varje brunn representerar en Pairwise kombination av mikroorganismer. En testorganism odlas på ena sidan av varje brunn och inkuberas först i monokultur. Därefter inokuleras målorganismer samtidigt på motsatt sida av varje brunn med hjälp av en 3D-tryckt inympningstämpel. Efter samodling görs de genomförda analyserna för visuell fenotyp, såsom tillväxt eller hämning. Dessa analyser kan användas för att bekräfta fenotyper eller identifiera mönster bland isolat av intresse. Genom att använda denna enkla och effektiva metod kan användare snabbt och effektivt analysera kombinationer av mikroorganismer. Detta samarbete kulturstrategi är tillämplig på antibiotika upptäckt samt kulturbaserad mikrobiomet forskning och har redan tillämpats framgångsrikt på båda ansökningarna.

Introduction

I naturen, mikroorganismer finns sällan i isolering; Följaktligen interagerar de ständigt med andra organismer. Därför är det viktigt att studera hur mikroorganismer interagerar med varandra för att förstå en mängd mikrobiella beteenden1. Mikrobiella interaktioner kan vara mutualistisk, commensal, eller antagonistic. Dessa i teractions kan påverka inte bara mikroorganismer själva utan också de miljöer och värdar som mikroorganismer kolonisera1,2.

Många forskare studerar mikrobiella interaktioner för att identifiera nya antimikrobiella molekyler. En av de första kliniskt betydelsefulla antimikrobiella molekylerna hittades genom studiet av mikrobiella interaktioner. Sir Alexander Fleming observerade en kontaminerande Penicillium spp. isolera som hämmade tillväxten av en stafylokocker stam, vilket ledde till upptäckten av den vanligen använda antibiotika penicillin3. Karaktärisering av de mekanismer som mikroorganismer använder för att motverka sina konkurrenter är fortfarande en fruktbar resurs för upptäckten av antimikrobiella molekyler. Till exempel, det visades nyligen att Streptomyces SP. stam Mg1 producerar antibiotika linearmycins, som har en lytisk och nedbrytande aktivitet mot Bacillus subtilis4.

Ytterligare, en icke-ribosomally syntetiserade peptid som heter lugdunin upptäcktes nyligen efter iakttagelsen att nasal kommensaler Staphylococcus Lugdunensis hämmar Staphylococcus aureus5. Studier har också visat att mutualistiska interaktioner mellan mikroorganismer är lika kraftfulla som antagonistiska interaktioner för upptäckten av antimikrobiella molekyler. Till exempel, många svamp-jordbruk myror i stammen Attini Harbor symbiotiska bakterier kallas pseudonymer på deras exoskelett som producerar svampdödande molekyler för att hämma en obligate patogen av deras svamp gröda6. Eftersom studiet av mikrobiella interaktioner har varit fördelaktigt för att upptäcka antimikrobiella molekyler, kan användningen av hög genomströmning skärmar resultera i upptäckten av nya antimikrobiella molekyler.

När det gäller kostnaden och enkel prestanda, de metoder som används för att studera mikrobiella interaktioner sträcker sig från enkla till komplexa. Till exempel, en agar plugg assay är en billig och enkel metod som kan användas för att undersöka antagonism mellan flera mikroorganismer7. Emellertid, en agar plugg assay är inte ett effektivt förfarande och kan vara arbetsintensiva för många Pairwise kombinationer. För att bedöma effekterna av mikrobially producerade produkter på mål isolat av intresse i en hög genomströmning sätt, många laboratorier använder disk diffusion analyser8. Dessa analyser är enkla och billiga och kan skalas till ett högre antal prover7. Denna analys kräver dock generering av mikrobiella extrakt och kan ge vilseledande resultat för vissa kombinationer av målorganismer och antibiotika, såsom salmonella och cefalosporiner9.

De föregående metoderna förlitar sig på isolerade komponenter för att framkalla ett svar i en målorganism, i stället för att låta mikroorganismer interagera med varandra. Detta är av anmärkning eftersom interaktioner mellan mikrober kan framkalla produktion av "kryptiska" antimikrobiella molekyler som inte produceras i monokultur. Till exempel, det visades nyligen att den antimikrobiella keyicin endast produceras av en Micromonospora SP. När Co-odlade med en Rhodococcus SP. som isoleras från samma svamp mikrobiomet10. Mer komplexa interaktions metoder kringgå denna potentiella monokultur hinder. Till exempel är iChip användbar för att isolera sällsynta och svåra att odla bakterier från miljöprover och möjliggör observation av mikrobiella interaktioner genom tillväxt på situ11. För att undersöka interaktioner i detalj kan Matrix Assisted laserdesorption/jonisering tid-of-Flight Imaging masspektrometri (MALDI-TOF-IMS) användas. Denna metod ger detaljerad information om sammansättningen och distributionen av små molekyler och peptider som produceras av samverkande mikrobiella kolonier med hög rumslig upplösning. MALDI-TOF-IMS har också använts i flera studier av bakteriella interaktioner för att karakterisera mekanismerna för konkurrens12,13,14,15. MALDI-TOF-IMS kräver dock ofta mödosam provberedning, specialiserad expertis för att driva utrustningen och dyra och specialiserade masspektrometrar. Av dessa skäl är det en svår teknik att använda för hög genomströmning studier. Sålunda, en enkel, skalbar och hög genomströmning Co-Culture analys för mikrobiella interaktioner som övervinner många begränsningar av ovanstående metoder skulle vara fördelaktigt.

Här presenteras ett protokoll för hög genomströmning av mikrobiell samodling. Denna analys är enkel och enkelt införlivas i redan existerande studier av mikrobiella interaktioner. I motsats till många vanliga metoder för studiet av mikrobiella interaktioner, vår metod är enkel, billig, och är mottaglig för att undersöka ett stort antal interaktioner. Dessa analyser är inte bara lätta att utföra, men materialen är allmänt tillgängliga från de flesta laboratorie leverantörer eller offentliga resurser (t. ex. bibliotek och makerspaces). Följaktligen, denna analys är fördelaktigt som en första raden av utredning för att identifiera och tolka intressanta mönster bland många Pairwise kombinationer av mikroorganismer, som kan vara särskilt användbart för utredning av mikrobiell ekologi.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Informerat samtycke erhölls från donatorns föräldrar, och de mänskliga undersåtar kommittén vid University of Wisconsin-Madison godkände studien (institutionell granskningsnämnd [IRB] godkännandenummer H-2013-1044).

1. exempel på kultur

Anmärkning: Detta förfarande används här för studiet av interaktioner mellan bakterieisolat från människans näshålan. I princip är följande metoder tillämpliga på alla odlingsvillkor. Hjärnan-Heart-infusion buljong (BHI) används för allmän utbredning av nasala bakterier. Alla plattor är stelnade med 1,5% agar. För denna studie tas prover från saltlösning som spolas in i en donator näsa (nässköljning), överföras till mikrocentrifugrör och frysas vid-80 ° c.

  1. Använd standard odlingstekniker för att platta 100 μL av var och en av de tinade sköljproverna på BHI-plattor.
  2. Inkubera plattorna aerobt vid 37 ° c i 1 vecka.
  3. Efter inkubering väljer du ≥ 2 kolonier av varje distinkt morfotyp per platta och passage isolaterna aerobt på BHI plattor genom att strimmor en koloni från den ursprungliga plattan på en ny BHI tallrik och inkuberande plattan vid 37 ° c. Upprepa tills bakterie kulturerna är rena.
    Anmärkning: Bakteriella isolat kan identifieras genom kolonin morfologi, gram-färgning, 16S rRNA gensekvensering, eller en annan metod. Att känna till isolat identitet är dock inte nödvändigt för att fortsätta protokollet.
  4. Cryopreserve alla bakteriella isolat vid-80 ° c efter att ha kombinerat 1 mL 50% glycerol med 1 mL bakteriell natten kultur (se avsnitt 3) i kryotubes.

2.3D-utskrifter frimärken

Anmärkning: Polykarbonat valdes som stämpling material på grund av dess höga glasövergångstemperatur (147 ° c) som överskrider standard autoklav temperaturer (121 ° c), vilket minimerar risken för deformation efter upprepad användning.

  1. Fyll på 3D-skrivaren med polykarbonatfilament.
  2. Applicera vit skola lim (polyvinylacetat) till utskrifts sängen för att underlätta vidhäftning och minimera skevhet av inympningstämpeln under utskriften.
  3. Ladda. STL-modellfil (kompletterande datafil) för inokulationsstämpeln (figur 1) i 3D-skrivarprogramvaran.
  4. Skriv ut inokulationsstämpeln vid en temperatur på 290 ° c, 60 ° c bäddtemperatur och Lagerhöjd på 0,38 mm.
  5. Wrap stämpeln i aluminiumfolie och sterilisera genom autoklav för 1,5 h på en gravitation cykel med 15 min av torkning.
    Anmärkning: Även polykarbonat är hygroskopiskt, de stämplar bara behålla cirka 0,5% vatten vikt efter autoklavering.

3. beredning av över natten kulturer

  1. Använd en serologisk pipett och Pipettera 3 mL steril BHI-buljong till 14 mL odlings rör.
  2. Använd en steril 1 μl vaccinera loop, Inokulera en bakteriell koloni i buljongen. Snurra slingan för att säkerställa klumpar skingrar i buljongen. Vortex kultur rören kort före inkubering.
  3. Inkubera kultur rören vid 37 ° c över natten (~ 16 h) på en shaker vid 250 RPM.
  4. Vortex för att bryta upp klumpar av celler när bakteriekulturer når tillräcklig grumlighet (OD600 ≥ 1).

4. beredning av bioassay plattor

Anmärkning: Bioassay plattor bereds i en laminär Flow Hood för att bibehålla sterilitet.

  1. Förbered BHI media med 1,5% agar och sterilisera genom autoklav enligt tillverkarens anvisningar.
  2. Efter autoklavering, kyla BHI-mediet till 55 ° c i ett temperaturstyrt vattenbad.
  3. Använd en serologisk pipett och Pipettera över 3 mL smält BHI-media i var och en av de 12 brunnarna på en 12-borrskiva. Säkerställ att brunnarna är så exakta och jämna som möjligt. En liter media kommer att ge ~ 27 bioassay plattor.
  4. Låt agar ställa över natten.

5. inokulering av bioassay plattor med test organismen

Anmärkning: En testorganism avser den organism för vilken produktionen av hämmande aktivitet (t. ex. antibiotika produktion) bestäms med hjälp av samkulturinteraktionsanalysen. För detta experiment är test organismerna Actinobacteria isolerade från näs sköljningar prover.

  1. Inokulera test organismen på en bioanalysplattan genom att sätta in en steril 10 μl vaccinera loop i natt kulturen och strimmor en kultur droppe över den vänstra tredjedelen av en tallrik väl.
    Anmärkning: Det rekommenderas till endast strimma en-third av brunnen, som överväxt av brunnen förbjuder mer sistnämnd inympning av målorganismer.
  2. Upprepa tills alla 12 brunnar på plattan har inokulerats med test organismen.
  3. Inkubera plattorna upp och ner vid lämplig temperatur i 7 dagar. Vid högre temperaturer (≥ 37 ° c) eller i torrare klimat, förvara plattorna i en fuktig behållare för att förhindra att plattorna torkar ut.

6. beredning av målorganismer

Anmärkning: En målorganism avser den organism vars inhibitionsstatus bestäms med hjälp av interaktions analysen för co-Culture. För detta experiment är målorganismerna Staphylococcus spp. isolerade från nasala lavages prover.

  1. Efter inkuberingen av bioassay plattorna i 6 dagar, Förbered över natten kulturer av de angivna målorganismerna, som gjort ovan (se avsnitt 3).

7. inokulering av målorganismen

Anmärkning: Efter övernattning inkubering, se till att kulturerna är grumlig (OD600 ≥ 1). Vissa bakteriekulturer kan flockas på botten av kultur röret. Vortex kulturen rören att skingra klumpar och bedöma kulturen turbidity.

  1. Förbered mål plattan genom att fylla varje brunn av en tom 12 väl tallrik med 1,8 mL BHI och 200 μL av målet natten kultur.
  2. Packa upp och placera en steril inympningstämpel i mål plattan. Snurra försiktigt kulturerna runt i brunnarna, var noga med att se till att kulturerna inte korsar förorenat angränsande brunnar.
  3. Lyft upp inympningstämpeln och se till att det finns en droppe utspädd mål kultur på varje stämpelspets.
  4. Förbered en monokultur kontroll platta genom att placera inympningstämpeln på en oinokulerade bioassay plattan och försiktigt klippa stämpeln så att en kultur droppe Inokulera varje brunn. När inympningstämpeln avlägsnas, bör en droppe kultur vara synlig i brunnarna i bioassay plattan.
    1. Om några brunnar inte inokuleras med inokulationsstämpeln på grund av ojämna medie nivåer, se 3 μL utspädd över natten kultur på höger sida av brunnarna med hjälp av en pipett.
  5. Inokulera bioassay plattorna enligt ovan (se steg 7.4.1), men rikta in stämpeln så att spetsarna är i linje med den högra sidan av 12-brunnen plattan. Se till att stämpeln inte kontaktar den befintliga bakteriekolonin när du vaccinerar brunnarna.
  6. Ta försiktigt bort stämpeln och Lägg tillbaka den i mål plattan.
  7. Upprepa inympningen för varje bioanalysplattan tills alla plattorna är inokulerade.
  8. Inkubera bioassay plattor upp och ner vid lämplig temperatur i 7 dagar.

8. Poängsättning

  1. Efter Co-odling av test och målorganismer för 1 vecka, Poäng interaktioner baserat på följande visuell bedömning:
    1. Värdering brunnarna med målorganism tillväxt som uppvisar tillväxt som är omöjlig att skilja från monokultur kontroll som "0" (ingen hämning) (figur 2A, B).
    2. Poäng brunnarna med målorganism som uppvisar minskad tillväxt jämfört med kontrollen som "1" (svag hämning) (figur 2C).
    3. Poäng brunnarna där målorganismen inte växte som "2" (stark hämning) (figur 2D).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Co-Culture interaktion analyser kan användas för att förstå mikrobiella interaktioner, identifiera mönster av intresse, och avslöja mikrobiella isolat med spännande aktiviteter. I dessa analyser är en testorganism monokultiverad på ena sidan av en 12 väl agar platta och inkuberas i 7 dagar. Därefter är en målorganism fläckig bredvid test organismen och de två mikroberna samodlas i 7 dagar före poängsättningen för målorganismens tillväxtfenotyp. Analyserna görs utifrån en visuell analys av tillväxtens eller hämningen av målorganismen.

Dessa Co-Culture-analyser användes nyligen för att bedöma den hämmande aktiviteten hos Actinobacteria (test organismer) mot Staphylococcus SPP. (målorganismer) isolerade från människans näshålan (figur 2)16. Co-Culture-analyserna användes för att identifiera specifika inhibitionsmönster mellan Actinobacteria (n = 21) och Staphylococcus isolat (n = 39) och visade att Actinobacteria-isolat visade variation i deras förmåga att hämma koagulasnegativa stafyhylokocker (CoNS). Totalt testades 812 Pairwise kombinationer. I synnerhet, Corynebacterium propinquum hämmade starkt nackdelar (figur 2D), särskilt jämfört med andra Corynebacterium som svagt hämmade nackdelar (figur 2C) eller hade ingen effekt på nackdelar ( Figur 2B), och jämfört med Monokulturen (figur 2A)16.

Med hjälp av komparativ genomik identifierades ett bio syntetiskt gen kluster för siderophore-produktion i C. propinquum -genom som saknades i genomen hos andra Corynebakteriefisolat 16. Siderophores är kelatorer produceras av mikroorganismer att rensa järn från miljön17. Siderophore produktion av C. propinquum bekräftades och siderophore identifierades som dehydroxynocardamine16. Detta resultat ledde till hypotesen att hämning av nackdelar berodde på siderophore-medierad järnförlust. Därefter, genom att utföra Co-Culture interaktion analyser mellan C. propinquum och nackdelar på både standard och järn-kompletteras BHI medium, det bestämdes att hämning fenotyp var järn-beroende (figur 2E). Tillsammans, dessa resultat föreslog att siderophore-medierad järn utarmning var ansvarig för den starka hämning av CoNS av C. propinquum16.

Figure 1
Figur 1: fotografi av inokulationsstämpeln för bioassay. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2: Co-Culture interaktion analyser avslöja siderophore-medierad hämning av nackdelar med Corynebacterium propinquum. A) monokultur av nackdelar (målorganism) inokuleras på en BHI-bioanalysplatta. (B, C, D) Samkulturer mellan olika stammar av Corynebacterium spp. (test organismer, vänster) och samma stam av nackdelar (målorganism, höger) inokuleras på BHI bioassay plattor. Varje panel är en representativ bild som visar interaktioner med (B) ingen hämning (score = 0), (C) svag hämning (score = 1), eller (D) stark hämning (score = 2). E) jämförelse av interaktioner mellan Corynebacterium pseudodiphtheriticum (siderophore non-Producer) eller Corynebacterium propinquum (siderophore Producer) med samma stam av nackdelar på BHI media (BHI) och BHI Media kompletterad med 200 μM FeCl3 (BHI + Iron). Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Tilläggs data fil. Vänligen klicka här för att ladda ner denna fil. 

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Antibiotika och andra sekundära metaboliter som förmedlar mikrobiella interaktioner är användbara för en mängd tillämpningar, inklusive läkemedels upptäckt. Här presenteras ett protokoll för samkulturanalyser för att bedöma ett stort antal mikrobiella interaktioner. Dessa Co-Culture interaktion analyser är en enkel, prisvärd, skalbar och hög genomströmning innebär att undersöka många Pairwise kombinationer av mikroorganismer i tandem. Målorganismer är fläckig bredvid test organismer i en brunn av en 12 väl tallrik med hjälp av en inokulering stämpel, och hämning av målorganismerna poängsätts baserat på visuell inspektion av målorganismen fenotyp. De flesta material som används i dessa analyser är lätt tillgängliga genom de flesta laboratorie leverantörer eller genom offentliga medel. Därför kan analyserna enkelt anpassas till många laboratoriemiljöer. I laboratoriet, dessa Co-Culture analyser har varit framgångsrika i att utreda samspelet mellan mikroorganismer i samband med många värdar från en mängd olika miljöer.

Även om det finns många fördelar med denna teknik, det finns också några begränsningar. Den första anmärkningsvärda begränsningen är att mönster från Co-Culture-analyserna är svåra att tolka utan andra metadata. I två nyligen legitimationshandlingar som används dessa samkulturanalyser16,18, identifierades hämnings mönster av intresse endast i samband med andra metadata, såsom den taxonomiska identiteten hos test organismerna. Ändå, även utan medföljande metadata, de metoder som beskrivs i detta dokument är mottagliga för att identifiera bakteriella isolat med hämmande aktivitet mot specifika patogener eller mål mikrober av intresse.

En ytterligare begränsning är att dessa analyser inte är kommersiellt tillgängliga, och bioassay plattorna måste vara handpreparerade, vilket kan begränsa analysens effektivitet. Plattpreparering är avgörande för experimentet, och försiktighet bör iakttas när plattorna förbereds. Om brunnarna är ojämna, då inympningstämpeln kanske inte kan Inokulera alla brunnar. Missade brunnar kan dock helt enkelt vaccineras genom att direkt Pipettera målorganismkulturen på höger sida av varje oinokulerade brunn. Faktum är att även om några brunnar på varje platta missas av stämpeln, är förfarandet fortfarande mer effektivt än direkt Pipettera målorganismen i varenda brunn. Alternativt kan användare avstå från inokulering stämpel och Pipettera målorganismen i varje brunn, men denna process är mer tidskrävande, särskilt jämfört med stämpling 12 brunnar samtidigt.

Slutligen kan test organismen förbruka de tillgängliga näringsämnena i brunnen under Monokulturen innan målorganismen inokuleras. Även om näringsämne utarmning kan påverka de observerade hämning mönster, verkar det vara ovanligt bland de Pairwise kombinationer som har testats hittills. Särskilt, utarmning av järn i brunnar av C. propinquum tillåtet för upptäckten av siderophore-medierad konkurrens från medlemmar av den mänskliga nasala bakterieflora16.

Dessa Co-Culture interaktion analyser är anpassningsbara genom att ändra Media sammansättning, timing, eller till och med inklusive flera organismer eller mikrobiella konsortier som test organism. Dessutom kan olika poängsystem användas beroende på önskad detaljnivå som krävs för att beskriva interaktionen fenotyp. Exempel på poängsättnings skalor är de från 0-2 som används för att beskriva konkurrensmässiga interaktioner mellan bakterier som isolerats från människans näshålan16 (figur 2) och från 0-3 som används för att bedöma den antimikrobiella potentialen hos Streptomyces isolerad från insektsmikrobiomer18. Men med mer nyanserade skalor blir poängsättningen allt svårare. Sålunda, hämning är lättast att identifieras med hjälp av en binär scoring system (t. ex., 0 definieras som ingen hämning och 1 som hämning), som kan eliminera förvirring och standardisera scoring över flera individer. Dessutom, förutom scoring för hämning fenotyper, dessa analyser kan också poängsättas för andra fenotyper, inklusive pigment produktion, sporulation, eller någon annan fenotyp som kan bedömas visuellt. Eftersom dessa analyser är mycket skalbara med analys baserad på visuell inspektion av målorganismen, kan utbildnings uppsättningar för maskininlärningsalgoritmer genereras för att underlätta fenotyp bedömning och ytterligare öka analys genomströmningen.

En stor styrka av dessa Co-Culture analyser är deras förmåga att underlätta screening många kombinationer av Pairwise interaktioner billigt och snabbt att avslöja aktiviteter eller hämning mönster av intresse. Därefter kan mer komplexa och intensiva metoder (dvs. genomisk karakterisering, MALDI-TOF-IMS, eller naturlig produkt isolering och karakterisering) användas för djupare karakterisering av mikrober och interaktioner av intresse som identifierats av samkulturanalyser. Som ett nyligen exempel, dessa Co-Culture inhibitionsanalyser användes för att visa att insekt-derived Streptomyces kan hämma gramnegativa bakterier och svampar bättre än deras mark-härledda motsvarigheter. Hämningstester tillåtna för snabb och effektiv visualisering av hämning mönster bland 2 003 Streptomyces isolat och ledde till upptäckten av en ny svampdödande kallas cyphomycin, som är aktiv mot läkemedelsresistenta svamp patogener 18. sålunda, dessa Co-Culture interaktion analyser är ett kraftfullt verktyg för mikrobiomet forskning, antimikrobiell upptäckt, och få djupare insikter i mönster av mikrobiella interaktioner.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna förklarar inga konkurrerande intressen.

Acknowledgments

Vi tackar Daniel May, Marc Chevrette och Don Hoang för kritisk läsning av manuskriptet. Detta arbete, inklusive insatser av Cameron R. Currie, stöddes av University of Wisconsin-Madison, kanslichef för forskning och forskarutbildning med finansiering från Wisconsin Alumni Research Foundation, finansiering som också tillhandahålls av Nationella institut för vårdcentraler för excellens för translationell forskning (U19-AI109673-01). Reed M. Stubbendieck stöddes av ett nationellt bibliotek för medicin utbildning Grant till uträkning och informatik i biologi och medicin utbildningsprogram (NLM 5T15LM007359). Finansiärer hade ingen roll i studiens utformning, datainsamling och tolkning, eller beslutet att lämna in arbetet för publicering.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1 μL disposable polystyrene inoculating loops, blue VWR 12000-806
10 μL disposable polystyrene inoculating loops, yellow VWR 12000-810
12-well cell culture plate, sterile with lid Greiner bio-one 665 180
14 mL polystyrene round bottom tube, 17 x 100 mm 2style, nonpyrogenic, sterile Falcon 352057
2.0 self standing screw cap tubes with caps, sterile USA scientific 1420-9710
25 mL serological pipet Cell Treat 229225B
Agar, bacteriological VWR J637
Brain Heart Infusion Broth Dot Scientific DSB11000-5000
Polycarbonate filament, white, 3 mm diameter Keene Village Plastics 12.1-3MM-WH-581.2-1KG-R
School Glue Elmer's EPIE304
Taz 6 3D printer Lulzbot

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Stubbendieck, R. M., Vargas-Bautista, C., Straight, P. D. Bacterial Communities: Interactions to Scale. Frontiers in Microbiology. 7 (August), 1234 (2016).
  2. Green, J., Bohannan, B. J. M. Spatial scaling of microbial biodiversity. Trends in Ecology & Evolution. 21 (9), 501-507 (2006).
  3. Fleming, A. On the Antibacterial Action of Cultures of a Penicillium, with Special Reference to their Use in the Isolation of B. influenzæ. British Journal of Experimental Pathology. 10 (3), 226 (1929).
  4. Stubbendieck, R. M., Straight, P. D. Escape from Lethal Bacterial Competition through Coupled Activation of Antibiotic Resistance and a Mobilized Subpopulation. PLoS Genetics. 11 (12), e1005722 (2015).
  5. Zipperer, A., et al. Human commensals producing a novel antibiotic impair pathogen colonization. Nature. 535 (7613), 511-516 (2016).
  6. Currie, C. R., Scott, J. A., Summerbell, R. C., Malloch, D. Fungus-growing ants use antibiotic-producing bacteria to control garden parasites. Nature. 398 (6729), 701-704 (1999).
  7. Balouiri, M., Sadiki, M., Ibnsouda, S. K. Methods for in vitro evaluating antimicrobial activity: A review. Journal of Pharmaceutical Analysis. 6 (2), 71-79 (2016).
  8. Heatley, N. G. A method for the assay of penicillin. The Biochemical Journal. 38 (1), 61-65 (1944).
  9. Clinical and Laboratory Standards Institute. Performance standards for antimicrobial disk susceptibility tests; approved standard -11th ed. CLSI document M02-A11. , Clinical and Laboratory Standards Institute. Wayne, Pennsylvania. (2012).
  10. Adnani, N., et al. Coculture of Marine Invertebrate-Associated Bacteria and Interdisciplinary Technologies Enable Biosynthesis and Discovery of a New Antibiotic, Keyicin. ACS Chemical Biology. 12 (12), 3093-3102 (2017).
  11. Nichols, D., et al. Use of iChip for high throughput in situ cultivation of "uncultivable" microbial species. Applied and Environmental Microbiology. 76 (8), 2445-2450 (2010).
  12. Gonzalez, D. J., et al. Microbial competition between Bacillus subtilis and Staphylococcus aureus monitored by imaging mass spectrometry. Microbiology (Reading, England). 157 (Pt 9), 2485-2492 (2011).
  13. Hoefler, B. C., et al. Enzymatic resistance to the lipopeptide surfactin as identified through imaging mass spectrometry of bacterial competition. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (32), 13082-13087 (2012).
  14. Hoefler, B. C., Straight, P. D. Imaging Mass Spectrometry, Metabolism, and New Views of the Microbial World. Natural Products Analysis. , 349-396 (2014).
  15. Yang, Y. L., Xu, Y., Straight, P., Dorrestein, P. C. Translating metabolic exchange with imaging mass spectrometry. Nature Chemical Biology. 5 (12), 885-887 (2009).
  16. Stubbendieck, R. M., et al. Competition among Nasal Bacteria Suggests a Role for Siderophore-Mediated Interactions in Shaping the Human Nasal Microbiota. Applied and Environmental Microbiology. 85 (10), 1-17 (2019).
  17. Winkelmann, G. Microbial siderophore-mediated transport. Biochemical Society transactions. 30 (4), 691-696 (2002).
  18. Chevrette, M. G., et al. The antimicrobial potential of Streptomyces from insect microbiomes. Nature Communications. 10 (1), 516 (2019).

Tags

Immunologi och infektion antibiotika antimikrobiella medel Co-Culture inhibitionsanalyser mikrobiella interaktioner fenotypisk
Co-Culture-analyser med hög genomströmning för undersökning av mikrobiella interaktioner
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Temkin, M. I., Carlson, C. M.,More

Temkin, M. I., Carlson, C. M., Stubbendieck, A. L., Currie, C. R., Stubbendieck, R. M. High Throughput Co-culture Assays for the Investigation of Microbial Interactions. J. Vis. Exp. (152), e60275, doi:10.3791/60275 (2019).

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