Lux operon - luxCDABFEG - gen sırasını çeşitli suşları2,5,14üzerinde son derece korunmuş. Plazmid tasarım, sırası bilgi kollarındaki bakteriyel zorlanma Photobacterium mandapamensis 27561 çekildi ve gen siparişi aynı tutuldu ve, Ayrıca, arasında tek gen kodlamayan diziler kabul edildi. Uygulamalı Gibson klonlama strateji şematik bir bakış Şekil 2' de tasvir edilir. Toplam, luxCDAB, luxF, luxEG, ve ribEBH, dört parçaları ile 20-40 baz çifti dizileri örtüşen üretildi. Gibson derleme20tüm adımları uyguladıktan sonra DNA sıralama bütün parçaları dahil olmak üzere plazmid, doğru Meclisi doğruladı. Lux-kaburga operon içeren vektör Haritası son montaj ürün pET28a Şekil 3' te tasvir edilir. Kullanımı bu değiştirilmiş pET28a vektör önemli bir avantaj olduğunu E. coli büyüme koşulları standart ve indüksiyon IPTG ile kontrol edilir.
Kollarındaki bakteri ve ilgili hücre yoğunluğu ışık emisyon ölçmek için bir plaka okuyucu müstenit yöntem geliştirilmiştir. Plaka okuyucu için yöntem ışık yoğunluğu ve hücre yoğunluğu için tek ölçüm komut dosyaları birleştirerek oluşturuldu. Bu yeni komut dosyası OD650 ölçümü etkin ve zaman dilimi, oluşturma süresi (Örneğin, 10 h) ilgili çözümlemesi için kullanılan bakteri için ayarlanacak olan ışık şiddeti her 10 min için bir Kullanıcı tanımlı. Optik yoğunluğu ölçümü 650 gerçekleştirildi nm ışık emisyon girişimi engellemek için. Bir kanıtı kavramı ve sağlık ve E. coli hücrelerinin doğru büyüme davranışı sağlamak için olarak, başvuru ölçümleri yapıldı. Şekil 4 E. coli BL21 hücreleri, bir boş pET28a vektörü içeren E. coli BL21 hücreler ve E. coli BL21 hücreleri içeren pET28a vektör lux-kaburga operon ile karşılaştırılması Ekle sunulmaktadır. İkinci baskı için hiçbir IPTG leakiness nedeniyle ışık emisyon T7 düzenleyicinin analiz etmek için eklendi. Tüm üç başvuru ölçümleri üç büyüme fazları (gecikme, üstel ve sabit faz) ile sigmoidal büyüme eğrisi göster. Sadece pET28a vektör ışık yayması için lux-kaburga operon Ekle başlaması ile birlikte, ama aksine ölçümleri içeren E. coli BL21 hücreler nerede ifade IPTG ve ışık eklenmesi tarafından indüklenen 30 dk sonra sigara kaynaklı hücreler duyulur sadece yaklaşık 5 h sonra parlaklık ve bir çok daha düşük ışık emisyon göstermek başlar (ca. 4-fold) indüklenen sisteme göre.
Şekil 5 büyüme eğrilerinin karşılaştırılması ve E. coli ve kollarındaki bakteriyel zorlanma P. mandapamensis 27561, LB orta veya yapay deniz suyu orta ifade lux operon ışık yoğunluklarda verir, Roman kullanarak situ yöntemi kurulmuş. Bu bakterilerin karşılaştırmak için ölçümler bir kuluçka 28 ° c sıcaklığında yapıldı Bu sıcaklık azalır değiştirilmiş E. coli büyüme hızının zorlanma LB orta yanı sıra yapay deniz suyu orta ama kollarındaki bakteri suşları daha düşük sıcaklıklar için büyük önem taşımaktadır. P. mandapamensis 27561 E. colidaha çok daha yüksek bir hücre yoğunluğu gösterdiği gibi bu sıcaklık bağımlılık Şekil 5'A, görünür. Bundan başka E. coli suşları için üretimi LB orta bırakmak için doğal kollarındaki bakteri suşları, daha yüksek hücre yoğunluğu, yapay deniz suyu orta tercih edilen ve bioluminescence için gerekli. Kaydedilen hücre yoğunluğu ile ilgili hafif yoğunluklarını, Şekil 5' teBgösterildiği gibi aralarındaki ilişkileri belirlemektir. Önemli, kollarındaki E. coli hücreleri ulaşmak benzer ışık emisyon maxima her iki LB orta hem de yapay deniz su ortamı, her ne kadar en yüksek yoğunluklarda farklı zaman noktalarda kaydedildi. Bu gözlem, aksine P. mandapamensis 27561 LB orta son derece düşük büyüme oranları ile uygun ama bakteri hücreleri tüm (Şekil 5B) ışık yayarlar değil. Yapay deniz su ortamı, P. mandapamensis 27561 1 x 10-4 sayıları yaklaşık 200 E. colidüşük bir faktör olan saniye başına en fazla ışık emisyon gösterir. Şekil 5 C bioluminescence OD tarafından nerede normalleştirilmiş göreli ışık birimleri temsil eder. Bu sonuçlar doğrulama sadece yapıldı bir plazmid ekleme içeren lux operon E. coli başarılı ve fonksiyonel, ama aynı zamanda bu E. coli değiştiren yük daha yüksek ışık emisyon ile geçerli bir alternatif olduğunu verimleri ve karmaşık bir deniz suyu gibi marina bakteriler bakteri biyolüminesans sınırlama olmaksızın Orta ve düşük sıcaklıklarda.
Ayrıca, dayalı E. coli lux-kaburga gen ekspresyonu 24 h üzerinden uzun vadeli bir ölçü belgili tanımlık uzun yaşam ışık emisyon (Şekil 6) çözümlemek için gerçekleştirildi. Işık emisyon 19.5 saat sürdü, çok daha uzun daha bakteri suşları (örn., P. mandapamensis 27561) kademeli bir düşüş nerede çok düşük ışık emisyon 10 h sonra sonuçlanan gözlendi.
Gelişmiş tahlil sınırlarını göstermek için Şekil 7 üç kollarındaki bakteri suşları, yani Photobacterium mandapamensis S1, Photobacterium mandapamensis TH1 ve Vibrio ölçüm sonuçlarını gösterir harveyi 14126. İlk zorlanma (S1) için bu yöntem çok iyi çalışıyor ve yaklaşık 2 x 106maksimal bioluminescence yoğunluğunu gösterir. Diğer iki suşları (TH1 ve 14126), her iki tarafından üretilen ışık şiddeti kullanılan araç ayarları algılama sınırını aştığından maksimal ışık şiddeti belirlenemiyor. Gelişmiş yöntemi (komut dosyası) bu iki suşlar için tanımlanan kazanç değeri çok yüksek ayarlandı. Yine de, bioluminescence etkinlik başlangıcı birbirleriyle karşılaştırılabilir. P. mandapamensis TH1 ve P. mandapamensis S1 başlatmak yaklaşık 1 saat ve bir OD650 değerini 0.1 sonra parlayan - 0.2, anılan sıraya göre. Buna ek olarak, harveyi V. 14126 1.0 bir OD650 değeri yaklaşık 5.5 saat sonra ışık yayması başlar. Işık emisyon gözlenen baslangici yanı sıra bioluminescence OD üstel artış eşlik ediyor. V. harveyi 14126 biyolüminesans yönetmelik algılama çekirdek altında yatan ve bu nedenle belirli bir hücre Şekil 713' te açıkça görülebilir lux operon aktivasyonu sağlayan yoğunluğu bilinmektedir. Bu roman situ ile plaka okuyucu tahlil kolayca kollarındaki bakteri karşılaştırmak ve aynı zamanda kabaca bir düzenleyici mekanizma bu suşların yönetmelik algılama bir çekirdek olup olmadığını belirleyerek tanımlamak mümkün olabilir bu sonucu gösterir ya da değil görülmektedir.
Şekil 8 E. coli BL21 hücreleri indüksiyon ile IPTG sonra lux operon içeren birleştirilmiş pET28a plazmid barındıran bir ifade kültürünün bir örneği gösterilir. İndüksiyon sonra yaklaşık bir saat sonra E. coli hücreleri mavi-yeşil renk ile parlayan başlamak. Şekil 8 A kültür fotoğrafı ışık ve Şekil 8B verir aynı kültür karanlıkta E. coli ifade gösterir. Şekil 8 C bir agar plaka P. mandapamensis S1 bakteriyel bioluminescence için aynı mavi-yeşil renk karakteristik karanlıkta parlayan ile yapay deniz su ortamının gösteriyor.

Resim 2 : Strateji klonlama uygulanan Gibson şematik gösterimi. Adım (ı): (renkli oklar; ca. 20-40 baz çifti üst üste) Overlapping astar tasarlanmıştır. Üst üste gelen astar tavlama sıraları oluşan bir parçasının ilgili 5' ve 3' bölge ve bitişik kesiminin ilgili 3' ve 5' bölge içerir. Adım (II): Derleme için tasarlanmış parçaları standart PCR reaksiyonları ile oluşturulur. Adım (III): Hedef vektör (Örneğin, NcoI, XhoI) kısıtlama sindirim tarafından Doğrusallaştırılmış. Adım (IV): Tüm parçaları ve Doğrusallaştırılmış vektör DNA konsantrasyonları Gibson derleme (göre üreticinin iletişim kuralı) için uygun toplama ayarlamak kararlı olmak zorunda. Adım (V): Tüm parçaları ve en iyi duruma getirilmiş DNA konsantrasyonları ile Doğrusallaştırılmış vektör Gibson derleme ana karışımı ile (T5 eksonükleaz aktivitesi, DNA polimeraz ve DNA ligaz) birleştirilir ve 1 h için 50 ° C'de inkübe adım (VI): derleme ürün dönüştürüldükten uygun bir E. coli içine standart protokolleri göre yüksek verimli plazmid çoğaltma (Örneğin, E. coli TOP10 veya XL-1) için zor. Adım (VII): Plazmid doğru Meclisi doğrulamak için birleştirilmiş plazmid DNA sıralama yapılması gerekiyor. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 3 : Lux-kaburga operon içeren vektör harita pET28a. P. mandapamensis 27561 lux-kaburga operon pET28a orijinal gen sırayla (luxCDABFEG-ribEBH) birden çok klonlama sitenin eklenir. Klonlama için kullanılan kısıtlama siteleri NcoI ve XhoI vardır. Operon Gibson montaj için kullanılan luxCDAB turuncu, yeşil luxF , luxEG mavi ve ribEBH lavanta oluşuyor; genlerde bir parçası ayrı bir kutu gösterilir. Arasında operon her gen kodlamayan diziler uygulanan klonlama stratejisinde yer almaktadır. Bütün lux-kaburga operon içeren son plazmid pET28a 14,625 baz çifti uzunluğundadır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 4 : Büyüme eğrileri ve başvuru suşlarının ışık yoğunluklarda karşılaştırılması. OD, 650 nm ve sayıları saniyedeki bioluminescence şiddeti her 10 min 10 h 28 ° C'de üzerinden ölçülen Tüm ölçümler ile dört teknik çoğaltır her üç biyolojik çoğaltır ortalama değerleridir. Hata çubukları standart sapmalar gösterir. E. coli BL21 hücreleri (gri kareler), boş bir pET28a içeren E. coli BL21 hücreler (gri daireler) vektör ve E. coli BL21 hücreleri içeren pET28a vektör lux-kaburga operon eklemek (siyah elmas) ile analiz edildi E. coli hücrelerimizin davranışını doğru büyüme sizi temin ederim. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 5 : Büyüme eğrilerinin karşılaştırılması ve lux operon ışık yoğunluklarda 27561 (daireler) LB Orta (açık sembolleri) veya yapay deniz suyu Orta (dolgulu semboller) ifade E. coli (kare) ve P. mandapamensis . Tüm ölçümler ile dört teknik çoğaltır her üç biyolojik çoğaltır ortalama değerleridir. Hata çubukları standart sapmalar gösterir. Tüm deneylerin bir kuluçka 28 ° c sıcaklığında yapıldı (A) optik yoğunluk (OD) ölçülerde 650 nm gerçekleştirilen her 10 min için 10 h. E. coli lux operon ifade (sol panelde) P. mandapamensis için 27561 (doğru kapı aynası) LB orta ve yapay deniz su ortamda karşılaştırılır. Hücre yoğunluğu belirlenir 650 nm bioluminescence girişimi engellemek için. (B) 10 h. E. coli lux operon ifade (sol panelde) P. mandapamensis için 27561 (doğru kapı aynası) içinde LB karşılaştırılır için ışık şiddeti (bioluminescence [sayar/s]) ölçümü her 10 min gerçekleştirildi orta ve yapay deniz su orta. (C) göreli ışık yoğunluklarda (RLU/OD) E. coli (sol paneli) ve P. mandapamensis 27561 (doğru kapı aynası) ifade lux operon bioluminescence hücre yoğunluğu için normalleştirme tarafından belirlenir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 6 : Büyüme eğrilerinin karşılaştırılması ve E. coli ışık şiddetlerde göre lux gen ekspresyonu 24 h için OD, 650 nm ve sayıları saniyedeki bioluminescence şiddeti her 10 min 24 h 28 ° C'de üzerinden ölçülen Tüm ölçümler ile dört teknik çoğaltır her üç biyolojik çoğaltır ortalama değerleridir. Hata çubukları standart sapmalar gösterir. Ayrıca, nerede bioluminescence hücre yoğunluğu tarafından normalleştirilmiş göreli ışık yoğunluklarda (RLU/OD) temsil edilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 7 : Potansiyel çekirdek yönetmelik algılama değerlendirmek için karşılaştırma kollarındaki bakteri. Işık emisyon ve hücre yoğunluğu her 10 min 10 h için ölçülür ve dört teknik çoğaltır her ile üç biyolojik çoğaltır Ortalama değerlerini temsil eder. Hata çubukları standart sapmalar gösterir. Photobacterium mandapamensis TH1 ölçümleri (siyah kareler), Vibrio harveyi 14126 (gri daireler) ve Photobacterium mandapamensis S1 (gri elmaslar) karşılaştırıldığında birbirine; (A) tasvir optik yoğunluğuna (OD) 650 nm, (B) ışık yoğunluğu (bioluminescence [sayar/s]) ve (C) göreli ışık yoğunluklarda (RLU/OD). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 8 : Bioluminescence sıvı medya ve ağar kaplamalar. (A) 5 L şişe 2 L LB orta ile aşılanmış ışığında fotoğrafı pET28a lux operon plazmid ifade E. coli BL21 hücreleri ile. (B) karanlıkta fotoğrafı aynı Kültür (A) olduğu gibi. Fotoğraf A ve B yaklaşık 2 h ifade indüksiyon sonra çekildi. (C) yapay deniz suyu orta agar plaka karanlıkta fotoğraflandı P. mandapamensis S1 çizgili kültürü ile. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.