Name: Yaşamın Uç Noktalarında Adaptasyon: Ekstremofil Archaeon Sulfolobus acidocaldarius ile Deneysel Evrim (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-06-14T13:10:00.000+00:00
Duration: 8 min 11 s
Description: Keşfedin, termomikser kullanarak Sulfolobus acidocaldarius ile yüksek verimli deneysel evrim protokolünü. Bu yöntem, termofil mikropların sıcaklık adaptasyonunu gerçek zamanlı olarak incelemenizi sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<meta charset="utf8"></head><body>Düşük Maliyetli Termomikserler Kullanılarak Termofil Adaptasyonu için Deneysel Evrim Protokolü

<ol><li>Nisbet, E. G., Sleep, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+habitat+and+nature+of+early+life%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">The habitat and nature of early life.</a> Nature. 409 (6823), 1083-1091 (2001).</li>
<li>Buckling, A., Craig Maclean, R., Brockhurst, M. A., Colegrave, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Beagle+in+a+bottle%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">The Beagle in a bottle.</a> Nature. 457 (7231), 824-829 (2009).</li>
<li>Lenski, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+evolution+and+the+dynamics+of+adaptation+and+genome+evolution+in+microbial+populations%5BTitle%5D)+AND+%22ISME+J%22%5BJournal%5D)">Experimental evolution and the dynamics of adaptation and genome evolution in microbial populations.</a> ISME J. 11 (10), 2181-2194 (2017).</li>
<li>McDonald, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbial+experimental+evolution+-+a+proving+ground+for+evolutionary+theory+and+a+tool+for+discovery%5BTitle%5D)+AND+%22EMBO+Rep%22%5BJournal%5D)">Microbial experimental evolution - a proving ground for evolutionary theory and a tool for discovery.</a> EMBO Rep. 20 (8), e46992(2019).</li>
<li>Van Den Bergh, B., Swings, T., Fauvart, M., Michiels, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+design%2C+population+dynamics%2C+and+diversity+in+microbial+experimental+evolution%5BTitle%5D)+AND+%22Microbiol+Mol+Biol+Rev%22%5BJournal%5D)">Experimental design, population dynamics, and diversity in microbial experimental evolution.</a> Microbiol Mol Biol Rev. 82 (3), e00008-e00018 (2018).</li>
<li>McCarthy, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expanding+the+limits+of+thermoacidophily+in+the+archaeon+Sulfolobus+solfataricus+by+adaptive+evolution%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Environ+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Expanding the limits of thermoacidophily in the archaeon Sulfolobus solfataricus by adaptive evolution.</a> Appl Environ Microbiol. 82 (3), 857-867 (2016).</li>
<li>Grogan, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+question+of+DNA+repair+in+hyperthermophilic+archaea%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Microbiol%22%5BJournal%5D)">The question of DNA repair in hyperthermophilic archaea.</a> Trends Microbiol. 8 (4), 180-185 (2000).</li>
<li>Whitaker, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Population+dynamics+through+the+lens+of+extreme+environments%5BTitle%5D)+AND+%22Rev+Mineral+Geochem%22%5BJournal%5D)">Population dynamics through the lens of extreme environments.</a> Rev Mineral Geochem. 59 (1), 259-277 (2005).</li>
<li>Peeters, E., Thia-Toong, T. -L., Gigot, D., Maes, D., Charlier, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ss-LrpB%2C+a+novel+Lrp-like+regulator+of+Sulfolobus+solfataricus+P2%2C+binds+cooperatively+to+three+conserved+targets+in+its+own+control+region%3A+Ss-LrpB-operator+interactions+for+autoregulation%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Ss-LrpB, a novel Lrp-like regulator of Sulfolobus solfataricus P2, binds cooperatively to three conserved targets in its own control region: Ss-LrpB-operator interactions for autoregulation.</a> Mol Microbiol. 54 (2), 321-336 (2004).</li>
<li>Quehenberger, J., Shen, L., Albers, S. -V., Siebers, B., Spadiut, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sulfolobus+-+A+potential+key+organism+in+future+biotechnology%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Sulfolobus - A potential key organism in future biotechnology.</a> Front Microbiol. 8, 2474(2017).</li>
<li>Schultz, J., Dos Santos, A., Patel, N., Rosado, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Life+on+the+edge%3A+Bioprospecting+extremophiles+for+astrobiology%5BTitle%5D)+AND+%22J+Indian+Inst+Sci%22%5BJournal%5D)">Life on the edge: Bioprospecting extremophiles for astrobiology.</a> J Indian Inst Sci. 103 (3), 721-737 (2023).</li>
<li>Chen, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+genome+of+Sulfolobus+acidocaldarius%2C+a+model+organism+of+the+Crenarchaeota%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bacteriol%22%5BJournal%5D)">The genome of Sulfolobus acidocaldarius, a model organism of the Crenarchaeota.</a> J Bacteriol. 187 (14), 4992-4999 (2005).</li>
<li>Rastädter, K., Wurm, D. J., Spadiut, O., Quehenberger, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiological+characterization+of+Sulfolobus+acidocaldarius+in+a+controlled+bioreactor+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Environ+Res+Public+Health%22%5BJournal%5D)">Physiological characterization of Sulfolobus acidocaldarius in a controlled bioreactor environment.</a> Int J Environ Res Public Health. 18 (11), 5532(2021).</li>
<li>Baes, R., Lemmens, L., Mignon, K., Carlier, M., Peeters, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Defining+heat+shock+response+for+the+thermoacidophilic+model+crenarchaeon+Sulfolobus+acidocaldarius%5BTitle%5D)+AND+%22Extremophiles%22%5BJournal%5D)">Defining heat shock response for the thermoacidophilic model crenarchaeon Sulfolobus acidocaldarius.</a> Extremophiles. 24 (5), 681-692 (2020).</li>
<li>Grogan, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperthermophiles+and+the+problem+of+DNA+instability%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Hyperthermophiles and the problem of DNA instability.</a> Mol Microbiol. 28 (6), 1043-1049 (1998).</li>
<li>Grogan, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+DNA+repair+in+hyperthermophilic+archaea%3A+Persistent+gaps+and+other+reasons+to+focus+on+the+fork%5BTitle%5D)+AND+%22Archaea%22%5BJournal%5D)">Understanding DNA repair in hyperthermophilic archaea: Persistent gaps and other reasons to focus on the fork.</a> Archaea. 2015, 942605(2015).</li>
<li>Drake, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Avoiding+dangerous+missense%3A+Thermophiles+display+especially+low+mutation+rates%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Genet%22%5BJournal%5D)">Avoiding dangerous missense: Thermophiles display especially low mutation rates.</a> PLoS Genet. 5 (6), e1000520(2009).</li>
<li>Grogan, D. W., Carver, G. T., Drake, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+fidelity+under+harsh+conditions%3A+Analysis+of+spontaneous+mutation+in+the+thermoacidophilic+archaeon+Sulfolobus+acidocaldarius%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Genetic fidelity under harsh conditions: Analysis of spontaneous mutation in the thermoacidophilic archaeon Sulfolobus acidocaldarius.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 98 (14), 7928-7933 (2001).</li>
<li>Wagner, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Versatile+genetic+tool+box+for+the+Crenarchaeote+Sulfolobus+acidocaldarius%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Versatile genetic tool box for the Crenarchaeote Sulfolobus acidocaldarius.</a> Front Microbiol. 3, 214(2012).</li>
<li>Suzuki, S., Kurosawa, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disruption+of+the+gene+encoding+restriction+endonuclease+SuaI+and+development+of+a+host-vector+system+for+the+thermoacidophilic+archaeon+Sulfolobus+acidocaldarius%5BTitle%5D)+AND+%22Extremophiles%22%5BJournal%5D)">Disruption of the gene encoding restriction endonuclease SuaI and development of a host-vector system for the thermoacidophilic archaeon Sulfolobus acidocaldarius.</a> Extremophiles. 20 (2), 139-148 (2016).</li>
<li>Baes, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcriptional+and+translational+dynamics+underlying+heat+shock+response+in+the+thermophilic+crenarchaeon+Sulfolobus+acidocaldarius%5BTitle%5D)+AND+%22mBio%22%5BJournal%5D)">Transcriptional and translational dynamics underlying heat shock response in the thermophilic crenarchaeon Sulfolobus acidocaldarius.</a> mBio. 14 (5), e0359322(2023).</li>
<li>González, A. G., Pérez Y Terrón, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Importance+of+extremophilic+microorganisms+in+biogeochemical+cycles%5BTitle%5D)+AND+%22GSC+Adv+Res+Rev%22%5BJournal%5D)">Importance of extremophilic microorganisms in biogeochemical cycles.</a> GSC Adv Res Rev. 9 (1), 082-093 (2021).</li>
<li>Brock, T. D., Brock, K. M., Belly, R. T., Weiss, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sulfolobus%3A+A+new+genus+of+sulfur-oxidizing+bacteria+living+at+low+pH+and+high+temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Mikrobiol%22%5BJournal%5D)">Sulfolobus: A new genus of sulfur-oxidizing bacteria living at low pH and high temperature.</a> Arch Mikrobiol. 84 (1), 54-68 (1972).</li>
<li>Lenski, R. E., Rose, M. R., Simpson, S. C., Tadler, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+experimental+evolution+in+Escherichia+coli.+I.+Adaptation+and+divergence+during+2%2C000+generations%5BTitle%5D)+AND+%22Am+Nat%22%5BJournal%5D)">Long-term experimental evolution in Escherichia coli. I. Adaptation and divergence during 2,000 generations.</a> Am Nat. 138 (6), 1315-1341 (1991).</li>
<li>Baes, R. Exploring transcriptional and translational regulatory mechanisms of the heat shock response of Sulfolobus acidocaldarius. Master's Thesis. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://researchportal.vub.be/en/studentTheses/exploring-transcriptional-and-translational-regulatory-mechanisms">https://researchportal.vub.be/en/studentTheses/exploring-transcriptional-and-translational-regulatory-mechanisms</a> (2018).</li>
<li>Wahl, L. M., Gerrish, P. J., Saika-Voivod, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluating+the+impact+of+population+bottlenecks+in+experimental+evolution%5BTitle%5D)+AND+%22Genetics%22%5BJournal%5D)">Evaluating the impact of population bottlenecks in experimental evolution.</a> Genetics. 162 (2), 961-971 (2002).</li>
<li>Bernander, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+cell+cycle+of+Sulfolobus%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Microbiol%22%5BJournal%5D)">The cell cycle of Sulfolobus.</a> Mol Microbiol. 66 (3), 557-562 (2007).</li>
<li>Breslow, D. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comprehensive+strategy+enabling+high-resolution+functional+analysis+of+the+yeast+genome%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">A comprehensive strategy enabling high-resolution functional analysis of the yeast genome.</a> Nat Methods. 5 (8), 711-718 (2008).</li>
<li>Lang, G. I., Botstein, D., Desai, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+variation+and+the+fate+of+beneficial+mutations+in+asexual+populations%5BTitle%5D)+AND+%22Genetics%22%5BJournal%5D)">Genetic variation and the fate of beneficial mutations in asexual populations.</a> Genetics. 188 (3), 647-661 (2011).</li>
<li>Frenzel, E., Legebeke, J., Van Stralen, A., Van Kranenburg, R., Kuipers, O. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+selection+of+sfGFP+variants+with+improved+and+reliable+functionality+in+industrially+important+thermophilic+bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol+Biofuels%22%5BJournal%5D)">In vivo selection of sfGFP variants with improved and reliable functionality in industrially important thermophilic bacteria.</a> Biotechnol Biofuels. 11, 8(2018).</li>
<li>Visone, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+and+in+vitro+protein+imaging+in+thermophilic+archaea+by+exploiting+a+novel+protein+tag%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">In vivo and in vitro protein imaging in thermophilic archaea by exploiting a novel protein tag.</a> PLoS One. 12 (10), e0185791(2017).</li>
<li>Campbell, B. C., Paez-Segala, M. G., Looger, L. L., Petsko, G. A., Liu, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemically+stable+fluorescent+proteins+for+advanced+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Chemically stable fluorescent proteins for advanced microscopy.</a> Nat Methods. 19 (12), 1612-1621 (2022).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>0.22 &mu; m şırınga tahrikli membran filtreler</td><td>StarLab</td><td>E4780-1226</td><td>Otoklavlanamayan filtre sterilizasyon ortamı bileşenleri için.</td></tr><tr><td>1 &mu; L aşılama döngüleri</td><td>Greiner</td><td>731161, 731165 veya 731101</td><td>Kültürleri aşılamak için. Diğer döngüler kullanılabilir.</td></tr><tr><td>1000 &mu; L pipet uçları</td><td>StarLab</td><td>S1111-6811</td><td>Diğer pipet uçları kullanılabilir.</td></tr><tr><td>2 mL mikrosantrifüj tüpleri</td><td>StarLab</td><td>S1620-2700</td><td>Termomikserlerde S. acidocaldarius kültürü için.</td></tr><tr><td>200 &mu; L pipet uçları</td><td>StarLab</td><td>S1111-0816</td><td>Diğer pipet uçları kullanılabilir.</td></tr><tr><td>Konik tabanlı 50 mL polistiren tüpler</td><td>Corning</td><td>430828 veya 430829</td><td>Diğer tüpler kullanılabilir. 75 ° C'de performansı kontrol edin. Tapa contalı kapaklı tüpler yeterli havalandırmaya izin vermeyebilir; Kullanmadan önce kontrol edin.</td></tr><tr><td>50 mL şırınga</td><td>BD plastipak</td><td>300865</td><td>Şırınga tahrikli filtrelerle kullanım içindir.</td></tr><tr><td>96 kuyulu mikrotitre plakası (işlenmemiş, düz tabanlı)</td><td>Nunc</td><td>260860</td><td>Spektrofotometrede 600 nm'de OD ölçümü için.</td></tr><tr><td>Ayarlanabilir genişlikte çok kanallı pipet</td><td>Pipet-Lite</td><td>LA8-300XLS</td><td>İsteğe bağlıdır, ancak mikrosantrifüj ve 96 oyuklu plakalar arasında aktarım yaparken zaman kazandırır.</td></tr><tr><td>Amonyum sülfat ((NH4)2SO4)</td><td></td> <td>Brock stok çözeltisi için Milipore 168355 I.</td><td></td></tr><tr><td>Otoklav</td><td>Priorclave</td><td>B60-SMART veya SV100-BASE</td><td>Diğer otoklavlar da kullanılabilir.</td></tr><tr><td>Breathe-EASY gaz geçirgen sızdırmazlık membranı</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z763624-100EA</td><td>Delinmiş mikrosantrifüj tüplerinde kullanmak için boyuta göre kesin. Diğer gaz geçirgen memrbanları değiştiriyorsanız, performansın 75 ° C'de yeterli olduğundan emin olun; C</td></tr><tr><td>Kalsiyum klorür dihidrat (CaCl<alt>2</alt> ve orta nokta; 2H2O)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C3306</td><td>Brock stok çözümü I için.</td></tr><tr><td>CELLSTAR Altı kuyulu plakalar (süspansiyon/işlenmemiş)</td><td>Greiner</td><td>M9062</td><td>Diğer üreticilerin altı kuyulu plakaları muhtemelen ikame edilebilir. Yüksek sıcaklıklarda performansı kontrol edin.</td></tr><tr><td>Kobalt (II) sülfat heptahidrat (CoSO4&middot; 7H2O)</td><td>Supelco</td><td>1025560100</td><td>Eser element stok çözeltisi için.</td></tr><tr><td>Bakır (II) klorür dihidrat (CuCl < alt > 2 < / alt > ve orta nokta; 2H2O)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>307483</td><td>Eser element stok çözümü için.</td></tr><tr><td>D- (+) - glikoz susuz (C < alt > 6 < / alt >H < alt > 12 < / alt > O < alt > 6 < / alt >)</td> <td>Thermo Scientific Chemicals</td><td>11462858</td><td>Diğer pentoz ve heksoz şekerleri de kullanılabilir (örn. D-ksiloz, D-arabinoz). Glikoz, S. acidocaldarius (SV Albers, kişisel iletişim)</td></tr><tr><td>Çift damıtılmış su (ddH2O)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gelrite</td><td>Duchefa Biochemie</td><td>G1101.1000</td><td>Jelrit (gellan gum), daha yüksek erime noktası nedeniyle katı ortam yapmak için agar yerine kullanılır.</td></tr><tr><td>Cam 100 mm Petri kapları</td><td>Marka</td><td>BR455742</td><td>Cam Petri kapları kullanılır, çünkü çoğu standart polistiren 90 mm Petri kabı 75 ° C'de deforme olur; C (markaya bağlı). Alternatif olarak, yüksek sıcaklıklarda deforme olmadıkları için altı kuyulu plaka kullanılabilir.</td></tr><tr><td>Kuluçka makinesi</td><td>New Brunswick</td><td>Innnova 42R</td><td>Diğer kuluçka makineleri de kullanılabilir. Birçok inkübatör 65 ° C'den daha yüksek sıcaklıklara sahip olmadığından, satın almadan / kullanmadan önce ekipmanın çalışma sıcaklığını kontrol edin.</td></tr><tr><td>Demir (III) klorür hekzahidrat (FeCl < alt > 3< / alt > ve orta nokta; 6H < alt > 2 < / alt > Fe</td> <td>Stok Çözeltisi için</td> <td>Supelco</td><td></td></tr><tr><td>103943 Magnezyum sülfat heptahidrat (Epsom tuzu) (MgSO< alt > 4 < / alt > ve orta nokta; 7H2O)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>230391</td><td>Brock stok çözümü için I.</td></tr><tr><td>Manganez (II) klorür tetrahidrat (MnCl < alt > 2 < / alt > ve orta nokta; 4H 2 O)</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>SIALM5005-100G</td><td>Eser element stok çözümü için.</td></tr><tr><td>Mini Akıllı Wi-Fi Soketi, Enerji İzleme</td><td>Tapo</td><td>Tapo P110</td><td>Enerji tüketimini izlemek için&nbsp;</td></tr><tr><td>N-Z-Amin A - Kazein enzimatik hidrolizat&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C0626-500G</td><td>NZ-Amin-Amin, amino asit kaynağı olarak kullanılır.</td></tr><tr><td>Ataş (veya başka bir sağlam tel)</td> <td>yok</td><td></td><td>2 mL mikrosantrifüj tüplerini delmek için.</td></tr><tr><td>Potasyum dihidrojen fosfat (Monopotasyum fosfat) (KH<alt>2PO4)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P0662</td><td>Brock stok çözeltisi I için.</td></tr><tr><td>Promega Sihirbazı Genomik DNA Saflaştırma Kiti</td><td>Promega</td><td>A1120</td><td>İsteğe bağlı, laboratuvarda genomik DNA'yı çıkarmak için</td></tr><tr><td>Sodyum molibdat dihidrat (Na2MoO4&middot; 2H2O)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M1651-100G</td><td>Eser element stok çözümü için.</td></tr><tr><td>Sodyum tetraborat dekahidrat (Boraks) (Na2B4O7&middot; 10H2O)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S9640</td><td>Eser element stok çözümü için.</td></tr><tr><td>Spektrofotometre</td><td>BMG</td><td>SPECTROstar OMEGA</td><td>600 nm'de OD ölçümü için. 600 nm'de OD okuyabilen diğer spektrofotometreler kullanılabilir.</td></tr><tr><td>Sülfürik asit (Su ile 1:1 oranında seyreltilmiş) (H2SO4)</td><td>Thermo Scientific Chemicals</td><td>11337588</td><td>Brock stok çözeltisi II/III'ün pH'ını 2&ndash;3'lük bir nihai pH'a ayarlamak için kullanılır.</td></tr><tr><td>Termomikser</td><td>DLab</td><td>HM100-Pro</td><td>Diğer termomikserler de kullanılabilir; Önemli husus, 65&ndash'ı koruma yeteneğidir; 75 & derece; C sıcaklıkları ve 400 RPM</td></tr><tr><td>Urasil (C4H4N2O2)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>U0750</td><td>PyrE'nin silinmesi, S. acidocaldarius'da kullanılan yaygın bir genetik belirteçtir. Delesyon suşları büyüme için urasil ile desteklenmelidir. DSM639 vahşi tip suş için takviye kesinlikle gerekli değildir, ancak gelecekteki deneyler delesyon suşlarını içerebileceğinden buraya dahil edilmiştir.</td></tr><tr><td>Vanadil sülfat dihidrat (VOSO4&middot; 2H2O)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>204862</td><td>Eser element stok çözümü için.</td></tr><tr><td>Çinko sülfat heptahidrat (ZnSO<alt>4</alt> ve orta nokta; 7H2O)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>221376</td><td>Eser element stok çözümü için.</td></tr></tbody></table>

yaşamın uç noktalarında adaptasyon: ekstremofil archaeon sulfolobus acidocaldarius ile deneysel evrim

Adaptation at the Extremes of Life: Experimental Evolution with the Extremophile Archaeon Sulfolobus acidocaldarius

Büyüme eğrisi ölçümleri S. acidocaldarius DSM639 için büyüme eğrileri Şekil 3A'da gösterilmiştir. Termomikserler kullanılarak yapılan inkübasyon ile geleneksel inkübatörlerdeki inkübasyon karşılaştırıldığında büyümenin benzer olduğu bulundu. Ortalama büyüme hızı parametreleri, tekrarlanan her bir büyüme eğrisine bir lojistik eğri uydurularak ve ortalama ve standart hata hesaplanarak tahmin edildi. Termomikser ve inkübatörde orta üstel faza kadar geçen süreler sırasıyla 27.2 saat ± 1.1 saat ve 31.1 saat ± 1.9 saat idi. Termomikser ve inkübatör için 75 ° C'de tahmini ilk ikiye katlama süreleri sırasıyla 4.29 saat ± 0.28 saat ve 4.19 saat ± 0.44 saat idi, bu da daha önce yayınlanan değerlerletutarlıdır 24. Günlük10 (OD600nm) ve günlük10 (CFU) arasındaki ilişki, doğrusal bir model ile iyi bir şekilde karakterize edildi (düzeltilmiş R2 = 0.82, F (1,22) = 104, p &lt; 0.00001, eğim = 1.73 ± 0.17, kesişme = 9.73 ± 0.14). OD600nm ve CFU arasındaki ilişki böylece CFU = 10(1.73 × log10(OD600nm) + 9.73) formülü ile verilir. Bu nedenle 0.3'lük bir OD600nm, yaklaşık 6.7 × 108 CFU/mL'ye karşılık gelir (Şekil 3B).
Sıcaklık evrimi deneyi Sabit 75 °C, sabit 65 °C ve sıcaklık düşüşü (75-65 °C, her iki transferde 1 °C azalan) olmak üzere üç sıcaklık koşulu, S. acidocaldarius DSM639'dan türetilen yedi bağımsız soy kullanılarak başlatıldı. OD600nm ölçümleri, deneyin 45 günü boyunca (75 ° C'de yaklaşık 150 nesil) her transferin ardından alınmıştır ve Şekil 4'te gösterilmiştir. Günler boyunca alınan OD600nm ölçümleri, örneğin büyüme periyodu, sıcaklık vb. gibi ince farklılıklara maruz kalabileceklerinden, doğası gereği gürültülüdür. Bununla birlikte, günler boyunca yapılan ölçümler, popülasyonun yaşayabilirliğini değerlendirmek ve zindeliğin zaman içinde iyileşip iyileşmediğine dair bir gösterge vermek için hala yararlı olabilir. Sabit 75 ° C koşulundan gelen soylar, OD 600nm'de deneyin sonunda 0.125-0.3 başlangıç aralığından 0.248-0.471 aralığına yükseldi. Bu, bu tedavi ile zindeliğin arttığını göstermektedir. Buna karşılık, sabit 65 ° C işleminden elde edilen soylar, OD600nm'de, son zaman noktasında 0.018-0.087 ila 0.008-0.04 başlangıç aralığından bir düşüş gösterdi. Bu, popülasyonların sabit 65 ° C sıcaklığa uyum sağlayamadıklarını göstermektedir, ancak canlı organizmaların geri kazanılabileceği gerçeği, popülasyonların ardışık seyreltmeler yoluyla yıkanmadığını ve bir dereceye kadar adaptasyon olduğunu göstermektedir. Son olarak, sıcaklık düşüşü muamelesindeki popülasyonlar, başlangıçtaki OD600nm aralığından 0.099-0.279'dan Tx6'da 0.3-0.39'a yükselmiştir (bu tedavide 288 saat ve 73 ° C'ye karşılık gelir), ardından son zaman noktasında 0.003-0.024 aralığına sabit bir düşüş olmuştur.
Büyüme/zindelik testleri Evrim deneylerini takiben her bir soydan gelen popülasyon için uygunluk testleri yapıldı. OD600nm , yedi bağımsız soyun tümü için 48 saatlik büyümeden sonra test edildi, ardından her bir test sıcaklığı için R'de doğrusal modellerin takılması, ana etki olarak 'seçim ortamı' ve bir blok etkisi olarak 'çoğaltma / termokarıştırıcı' ile test edildi. Atasal suşun büyümesi, tedavi kontrastları için referans seviye olarak kullanıldı. Veriler Şekil 5'te gösterilmiştir.
75 ° C'de test edildiğinde, sabit 75 ° C (t-testi: t210 = 3.64, p = 0.0003) ve sabit 65 ° C (t-testi: t210 = 2.8, p = 0.005) tedavilerinden elde edilen soylar için ataların suşuna göre uygunlukta ortalama olarak önemli artışlar olmuştur, ancak sıcaklık düşüşü işleminden değil (t-testi: t210 = −0.87, p=0,38). Ortalama olarak 65 ° C'de test edildiğinde, tüm tedavilerden elde edilen soylar uygunlukta bir artış gösterdi (sabit 75 ° C soylar; t-testi: t210=4.68, p&lt;0.0001, sabit 65 °C soylar; t-testi: T210,=4.24, p&lt;0.0001, sıcaklık düşüşü soyları; t-testi: t210=3.15, p=0.002). Bununla birlikte, her iki tahlil sıcaklığı için, uygunluklarında soylar arasında önemli farklılıklar vardı (Şekil 5). Bazı soylar, ataların soyundan önemli ölçüde farklı değildi veya uygunlukları azalmıştı; Bu, özellikle sıcaklık düşüşü işleminden kaynaklanan soylar için belirgindi.
OD600nm ve CFU/mL arasındaki ilişkinin evrim deneyi sırasında değişmiş olabileceğini belirtmekte fayda var. Bu, evrimleşmiş soylar için büyüme parametrelerinin belirlenmesiyle değerlendirilebilir (3.1-3.10 adımlarını izleyerek).
Tüm genom dizileme sonuçları Tüm genom analizi, S. acidocaldarius DSM639'un referans genomu kullanılarak sabit 75 ° C durumundan yedi soy üzerinde breseq (sürüm 0.38.1)25 kullanılarak gerçekleştirildi (RefSeq katılımı NC_007181.1). Tüm soy soylarının genomları boyunca eklemeler, silmeler ve tek nükleotid polimorfizmini (SNP) içeren çeşitli mutasyonlar ortaya çıktı (Tablo 2). Çoklu yerleştirme ve eşanlamlı olmayan mutasyonlar, protein kodlayan genlerde ve ayrıca genlerin promotör bölgelerindeki çerçeve kaymaları nedeniyle gen ekspresyonunu etkileyebilecek intergenik bölgelerdeydi. Mutasyonların bazıları, hücre duvarı biyosentezi, transkripsiyon, metabolizma, hücresel taşıma ve katalitik aktivite gibi çeşitli işlevlerde yer alan genlerdeki çoklu soy boyunca tutarlıydı (Tablo 2). Bu mutasyonlar arasında, yedi soydan beşinde 54.667 baz çiftinin büyük bir silinmesi vardı; Bu, her popülasyon için eksik bir kapsama kanıt grafiği ile doğrulandı (sıklık% 93.2 ile% 100 arasında değişen). Silinen bölge 53 gen kaybına eşittir; Bu genlerin adaptasyondaki rolleri gelecekteki çalışmalarda araştırılacaktır. DSM639'un kullanılan izolatı ile yayınlanan referans dizisi arasında bazı farklılıklar kaydedilmiştir (Ek Tablo 1'de gösterilmiştir).
Çalkalama inkübatörünün termomiksere karşı enerji tüketimi Çalkalama inkübatörünün enerji tüketimi, bir dizi yaygın inkübasyon sıcaklığında ve burada kullanılan 75 °C sıcaklıkta ticari olarak temin edilebilen bir enerji izleme akıllı fişi kullanan bir termomikser ile karşılaştırıldı. 75 ° C'de, termomikser, geleneksel bir çalkalama inkübatörünün enerjisinin yaklaşık 1/40'ını tüketti (Şekil 6), bu da termomikserlerin deneysel evrimle ilişkili karbon ayak izini azaltmanın potansiyel bir yolu olduğunu düşündürüyor.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66271/66271fig01v2.jpg"> Şekil 1: Üç sıcaklık işleminde evrim deneyi protokolünü gösteren akış şeması. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66271/66271fig01largev2.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66271/66271fig02v2.jpg"> Şekil 2: Büyüme/uygunluk testi protokolünün adımlarını gösteren akış şeması. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66271/66271fig02largev2.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66271/66271fig03.jpg"> Şekil 3: S. acidocaldarius DSM639 için temel büyüme parametrelerinin belirlenmesi ve inkübasyon cihazlarının karşılaştırılması. Üç kopya kültür, 7 ayrı tüpte 75 ° C'de büyütüldü. (A) OD600nm'yi ölçmek için yıkıcı örnekleme kullanıldı ( n = 3 teknik kopyanın standart ± hatası anlamına gelir; bazı hata çubukları çizim sembollerinden daha küçüktür); eğriler, uygun lojistik büyüme modellerini ve (B) koloni oluşturan birimleri (CFU'lar) temsil eder; Satırlar, takılan log-log doğrusal regresyon modellerini temsil eder). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66271/66271fig03large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66271/66271fig04.jpg"> Şekil 4: Evrim deneyleri sırasında elde edilen optik yoğunluklar (OD600nm) için temsili sonuçlar. Yaklaşık 150 nesil boyunca gerçekleştirilen üç sıcaklık tedavisi (sabit 65 °C, sabit 75 °C, damla 75 °C-65 °C) altında evrim deneyleri sırasında ölçülen bağımsız soyların optik yoğunlukları. Eğriler, Loess'in her bağımsız soy için zaman içinde pürüzsüzleştiğini gösterir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66271/66271fig04large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66271/66271fig05.jpg"> Şekil 5: Büyüme deneyleri için temsili sonuçlar. Ata suşuna kıyasla sıcaklık evrimi deneylerini (sabit 65 °C, sabit 75 °C, damla 75 °C-65 °C) takiben S. acidocaldarius DSM639'dan türetilen bağımsız soylar için büyüme deneyleri. Tüm soylar için büyüme 65 °C ve 75 °C'de test edildi. Renkli noktalar, teknik kopyaların ortalama ± standart hatasını gösterir (gri renkle gösterilir, ata için n = 12 ve her evrimleşmiş soy için n = 3). Gri çubuk, atalardan kalma uygunluğun ortalama ± standart hatasını gösterir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66271/66271fig05large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66271/66271fig06.jpg"> Şekil 6: Geleneksel inkübatörün termomikser cihazlarına karşı enerji tüketimi. Enerji tüketimi, 2 saat boyunca piyasada bulunan bir enerji izleme akıllı fişi kullanılarak kaydedilmiştir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66271/66271fig06large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Tablo 1: S. acidocaldarius'u yetiştirmek için gerekli ortam tarifleri ve stok çözeltileri. Tüm ortam ve stok çözeltileri, çift damıtılmış H2O (ddH2O) ile yapılmalı ve daha sonra belirtildiği gibi otoklavlama veya 0.22 μm'lik bir filtreden filtre sterilizasyonu ile sterilize edilmelidir. Tüm medya ve stok çözümlerinin nasıl hazırlanacağına dair ayrıntılı bir açıklama için lütfen protokolün 1. bölümüne bakın. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66271/Table%201.xlsx" target="_blank">Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Tablo 2: Torun soylarının tüm genom dizilimi için temsili sonuçlar . Sabit 75 °C tedavisinden S. acidocaldarius DSM639'un soyundan gelen soylarda bulunan mutasyonlar. Mutasyonlar, S. acidocaldarius DSM639 için referans dizisine göre birkaç değişikliğe sahip olan soyun doğrudan atasına göre değişiklikleri gösterir (RefSeq NC_007181; atadaki mutasyonlar Ek Tablo 1'de gösterilmiştir). n , bir mutasyonun bulunduğu soyların sayısını gösterir. 'İleri okuma çerçevesi' üzerindeki → geni; ← geni 'ters okuma çerçevesinde' bulunur. †Bu değişiklikler, S. acidocaldarius DSM639'un izolatında bulunan (A)10→11 çerçeve kaymasına göredir (Ek Tablo 1). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66271/Table%202.xlsx" target="_blank">Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Ek Tablo 1: Referans dizisine göre S. acidocaldarius DSM639 izolatında bulunan mutasyonlar (RefSeq katılımı NC_007181.1). → 'ileri okuma çerçevesi' üzerindeki gen; ← geni 'ters okuma çerçevesinde' bulunur. ‡SACI_RS04020, NC_007181.1'de bir sözde gen olarak açıklanır, ancak burada gözlemlenen Δ1 bp çerçeve kayması mutasyonu, mutasyonda olduğu gibi işlevini varsayılan olarak geri yükler, 0 özdeşliğe sahip bir proteini rgy ters giraz genine kodlar (RefSeq katılımı WP_176586667.1). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66271/Supplementary%20Table-1.zip" target="_blank">Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>

Yaşamın Uç Noktalarında Adaptasyon: Ekstremofil Archaeon Sulfolobus acidocaldarius ile Deneysel Evrim

The archaeon Sulfolobus acidocaldarius has emerged as a promising thermophilic model system. Investigating how thermophiles adapt to changing temperatures ...

adaptation-at-extremes-life-experimental-evolution-with-extremophile

Research

JoVE Journal

Biology

Biyoloji

Burada, biz kemostat kültür kullanarak koşullar altında mikroorganizmaların adaptif laboratuvar evrimini elde etmek için bir protokol mevcut. Ayrıca, gelişmiş soyunun genomik analiz tartışılmıştır.

Bir Kemostat kullanarak Mikroorganizmaların Adaptif Laboratuvarı Evolution Prosedürü

Ağır metale dayanıklı mikropların jeotermal kaynaklardan izole edilmesi, biyoremediasyon ve çevresel izleme biyosistemlerinin geliştirilmesi için sıcak bir konudur. Bu çalışma, kaplıcalardan ağır metal toleranslı bakterilerin izole edilmesi ve tanımlanması için metodolojik bir yaklaşım sunmaktadır.

Çevre Kirliliğini Ele Almak için Ekstremofilik Mikroorganizmaların Biyoprospektifi

Bu video floresan boya ile insan embriyonik kök hücreler ve mezenkimal kök hücreler etiketleme teknikleri gösterir. Bu teknik, in vivo olarak bir optik görüntüleme ile nakledilen kök hücrelerin izleme ve floresan mikroskobu ile histopatolojik korelasyon kullanılabilir.

Optik Görüntüleme ile non-invaziv Algılama için Floresan Boyalar Kök Hücreler Etiketleme

Burada yönettiği, moleküler evrim yoluyla Tre recombinase nesil raporu. Tre recombinase enfekte insan hücreleri provirus eksizyon ve eradikasyon, HIV-1 provirus LTR dizileri içinde önceden tanımlanmış bir hedef sırası tanır. Hala emekleme döneminde olsa da, yönlendirilmiş moleküler evrim moleküler cerrahi ve moleküler tıp araçları olarak hizmet verecek özel enzimlerin yaratılmasına izin verecek.

Tre Recombinase Moleküler Evrim

Bu protokolü biz ölçmek için bir yöntem mevcut.

Ölçme Caenorhabditis elegans 96 Şey microtiter Tabaklar Ömrü

Insan gönüllülerin yüzeysel sıyrık biyopsi yoluyla elde edilen nazal epitel hücreleri, doku kültürü ekler üzerine genişletilmiş ve aktarılır. Ortak akışkanlığa eriştikten sonra hücreler, kirpikli olmayan silli hücre kültürleri, sonuçta hava sıvı arayüzü yetiştirilir. Farklılaşmış nazal epitel hücre kültürleri solunum mukozasını eğitim için uygun deneysel modeller sunar.

Hava Sıvı Arayüz İnsan Burun Epitel Hücrelerinin ekimi

Bu görüntüleme kullanılarak hipoksi küresel RNA sentez analizi için bir tekniği açıklar. RNA tıklayın-kimya etiketleme önceden hipoksi altında gerçekleştirilen ve tek hücre düzeyinde küresel RNA değişikliklerin görselleştirme sağlar olmamıştır. Bu yaklaşım, küresel RNA sentezinde hücreden hücreye değişiklik doğrudan görselleştirme sağlayan, mevcut ortalama RNA tekniklerinin tamamlar.

Ününüz Aşağıdaki Tek Hücre Düzeyinde Küresel RNA Sentezi Analizi

Tek flüoroforlar FIONA'sı kullanarak nanometre hassasiyetle lokalize edilebilir. Burada FIONA tekniğin bir özet bilgi ve nasıl Fiona deneyleri tarif edilir.

Bir nanometre Hassasiyet Floresans Görüntüleme (Fiona)

Tutarlı olmayan Xenon ışığı, kültürlenmiş hücrelere değişen dalga boyu ve yoğunlukta ışık iletmek için dar bant girişim ve nötr yoğunluk filtrelerinden geçirildi. Bu protokol, kırmızı / yakın kızılötesi ışık terapisinin in vitro olarak reaktif türlerin üretimi üzerindeki etkilerini değerlendirmek için kullanıldı: test edilen parametreler kullanılarak herhangi bir etki gözlenmedi.

Dalga boyundaki ve Oksidatif Stres Kırmızı / yakın-kızılötesi ışık Terapisi şiddetler bir Range Etkilerinin Değerlendirilmesi için Yöntemi İn Vitro

Yüksek derecede sıkıştırılmış mitotik kromatinin deyoğunlaşmasının moleküler mekanizmaları tam olarak tanımlanmamıştır. HeLa hücrelerinden izole edilen mitotik kromatin kümelerine ve in vitro dekondensasyon sürecini aslına uygun olarak yeniden oluşturan Xenopus laevis yumurta ekstraktına dayanan hücresiz bir test sunuyoruz.

Hücre Testi Mitoz Sonu Kromatin dekondenzasyon Eğitim için

Keşfedin, termomikser kullanarak Sulfolobus acidocaldarius ile yüksek verimli deneysel evrim protokolünü. Bu yöntem, termofil mikropların sıcaklık adaptasyonunu gerçek zamanlı olarak incelemenizi sağlar.

Yaşamın Uç Noktalarında Adaptasyon: Ekstremofil Archaeon Sulfolobus acidocaldarius ile Deneysel Evrim

Daha fazla video keşfet