Извлечение ДНК из Gut микробы Термит (Zootermopsis Angusticollis) и Визуализация Gut Микробы

Biology

Your institution must subscribe to JoVE's Biology section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

Это видео демонстрирует технику для извлечения ДНК из видов микробов резидентом в задней кишке термитов. Подготовка слайд мокрыми гору, которая полезна для визуализации сообщества кишечнике микробные иллюстрируется также и тур по богатых видами среды кишечника дается.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Matson, E., Ottesen, E., Leadbetter, J. Extracting DNA from the Gut Microbes of the Termite (Zootermopsis Angusticollis) and Visualizing Gut Microbes. J. Vis. Exp. (4), e195, doi:10.3791/195 (2007).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Термиты являются одними из немногих животных, как известно, способность существовать исключительно за счет потребления древесины. Термита тракта кишки содержит плотные и богатые видами микробной популяции, что способствует деградации лигноцеллюлозы преимущественно в ацетат, основным питательным веществом заправки термитов метаболизм (Odelson и Breznak, 1983). В рамках этих микробных популяций бактерии, археи метаногенных, а в некоторых («нижнее») термитов, эукариотических простейших. Таким образом, термиты отлично предметов исследования для изучения взаимодействия между видов микроорганизмов и многочисленных биохимических функций, которые они выполняют в пользу хозяина. Видовой состав микробных популяций в борьбе с термитами кишки, а также ключевые гены, вовлеченные в различные биохимические процессы были изучены с использованием молекулярных методов (Кудо и др., 1998;. Шмит-Вагнера и др., 2003;. Salmassi & Лидбеттер, 2003). Эти методы зависят от добычи и очистки высококачественных нуклеиновых кислот из термита среде кишечника. Добыча методике, описанной в этом видео представляет собой модифицированный составления протоколов, разработанных для добычи и очистки нуклеиновых кислот из проб окружающей среды (Мор и др., 1994;. Berthelet и др., 1996;. Парди и др., 1996;. Salmassi & Лидбеттер, 2003;. Оттесен и др. 2006), и он производит ДНК от термитов кишке материала, пригодного для использования в качестве шаблона для полимеразной цепной реакции (ПЦР).

Protocol

Процедурные резюме для борьбы с термитами целом кишки экстракции ДНК:

  1. Холод термитов на льду, удалить кишечник использованием стерильного пинцета и стабилизировать кишки образцы в буфере.
  2. Однородный образцов в PVPP / SDS / фенола буфера.
  3. Извлечение и очистить ДНК из сырой лизат использованием Qiagen DNeasy столбцов.

Протокол:

  1. На льду, удалить внутренности от работника касты термитов использованием стерильных щипцов.
  2. Сразу передачи кишки и содержимое стерильным, нуклеазы без трубки, содержащей 50 мкл ледяной 1x молекулярной биологии классе TE буфера (1 мМ Трис-HCl, 0,1 мМ ЭДТА, рН 8,0). Замораживание образцов при -20 ° С, или перейти непосредственно с гомогенизации.
  3. Передача кишки образцов и буфер для стерильной, нуклеазы, свободных 2 мл винта ограничен трубки с предустановленной 500 мг стерильной циркония / диоксид кремния бисером (0,1 мм) и 700 мкл буфера TE 1x, содержащей 1% вес / polyvinylpolypyrrolidone (PVPP ).
  4. Добавить 50 мкл 20% додецилсульфата натрия (SDS) и 500 мкл фенола в пробах.
  5. Однородный (шарик бить) на максимальных настройках с использованием трех циклов 30 гомогенизации сек и 30 сек охлаждение на льду.
  6. Осадка нерастворимого материала в течение 1 мин при 8000 х г.
  7. Purify 300-мкл аликвоты водный (верхний) слой с Qiagen DNeasy столбцов с помощью метода, описанного на сырую очистки лизата.
  8. Количественно содержание нуклеиновых кислот и заморозить образцы при -20 ° C для дальнейшего использования.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

По нашему опыту, ДНК, извлеченной из микробных сообществ древесных видов термитов кормления, как nevadensis Zootermopis является достаточно чистым для шаблона ПЦР после одного раунда добычи и очистки. Однако, некоторые термиты, такие как мусор грудью и почвы вскармливание вид может иметь более высокую концентрацию гуминовых кислот в их содержимого кишечника и может потребоваться дополнительная очистка кишечника ДНК микроорганизмов. Суммарный выход ДНК из кишки 5 рабочих З. nevadensis находится в диапазоне 10-30 мкг. Для борьбы с термитами видов значительно меньше или больше этого вида, больше или меньше образцы могут быть необходимы для получения такого же количества ДНК.

Этот метод может быть легко адаптирован, чтобы выделения РНК. Для экстракции РНК, заменить 1x RNAprotect Бактерии реагента из Qiagen (catlog нет. 76506) для ледяной TE буфера, описанных в пункте 2 протокола. Qiagen RNeasy реагентов и столбцов (catlog нет. 74104) должны быть использованы вместо DNeasy процедуру очистки, описанной выше. Как ДНК, могут быть очищены от RNAprotect стабилизированного образцов и всего в 300 мкл ок. 700 мкл водного слоя, полученное на шаге 7 требуется для очистки нуклеиновых кислот, этот метод может быть использован для получения ДНК и РНК в параллельном с одного образца.

Эти методы зависят от добычи и очистки высококачественных нуклеиновых кислот из термита среде кишечника. Добыча методике, описанной в этом видео представляет собой модифицированный составления протоколов, разработанных для добычи и очистки нуклеиновых кислот из проб окружающей среды (Море и др., 1994;. Berthelet и др., 1996;. Парди и др., 1996;. Salmassi & Лидбеттер, 2003;. Оттесен и др. 2006), и он производит ДНК от термитов кишке материала, пригодного для использования в качестве шаблона для полимеразной цепной реакции (ПЦР).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Type Company Catalog Number Comments
PVPP/SDS/phenol Buffer homogeneization buffer
DNeasy Tissue Kit Kit Qiagen 77607 Used according to the protocol for isolation of genomic DNA from crude lysates (Appendix H, product manual version: July 2003)
TE Buffer Sigma-Aldrich T9285 1x buffer (1 mM Tris-HCl, 0.1 mM EDTA, pH 8.0) from 100x concentrate
zirconia/silica beads Supplies Biospec Products 11079101z 0.1 mm
PVPP Reagent Sigma-Aldrich P6755 1% w/v polyvinylpolypyrrolidone prepared from dry reagent as a 1x suspension in TE buffer
Zootermopsis nevadensis Animal Termites
SDS Reagent Sigma-Aldrich L4390 Sodium dodecyl sulfate 20% soln. in water from dry reagent
Phenol Reagent Sigma-Aldrich 77607 TE-saturated, ~73%
MiniBeadbeater-8 Tool Biospec Products 963
BSS Buffered Salt Solution, pH 7.2 Formulation per liter: 2.5 g K2HPO4, 1.0 g KH2PO4, 1.6 g KCl, 1.4 g NaCl, 0.075 g CaCl, 1 g MgCl, and 10 mL of a 1M soln. of NaHCO3
AxioPlan-2 Microscope Carl Zeiss, Inc. Outfitted with 40x objective, 1.6x optivar and 10x ocular lenses. Samples were viewed using phase contrast illumination

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Berthelet, M., Whyte, L. G., Greer, C. W. Rapid, Direct Extraction of DNA from Soils for PCR Analysis using Polyvinylpolypyrrolidone Spin Columns. FEMS Microbiol. Lett. 138, 17-22 (1996).
  2. Kudo, T., Ohkuma, M., Moriya, S., Noda, S., Ohtoko, K. Molecular Phylogenetic Identification of the Intestinal Anaerobic Microbial Community in the Hindgut of the Termite, Reticulitermes Speratus, without Cultivation. Extremophiles. 2, 155-161 (1998).
  3. Moré, M. I., Herrick, J. B., Silva, M. C., Ghiorse, W. C., Madsen, E. L. Quantitative Cell Lysis of Indigenous Microorganisms and Rapid Extraction of Microbial DNA from Sediment. Appl. Environ. Microbiol. 60, 1572-1580 (1994).
  4. Odelson, D. A., Breznak, J. A. Volatile Fatty Acid Production by the Hindgut Microbiota of Xylophagous Termites. Appl. Environ. Microbiol. 45, 1602-1613 (1983).
  5. Ottesen, E. A., Hong, J. W., Quake, S. R., Leadbetter, J. R. Microfluidic Digital PCR Enables Multigene Analysis of individual Environmental Bacteria. Science. 314, 1464-1467 (2006).
  6. Purdy, K. J., Embley, T. M., Takii, S., Newdell, D. B. Rapid Extraction of DNA and rRNA from Sediments by a Novel Hydroxyapatite Spin-Column Method. Appl. Environ. Microbiol. 62, 3905-3907 (1996).
  7. Salmassi, T. M., Leadbetter, J. R. Analysis of Genes of Tetrahydrofolate-Dependent Metabolism from Cultivated Spirochaetes and the Gut Community of the Termite Zootermopsis Angusticollis. Microbiology. 149, 2529-2537 (2003).
  8. Schmitt-Wagner, D., Friedrich, M. W., Wagner, B., Brune, A. Phylogenetic Diversity, Abundance, and Axial Distribution of Bacteria in the Intestinal Tract of Two Soil-Feeding Termites (Cubitermes spp). Appl. Environ. Microbiol. 69, 6007-6017 (2003).
  9. Tsai, Y. L., Olson, B. H. Rapid Method for Separation of Bacterial DNA from Humic Substances in Sediments for Polymerase Chain Reaction. Appl. Environ. Microbiol. 58, 2292-2295 (1992).

Comments

10 Comments

  1. can you tell me the resolution power of the microscope at which you have shown the video and the make of the mcroscope used.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    September 17, 2007 - 12:56 AM
  2. I would also like to know the magnification used to view the microbes and if any phase contrast was used with the microscope setup. Thanks.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    December 20, 2007 - 6:24 PM
  3. As indicated in the updated protocol, a Zeiss AxioPlan-² Imaging microscope was used to aquire the images of termite gut microorganisms using Phase contrast illumination. Our particular set up allows magnification of samples up to 1,600X. This is accomplished using a 100X oil immersion objective lens + a 1.6X optivar + a 10X ocular lens. However, the images in the video use a 40X hi-dry phase contrast objective lens + the 1.6X optivar. To make the video, the videographer replaced the eyepiece with an adapter and attached the camera to that. Because we did not use a scale bar in these videos I do not know the magnification at which the camera recorded so the final magnification will depend on that factor + the window size used to view the video. I will say that the resolution is approximately consistent with what I observe at 640X magnification.

    Reply
    Posted by: Eric M.
    January 14, 2008 - 1:37 AM
  4. hello sir sir i am a project fellow in IIIM in india i want to know manual method how to isolate total DNA from termite and beetle gut(wood borer).sir kindly if you can provide me protocol for this i will be very thankful to you as i am in very need of it. thanking you sir and waiting for your reply

    Reply
    Posted by: Anonymous
    July 17, 2008 - 8:18 AM
  5. Hello,sir.I am interest in the manual DNA extraction methods from organic tissue,and acquire the best concentraction of DNA, can you provide me for this protocol, thank you.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    September 20, 2009 - 6:21 AM
  6. The information should appear below the video on the JOVE website, and a PDF of the protocol should be downloadable, however, I notice that the link dŒs not currently work. An alternative path to the document can be found by searching the article on PubMed (www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez) and choosing the full-text article from PubMed central. I've contacted JOVE to restore the file on their website. Several strategies for purifying insect gut-community DNA exist. A crucial step in any extraction procedure is to remove PCR-inhibiting substances if present. We have found that 1% w/v polyvinylpolypyrrolidone works well on DNA derived from termite gut contents.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    October 5, 2009 - 3:14 AM
  7. good job! very cool!

    Reply
    Posted by: jacqui s.
    December 12, 2009 - 7:28 AM
  8. Hi! I'm korean student. I want to see this full video.then what can i do?

    Reply
    Posted by: Hyun Y.
    October 31, 2014 - 9:47 AM

Post a Question / Comment / Request

You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

Usage Statistics