Method Article
ويتم تنظيم الخلايا البكتيرية مكانياً عاليا. لمتابعة هذه المنظمة على مر الزمن في بطء تزايد الخلايا إكسانثوس ميكسوكوككوس ، قد وضعت إعداد لتصوير خلية يعيش الأسفار مع ارتفاع القرار الزمانية المكانية على مدى عدة أجيال. باستخدام هذا الأسلوب، يمكن تحديد الديناميات الزمانية المكانية من البروتينات الهامة للعزل الصبغي وانقسام الخلية.
الأسفار خلية يعيش تصوير الخلايا البكتيرية طريقة رئيسية في تحليل ديناميات المكانية والزمانية للبروتينات والصبغيات الكامنة وراء أحداث دورة الخلية المركزية. ومع ذلك، التصوير هذه الجزيئات في البكتيريا بطيئة النمو يمثل تحديا بسبب فوتوبليتشينج فلوروفوريس ولالضيائيه أثناء الحصول على الصور. هنا، يمكننا وصف بروتوكول بسيط للتحايل على هذه القيود في حالة إكسانثوس ميكسوكوككوس (التي لديها وقت جيل ح 4-6). وتحقيقا لهذه الغاية، م. إكسانثوس خلايا تزرع في التي تحتوي على مغذيات أجار وسادة سميكة في بيئة رطبة التحكم في درجة الحرارة. في ظل هذه الظروف، علينا أن نحدد الوقت مضاعفة الخلايا الفردية باتباع نمو الخلايا المفردة. وعلاوة على ذلك، العمليات الخلوية الأساسية مثل العزل الصبغي وانقسام الخلية يمكن تصويرها بالتصوير خلية يعيش الأسفار من الخلايا التي تحتوي على بروتينات علامة المسمى فلوريسسينتلي ذات الصلة مثل فرع يفب، فتسز-التجارة والنقل، وبومكس مشري على مدى عدة دورات الخلية. بعد ذلك، تتم معالجة الصور المكتسبة لتوليد المونتاج و/أو الأفلام.
وتنظم الخلايا البكتيرية مكانياً شديدة مع العديد من البروتينات إضفاء الطابع المحلي دون تناسق داخل مقصورات الهاتف الخلوي1،2،،من34. هذا التعريب ديناميكية للغاية في كثير من الأحيان، ويتغير مع مرور الوقت استجابة لمنبهات دورة الخلية أو إشارات خارجية. على قدم المساواة، والكروموسوم البكتيري مكانياً عالية تنظم مع فرادى المكاني يجري وضعه لمواقع سوبسيلولار محددة قبل وأثناء عملية الفصل5. هذه المنظمة المكانية الدينامية مهمة للنمو وشعبة، تنظيم دورة الخلية، والتمايز، وحركية، توصيل الإشارة، فضلا عن منظمة كروموسوم والعزل؛ وهكذا، أنه يؤثر على وظيفة البكتيرية أساسا جميع جوانب.
ويتم يجري تحليل ديناميات الزمانية المكانية لهذه العمليات الخلوية في مجموعة متنوعة من مختلف الأنواع البكتيرية مع الإشريكيّة القولونية، و نجحت عصية، والكوليرا، و كريسسينتوس كاولوباكتير خدمة هامة نموذج الكائنات الحية. ومع ذلك، هذه الأنواع الأربعة تشمل فقط مجموعة صغيرة من التنوع الجرثومي الهائل، وربما لم يكن مفاجئاً نظراً للمسافة الكبيرة النشوء والتطور بين هذه الأنواع، آليات التنظيم والاستقطاب الخلوية المختلفة في هذه البكتيريا. وهذا يثير الحاجة إلى دراسة الأنواع البكتيرية إضافية ليتمكن من استخلاص المبادئ العامة التي تستند إليها ديناميات الزمانية المكانية للخلايا البكتيرية في نهاية المطاف.
سلبية الغرام الدلتا-بروتيوباكتيريوم م. إكسانثوس هو كائن نموذج في دراسة السلوكيات الاجتماعية والتعاون في البكتيريا6. م. إكسانثوس جرثومات صارمة وحضور العناصر المغذية، وأنها تشكل المستعمرات التي تنتشر الخلايا إلى الخارج بدرجة عالية من التنسيق ويحتشدون الأزياء ويفترس على سائر الكائنات الحية الدقيقة7. استجابة لمجاعة المغذيات، خلايا الشروع في برنامج إنمائي أن النتائج في تشكيل الهيئات الاثمار التي تتكون من آلاف من الخلايا، وداخل، التفريق بين الخلايا متحركة على شكل قضيب كروية الجراثيم مثنوية8. كلا النوعين من السلوكيات، أي، يحتشدون وتشكيل الهيئة الاثمار، يتم تنفيذها فقط من الخلايا التي يتم وضعها على سطح صلب. وعلاوة على ذلك، تحت كل الظروف المغذيات، الخلايا المشاركة في العمليات التي تتضمن اتصالات مباشرة خلية--بما في ذلك تبادل البروتينات الدهنية الغشاء الخارجي قد حفز حركية أو تعمل كالسموم في المتلقي9،10 ، والخلايا تبادل لبس11، تنشيط حركية قبل والانسيابيه في المجاورة12، وبين الخلايا مما يشير إلى جانب خلية سطح ارتساء إشارات بروتين13،14.
في الآونة الأخيرة، م. إكسانثوس كما أصبح كائن نموذج لدراسة الآليات الأساسية لحركية والبند15، وانقسام الخلايا16،،من1718، ومنظمة كروموسوم19 ،،من2021. خطوات حاسمة في م. إكسانثوس دورة الخلية قد تم تحليلها بالتفصيل بالأسفار مجهرية باستخدام لقطة مفاجئة صور أو تسجيلات الوقت الفاصل بين القصير على سلالات تحمل البروتينات ذات الصلة المسمى فلوريسسينتلي16، 1718،،،من1920. ومن الناحية المثالية، ينبغي اتباع العديد من الخلايا مع القرار خلية واحدة fluorescence خلية يعيش التصوير لدورة الخلية كاملة واحدة على الأقل للحصول على بيانات كمية قوية على معلمات دورة الخلية. ومع ذلك، وهذا يشكل تحديا بالنسبة ل م. إكسانثوس نظراً لوقت طويل نسبيا جيل ح 4-6 تحت ظروف المختبر القياسية وسبب فوتوبليتشينج فلوروفوريس ولالضيائيه أثناء الحصول على الصور.
هنا، يمكننا وصف بروتوكول متابعة م. إكسانثوس الخلايا مع القرار خلية مفردة بالأسفار يعيش خلية التصوير لمالا يقل عن 24 ساعة وتغطي عدة دورات الخلية. الأهم من ذلك، خلال بروتوكول كامل، خلايا تمسك جهاز pad أجار وفي إغلاق الاتصال السماح للأنشطة التي تعتمد على الاتصال الأساسية لنمط الحياة الاجتماعية م. إكسانثوس. البروتوكول أيضا يسمح للمستخدمين لرصد الشكل والحجم، والانقسامات، والمسابير الفلورسنت عالية دقة زمنية ومع القرار خلية مفردة، وهكذا، يمكن التحديد الكمي لتقلب خلية إلى خلية والارتباطات لإحداث دورة الخلية.
1-إعداد ونمو م. إكسانثوس سلالات
ملاحظة: انظر الجدول 1 و الجدول 2.
2-إعداد عينات الفحص المجهري
ملاحظة: توضع على ساترة مجهر الخلايا ليتم عرضه بواسطة الفحص المجهري وثم تغطيها جهاز pad [اغروس] الذي يحتوي على العناصر الغذائية. التصاق ساترة بلاستيك أو دعم الإطار المعدني لتوفير الميكانيكية. استعدادا للفحص المجهري، لوحة كبيرة من agarose/TPM/0.2% 1% ضريبة تحويل العملة وينبغي إعداد مقدما كما هو موضح في الخطوات 2.1-2.3. يرجى أيضا الرجوع إلى الجدول للمواد اللازمة للمنتجات المحددة المستخدمة هنا.
3-المجهر الإعداد واكتساب الوقت الفاصل بين
ملاحظة: وضعت البروتوكول الموصوفة هنا من أجل مجهر مقلوب ويديفيلد مع ضبط تلقائي للصورة، 100 X/1.30 NA نفط PH3 الهدف X، Y المزودة بمحركات المرحلة، كاميرا سكموس، ومصدر الضوء، مرشحات للأخضر-فلوري، الفلورسنت الأحمر أو الأصفر فلوري تسيطر البروتينات، ودرجة حرارة غرفة الحضانة. وتبقى هذه الدائرة الخلايا محمية من الضوء وفي درجة حرارة ثابتة.
4-جيل من الوقت الفاصل بين الأفلام ومحاذاة الصورة
ملاحظة: تتوفر العديد من حزم البرامج التجارية والمجانية للحصول على الصور، وتحليل الصور. يمكننا استخدام برمجيات متاحة تجارياً (انظر الجدول للمواد) مع العديد من الإضافات المثبتة مسبقاً وأدوات إضافية.
م. إكسانثوس هو بكتيريا تزايد بطيء يتحرك على السطوح الصلبة. لاختبار الإعداد التجريبية لدينا، نحن إجراء تجربة الوقت الفاصل مع متحركة DK1622 WT الخلايا. مرحلة التباين الصور تم الحصول عليها على فترات لمدة 5 دقائق ح 24 (الشكل 2أ، ب). الانحياز معظم الخلايا في مجموعات. كما هو متوقع، خلايا عرض حركية ونقل معظمها في مجموعات. كذلك لاحظنا أن الخلايا أحياناً عكس اتجاه الحركة. وتوحي هذه النتائج أن خلايا وزن تحت ظروف اختبار تتصرف بشكل طبيعي من حيث حركية الخلية. ومع ذلك، حتى عندما تسجل الخلايا كل 5 دقائق، من الصعب تحديد خلايا فردية. وعلاوة على ذلك، لأن الخلايا غير متحركة، العديد من الخلايا الهروب أو أدخل مجال الرؤية مما يجعل من الصعب تتبع الخلايا لفترات طويلة.
من أجل تتبع نفس م. إكسانثوس الخلايا لعدة جولات من دورة الخلية بخلية يعيش التصوير، يمكن حذف السلالات الفردية للجينات مجلة ، الذي لا غنى عنه لحركية25. وهذا ما يمنع الخلايا من التحرك خارج مجال الرؤية من خلال بروتوكول التصوير. يتم إنشاؤها في إطار عمليات الحذف كما هو موضح بشي وآخرون. 26
كما هو متوقع، في مرحلة التصوير خلية يعيش التباين مع خلايامجلا Δ غير متحركة (الشكل 3)، لم يتم عرض خلايا حركة نشطة. كنا قادرين على متابعة النمو وتقسيم الخلايا الفردية أثناء تشكيل ميكروكولوني. واستنادا إلى الوقت الفاصل بين التسجيلات التي تم الحصول عليها من الصور على فترات لمدة 5 دقائق ح 24، كان من الممكن تحديد مقدار الوقت إينتيرديفيسيون (الفترة الزمنية بين حدثين انقسام الخلية) مع القرار خلية مفردة. خلايا متحولةمجلة Δ كان وقت بين شعبة من 235 ± 50 دقيقة (n = خلايا 97). مع ما يقرب من 4 ح، يشبه الوقت إينتيرديفيسيون إلى مضاعفة الوقت يقاس في الثقافات تعليق للخلايا WT. وهذا يوفر أدلة على أن م. إكسانثوس الخلايا تنمو على النحو الأمثل في ظل هذه الظروف التجريبية.
للتحقيق في ما إذا كان تنسيقنا الخلايا ينمو بشكل طبيعي أثناء تعقب البروتينات المسماة يفب على مدى فترات طويلة، أجرينا fluorescence الوقت الفاصل بين التصوير مع م. إكسانثوس الخلايا التي تعبر عن بروتين يفب معلم. وتحقيقا لهذه الغاية، تابعنا يفب فرع كعلامة لأصل النسخ المتماثل (أوري). فرع كمكون من مكونات نظام بارابS في م. إكسانثوس ، وربط المواقع بارس الدانية إلى أوري؛ ولذلك، يمكن فصل الازدواجية والكروموسوم الأصل يتبع19،،من2021. مع صورة اقتناء (مرحلة التباين والأسفار، ms 200 شراء الوقت في قناة يفب) كل 20 دقيقة، نمت الخلايا وتقسيم وعرض النمو حتى في ح 24 (الشكل 4أ). في بداية التسجيلات، شكلت فرع يفب مجموعتين في مناطق سوببولار في معظم الخلايا (الشكل 4أ). قبل فترة وجيزة أو بعد انقسام الخلية، فرع-يفب سوببولار الكتلة في القطب الخلية القديمة المكررة. وظلت واحدة من المجموعتين في القطب الخلية القديمة بينما النسخة الثانية ذوبانها إلى القطب الخلية الجديدة، وصلت إلى موقفها سوببولار النهائي بعد ما يقرب من 40-60 دقيقة (الشكل 4أ، ب). هذه الملاحظات بالاتفاق مع البيانات السابقة التي تم إنشاؤها من تسجيلات الوقت الفاصل بين قصيرة باستخدام منصات أجار رقيقة19. نخلص إلى أن هذا التشكيل التجريبي يسمح مجهرية الوقت الفاصل بين الأسفار لتتبع كروموسوم العزل على مدى عدة دورات الخلية في النمو البطيء م. إكسانثوس الخلايا، دون نمو الخلايا الانزعاج أو إليه العزل الصبغي.
في تجربة مماثلة، سعينا إلى تتبع علامات لانقسام الخلية بالأسفار الوقت الفاصل بين الفحص المجهري. مشابهة لما يقرب من جميع البكتيريا الأخرى، م. إكسانثوس يتطلب فتسز، جتباسي مثل توبولين بكتيرية، لانقسام الخلية16،،من1718. فتسز أشكال بنية تشبه خاتم في ميدسيل، ما يسمى Z-الحلبة، التي تساعد على توظيف جميع البروتينات الأخرى اللازمة لانقسام الخلايا27،28. في م. إكسانثوس، هو حفز تشكيل Z-الطوق وموقعها في ميدسيل بثلاثة بومكسيز البروتينات16،17. وتشكل هذه البروتينات الثلاثة معقدة مرتبطة بالكروموسوم الذي ينقل عبر نوكليويد من الموقع لانقسام الخلايا في خلية "الأم" في وسط نوكليويد في الخليتين ابنه. منتصف نوكليويد تتزامن مع ميدسيل، قبل العزل الصبغي، وهنا المجندين المعقدة بومكسيز فتسز ويحفز تشكيل Z-خاتم.
هنا، نحن أولاً ثم خلايا غير متحركة معربا عن فتسز-التجارة والنقل. لأنه يظهر فتسز-التجارة والنقل عموما إشارة الأسفار أضعف من فرع-يفب، قمنا بزيادة وقت التعرض إضعاف إلى 1 s في قناة التجارة والنقل. كما هو متوقع، تراكم قوية للتجارة والنقل فتسز لوحظ فقط في ميدسيل وتملي هذا التعريب موضع انقسام الخلية انقباض (الشكل 5ألف). FtsZ-التجارة والنقل أساسا تشكيل كتلة في ميدسيل في خلية أطول. كما كان من الواضح أن هذه المجموعة زيادة في كثافة على مر الزمن. وبعد انقسام الخلية، لاحظنا أن إعادة المتراكمة في ميدسيل في ابنه اثنين من فتسز-بروتينات فلورية خضراء الخلايا حوالي 2 ح في وقت لاحق (الشكل 5ب). وهذا يتفق مع الاستنتاج أن حوالي 50% خلايا في عدد سكان عرض الترجمة فتسز في ميدسيل استناداً إلى تحليل الأداة بالرصاص16،17.
في تجربة ثانية، تابعنا الخلايامجلة Δ غير متحركة ح 24 التي تعبر عن بومكس مشري. كجزء من نظام بومكسيز، بومكس يساعد على توجيه تشكيل Z-خاتم وتحديد المواقع، مما حفز انقسام الخلايا في ميدسيل16. إشارة بومكس مشري fluorescence قوية وتسمح بوقت تعرض في قناة الأسفار من السيدة 250 الأهم من ذلك، نما في حجم كافة الخلايا وعرض حدث انقسام الخلية على مدى التجربة، تشكيل ميكروكولونيس بعد 24 ساعة ( الشكل 6A). كما ذكر سابقا16، تقريبا كافة الخلايا الواردة كتلة بومكس مشري. أن غالبية هذه المترجمة في ميدسيل ومجموعات بعيداً عن ميدسيل ذوبانها إلى ميدسيل خلال فترة التجربة. خلال انقسامات الخلية، تم تقسيم المجموعات بومكس مشري، مع كل خلية ابنه تلقي كتلة. بدلاً من فتسز-التجارة والنقل، بومكس مشري المترجمة في ميدسيل 80-90% من دورة الخلية والتوصل إلى هذا الموقف قريبا بعد انقسام الخلية (الشكل 6ب).
الشكل 1 : التخطيطي للإعداد التجريبية المستخدمة في هذه الدراسة. (أ) بالمعدن أو البلاستيك الإطار بمثابة دعم للعينة. هو ثابت ساترة للإطار المعدني مع الشريط للحد من الحركة للعينة. (ب) الجانب عرض إعداد نموذج تجريبي. هي الخلايا التي شنت على ساترة المبينة في (أ). يتم وضع لوح [اغروس] أن إمدادات المواد الغذائية والرطوبة إلى الخلايا أعلى الخلايا. اللوحة [اغروس] مشمولة ساترة إضافية لتقليل التبخر. لصور عالية الجودة، يتم استخدام X 100 زيت غمر مرحلة تباين هدف. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 2 : مرحلة التباين الوقت الفاصل بين الفحص المجهري لوزن م. إكسانثوس الخلايا. خلايا تم اتباعها ح 24 والصور تم الحصول عليها كل دقيقة 5 (أ) تظهر الصور التمثيلية لنفس الحقل من عرض كل 5 دقائق. الأسهم الملونة تشير إلى اتجاه حركة الخلايا الفردية. يصادف نفس لون الخلية نفسها على مر الزمن. الأرقام تشير إلى الوقت بالدقائق. شريط الحجم: تظهر 5 ميكرومتر. (ب) الصور لنفس الحقل للعرض بعد كل ساعة. ملاحظة يتم إظهار نفس الحقل للعرض ولكن نظراً لنقل الخلايا، الخلايا باستمرار دخول وترك مجال الرؤية. الأرقام تشير إلى الوقت بالساعات. شريط الحجم: 5 ميكرومتر. درجة الحموضة: المرحلة التباين. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 3 : مرحلة التباين الوقت الفاصل بين الفحص المجهري لغير متحركة م. إكسانثوس الخلايا. وتلت الخلايامجلا Δ 24 h. الصور تم الحصول عليها كل 5 دقائق وتظهر الصور التمثيلية بعد كل ساعة. يتم وضع علامة تضيقات انقسام الخلية المحددة مع الأسهم البرتقالية. الأرقام تشير إلى الوقت بالساعات. الرقم الهيدروجيني: مرحلة التباين. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 4 : الوقت الفاصل بين الفحص المجهري fluorescence من فرع يفب في غير متحركة م. إكسانثوس الخلايا. خلايا من Δمجلة متحولةيفب فرع عن حضور الأم فرع (SA4749؛ Δمجلة؛ فرع +/Pناتفرع-يفب) تليها مرحلة الفحص المجهري التباين والأسفار عن ح 24- (أ) الصور تم الحصول عليها كل 20 دقيقة والممثل الصور كل ساعة حتى تظهر ح 10، جنبا إلى جنب مع نفس الخلايا بعد 24 حاء الصور تظهر في مرحلة التباين (PH) وكما تراكب من مرحلة التباين ويفب الإشارات. يتم وضع علامة انقسامات الخلية المحددة مع الأسهم البرتقالية. تشير الأسهم الأبيض والأخضر إلى أحداث ازدواجية يفب فرع الكتلة، مع الأسهم الخضراء وسم الكتلة ترانسلوكاتينج. الأرقام تشير إلى الوقت بالساعات. شريط الحجم: 5 ميكرومتر. (ب) الصور تم الحصول عليها كما هو الحال في (A) ولكن تظهر في أعلى الأزمنة. الأرقام تشير إلى الوقت بالدقائق. الأسهم كما هو الحال في (A). شريط الحجم: 5 ميكرومتر. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 5 : الوقت الفاصل بين الفحص المجهري fluorescence من فتسز-التجارة والنقل في غير متحركة م. إكسانثوس الخلايا. خلايا متحولةمجلة Δ الإعراب عن فتسز-التجارة والنقل بحضور الأم فتسز (SA8241؛ Δمجلة؛ فتسز +/PناتftsZ-التجارة والنقل) تليها مرحلة الفحص المجهري التباين والأسفار عن ح 24. (أ) الصور تم الحصول عليها كل 20 دقيقة وتظهر الصور التمثيلية كل ساعة حتى ح 10، جنبا إلى جنب مع نفس الخلايا بعد 24 حاء الصور تظهر في مرحلة التباين (PH) وكما تراكب الإشارات بروتينات فلورية خضراء والمرحلة على النقيض من. يتم وضع علامة انقسامات الخلية المحددة مع الأسهم البرتقالية. تشير الأسهم البيضاء إلى مجموعات فتسز-التجارة والنقل في ميدسيل. الأرقام تشير إلى الوقت بالساعات. شريط الحجم: 5 ميكرومتر. (ب) الصور تم الحصول عليها كما هو الحال في (A) ولكن تظهر في أعلى الأزمنة. الأرقام تشير إلى الوقت بالدقائق. الأسهم الخضراء والبيضاء علامة الكتل FtsZ-التجارة والنقل في الخلايا اليسار واليمين، على التوالي. تشير الأسهم البرتقالية إلى انقسامات الخلية. شريط الحجم: 5 ميكرومتر. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الرقم 6 : Fluorescence مجهرية الوقت الفاصل بين من مشري-بومكس في غير متحركة م. إكسانثوس الخلايا. Δ عدم متحركةبومكس الخلايا تتراكم بومكس مشري (SA4797؛ Δمجلة؛ Δبومكس/PpomZ مشري-بومكس) كانت تليها مرحلة التباين والأسفار مجهرية كل 20 دقيقة (A) ح 24 الممثل الصور تظهر كل ساعة حتى ح 10، جنبا إلى جنب مع نفس الخلايا بعد 24 حاء الصور تظهر في مرحلة التباين (PH) وكما تراكب مشري والمرحلة على النقيض من الإشارات. يتم وضع علامة انقسامات الخلية المحددة مع الأسهم البرتقالية. تشير الأسهم البيضاء والخضراء إلى مجموعات مشري-بومكس قبل وبعد تقسيم الأحداث، على التوالي. الأرقام تشير إلى الوقت بالساعات. شريط الحجم: 5 ميكرومتر. (ب) الصور تم الحصول عليها كما هو الحال في (A)، وتظهر في أعلى الأزمنة. الأسهم كما هو الحال في (A). شريط الحجم: 5 ميكرومتر. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
سلالة بكتيرية | النمط الوراثي ذات الصلة1 | مرجع |
DK1622 | Wildtype | 23 |
SA4420 | Δمجلا | 24 |
SA4749 | Δمجلة؛ وفرع+/أتتب:: فناتيفب فرع (pAH7) | هذه الدراسة |
SA4797 | Δمجلة؛ Δبومكس/أتتب::فpomZ متشيري-بومكس (pAH53) | 16 |
SA8241 | Δمجلة؛ فتسز+/mxan18-19::فناتftsZ-التجارة والنقل (pDS150) | هذه الدراسة |
والبلازميدات بين أقواس معقوفة تحتوي على اندماج الجين المشار إليها وكانت intergated في المواقع المشار إليها على الجينوم. والبلازميدات متكاملة في موقع أتتب أو أعرب عن منطقة إينتيرجينيك mxan18-19 من المروج الأصلي (فnat) أو المروج الأصلي من pomZ (فpomZ). |
الجدول 1: قائمة بالسلالات البكتيرية المستخدمة في هذه الدراسة.
البلازميدات | الخصائص ذات الصلة | مرجع |
pAH7 | فناتفرع يفب؛ أتتب Mx8؛ TetR | 19 |
pAH53 | PomZ ف مشري-بومكس؛ أتتب Mx8 ؛ كمصاد | 16 |
pDS150 1 | فناتftsZ-التجارة والنقل ؛ mxan18-19 ؛ TetR | هذه الدراسة |
pMR3691 | بلازميد للتعبير الجيني إيندوسيبلي فانيلاتي | 18 |
pKA51 | فناتftsZ-التجارة والنقل ؛ أتتب Mx8؛ TetR | 17 |
1 pDS150: pDS150 هو مشتق pKA51 التي استعيض عن الموقع أتتب Mx8 بمنطقة إينتيرجينيك mxan18-19 . لهذا اتسع نطاق المنطقة إينتيرجينيك mxan18-19 من pMR3691 مع الإشعال Mxan18-19 الموجه إليه بسدري (جكجاتكاتجكجكجككاجاكجاتاكاجك) والقس Mxan18-19 بلبي (جكجكتجاجكككجكجككجاكاككجكاكك) والمستنسخة في pKA51. |
الجدول 2: قائمة والبلازميدات المستخدمة في هذه الدراسة.
تصوير خلية يعيش الأسفار أصبح أداة قوية لدراسة ديناميات الزمانية المكانية للخلايا البكتيرية. مجهرية fluorescence الوقت الفاصل بين البكتيريا المتزايد متحركة وبطيئة مثل م. إكسانثوس، ومع ذلك، كانت صعبة وأنجز إلا لفترات زمنية قصيرة. هنا، نحن نقدم وسيلة سهلة الاستخدام وقوية لتصوير خلية يعيش م. إكسانثوس بالأسفار الوقت الفاصل بين الفحص المجهري. هذا الأسلوب يسمح للمستخدم بتتبع الخلايا والبروتينات المسمى فلوريسسينتلي لعدة جولات من دورة الخلية مع القرار خلية مفردة.
وهناك العديد من المتطلبات الأساسية التي تؤثر على نجاح التصوير خلية يعيش من النمو البطيء م. إكسانثوس الخلايا بما في ذلك: 1) سطح صلب لمرفق الخلية؛ 2) توافر المغذيات والأكسجين؛ 3) ثابتة من الرطوبة ودرجات الحرارة؛ و 4) الاستغلال الأمثل للظروف التجريبية مثل تواتر التعرض لاكتساب الوقت والصورة.
في لدينا الإعداد التجريبية، ونحن استخدام منصات سميكة [اغروس] استكمال مع المواد الغذائية. باستخدام منصات سميكة [اغروس] بدلاً من أجهزة موائع جزيئية لتتبع الخلايا المفردة لديه بعض الفوائد الأساسية ولكن أيضا بعض العيوب. أولاً، يوفر لوح [اغروس] ليس فقط سطح ل م. إكسانثوس خلية المرفقات وحركة ولكن أيضا المواد المغذية الكافية للنمو لمالا يقل عن 24 ساعة. وثانيا، المفاجئة التحليلات الرصاص تستخدم عادة لدراسة التعريب داخل الخلايا من البروتينات المسماة فلوريسسينتلي تم مسبقاً على نفس النوع من [اغروس] منصات16،،من1729. ولذلك، يمكن مقارنة البيانات من التحليلات الإضافية النار مباشرة إلى البيانات التي تم الحصول عليها بالطريقة الموضحة هنا. وثالثاً، يمكن تعديلها واستكمالها مع المضادات الحيوية أو المكملات الأخرى مثل CuSO4 منصات [اغروس] بسهولة وفانيلاتي التي تستخدم عادة للجينات التعبير التوجيهي18،30. أخيرا، لأن الخلايا مسموح بها بشكل ميكروكولونيس خلال فترة التجربة، هذا التشكيل يسمح أيضا دراسة تأثير التفاعلات الخلية الخلية مباشرة على معلمة معينة يجري تحليلها. هذا الجانب مهم بشكل خاص في حالة من م. إكسانثوس لأن هذه البكتيريا يعرض عدة الاتصال تعتمد على التفاعلات. ويعتبر العيب الرئيسي لهذا الأسلوب أن يتم مسبقاً الظروف التجريبية لمدة تجربة. وفي المقابل، تسمح أجهزة موائع جزيئية عموما تغيير الظروف التجريبية خلال فترة التجربة عن طريق إضافة المضادات الحيوية31على سبيل المثال.
تتوفر حزم البرمجيات الحرة (مثلاً، ميكروبيج، أووفتي) لتحليل نمو الخلايا المفردة والتعريب البروتين داخل الخلايا الفردية تلقائياً. ومع ذلك، هذه البرامج فقط مناسبة تماما لتحليل خلايا مفردة أو مجموعات صغيرة من الخلايا. وهكذا، فإنه لا يزال يشكل تحديا لتحليل البيانات التي تم إنشاؤها للتسجيلات ح 24 الموصوفة هنا تلقائياً.
وباختصار، وصفناها بروتوكولا سهلة الاستخدام واستنساخه لإجراء تصوير خلية يعيش مع تزايد بطيء م. إكسانثوس البكتيريا. ونحن تبين أن منصات بسيطة تكمل المغذيات [اغروس] كافية لدعم النمو لمالا يقل عن 24 ساعة، وتسمح بمراقبة وتحليل البروتين التعريب والنمو مع القرار خلية واحدة على مدى عدة أجيال.
الكتاب يعلن أن لديهم لا تضارب المصالح المالية.
وأيد هذا العمل بمجلس البحوث الألمانية (DFG) في إطار ترانسريجيو 174 "الزمانية المكانية ديناميات الخلايا البكتيرية" و "جمعية ماكس بلانك".
Name | Company | Catalog Number | Comments |
DMI6000B with AFC | Leica microsystems | 11888945 | Automated inverted widefield fluorescence microscope with adaptive focus control |
Universal mounting frame | Leica microsystems | 11532338 | Stage holder for different sample sizes |
HCX PL FLUOTAR 100x/1.30 oil PH3 | Leica microsystems | 11506197 | Phase contrast objective |
Orca Flash 4.0 camera | Hamamatsu | 11532952 | 4.0 megapixel sCMOS camera for picture aquisition |
Filter set TXR ET, k | Leica microsystems | 11504170 | Fluorescence filter set, Ex: 560/40 Em: 645/75 |
Filter set L5 ET, k | Leica microsystems | 11504166 | Fluorescence filter set, Ex: 480/40 Em: 527/30 |
Filter set YFP ET, k | Leica microsystems | 11504165 | Fluorescence filter set, Ex: 500/20 Em: 535/30 |
ProScan III | Prior | H117N1, V31XYZEF, PS3J100 | Microscope automation controller with interactive control center |
EL 6000 light source | Leica microsystems | 11504115 | External fluorescence light source |
Incubator BLX Black | Pecon | 11532830 | Black incubation chamber surrounding the microscope |
Tempcontrol 37-2 digital | Leica microsystems | 11521719 | Automated temperature control for incubation chamber |
Gentmycin sulphate | Carl Roth | 0233.4 | Gentamycin |
Oxytetracylin dihydrate | Sigma Aldrich | 201-212-8 | Oxytetracyclin |
Kanamycin sulphate | Carl Roth | T832.3 | Kanamycin |
Filtropur BT25 0.2 bottle top filter | Sarstedt | 831,822,101 | Bottle top filter for sterilization of buffers |
Deckgläser | VWR | 630-1592 | Glass cover slip (60 x 22 mm, thickness: 0.7 mm) |
Seakem LE agarose | Lonza | 50004 | Agarose for microscopy slides |
Leica Metamorph AF | Leica microsystems | 11640901 | Microscope control software and software for picture analysis |
Tetraspeck Microsperes, 0.5 µm | ThermoFisher | T7281 | Fluorescent microspheres |
petri dish | Greiner Bio-one | 688102 | 120 mm x 120 mm x 17 mm squared petri dish for agarose pads |
BD Bacto Casitone | Becton Dickinson | 225930 | Casitone |
Parafilm M | VWR | 291-1213 | Parafilm |
Tris(hydroxymethyl)-aminomethane | Carl Roth | AE15.2 | Tris |
Magnesium sulphate heptahydrate | Carl Roth | P027.2 | Magnesium sulphate |
Potassium dihydrogen phosphate p.a. | Carl Roth | 3904.1 | Potassium dihydrogen phosphate |
1% CTT medium: 1 % (w/v) BD Bacto™ casitone, 10 mM Tris-HCl ph 8.0, 1 mM potassium phosphate buffer pH 7.6, 8 mM MgSO4 | Cultivation medium for M.xanthus | ||
TPM buffer: 10 mM Tris-HCl ph 8.0, 1 mM potassium phosphate buffer pH 7.6, 8 mM MgSO4 | Buffer for preparation of microscopy slides for M.xanthus |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved