وأيد هذا البحث في جزء من المنح التي تقدم للمساعدة للبحث العلمي للطعن البحوث الاستكشافية (كيه)، والبحث العلمي (A) (كيه و SM) من وزارة التربية والتعليم، الثقافة والرياضة والعلوم، والتكنولوجيا، واليابان . وقدم FPR بتبريد زمالة (RCE) دعم إضافي. الكتاب إعراب عن امتنانهم للالدكاترة. إيسوكي Chikayama، Yasuyo Sekiyama وأوكاموتو مامي لتقديم المساعدة التقنية مع الرنين المغناطيسي النووي والتحليلات الإحصائية.

1. مرشح التحضير لإزالة Extractables <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدم 25 ملم قطرها 0.22 ميكرون مسام الحجم Durapore المرشحات PVDF ماء (ميليبور). المرشحات في مكان نظيف 500 مل دورق بيركس باستخدام ملاقط. قبل شطف ثلاث مرات مع الماء المقطر. دوامة كذلك يمكنك شطف لمنع المرشحات من الالتصاق مع بعضها البعض. إضافة 300 مل ملي-Q (ميليبور) أو ما يعادلها من المياه ذات الجودة العالية. الأوتوكلاف لتسهيل الإزالة الكاملة للextractables من المرشحات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> صب قبالة ملي-Q وثلاثية ثانية شطف المرشحات، وهذه المرة مع ميلي-Q. باستخدام مرشحات مكان ملاقط فرد على سطح جاف ونظيف (مثل رقائق الألومنيوم)، وإما جاف عند درجة حرارة معقولة (على سبيل المثال 37 درجة مئوية) أو جفاف الهواء. المرشحات هي الآن جاهزة للاستخدام. </li></ol> 2. الترشيح للمواد عينة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لإثبات هذا البروتوكول، والفولاذ المقاوم للصدأ ميليبور 3-مكان مشعب فلتر مع أعمدة التحليل الدقيق 25 مم مع فلتر الزجاج تدعموتستخدم مضخة ميكانيكية. باستخدام تقنية معقمة، ومكان واحد 25 مم مرشح على قاعدة عمود مرشح، وتطبيق العمود والمشبك معا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل 15 مل من العينة إلى العمود، وفتح صمام حابس على مرشح المتعددة، وتشغيل المضخة. تصفية تحت ضغط لطيف للحد من كسر الخلية (&lt;5 كيلو باسكال). يمكن تكييفها مضخات أخرى، مثل اليد أو مضخة تحوي على هذا البروتوكول. لعينات أقل كثافة، والإضافات المتلاحقة من المياه قد يكون من الضروري، لا تدع مرشح يذهب الجافة لفترة طويلة من الزمن بين الإضافات من الماء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لعينات البحرية، بعد أن كنت قد تمت تصفيتها عينة الخاص بك، يمكنك إجراء اختياري شطف المياه العذبة للحد من الأيونات متوازي المغنطيسية المتبقية في عينة الخاص بك وعلى مرشح. وهذا قد يساعد في ضبط أكثر دقة من المغناطيس مطياف. ببساطة إضافة بلطف كمية صغيرة من الماء وتصفيته من خلال عينة الخاص التي تم جمعها في نهاية المطاف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يتم الانتهاء من تصفية مرة واحدة، إيقاف مضخة، وترك مكتب مستشار رئيس الوزراء صمامن حتى لا يكون هناك لا يزال الضغط السلبي تحت التصفية. إزالة الشبك وعمود مرشح. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بيد واحدة، واستخدام الملقط نظيفة لاتخاذ اجراء من مرشح. طي مرشح عبر نفسها، ولكن لا تجعد. مع يدك الأخرى استخدام شفة من أنبوب معقم microcentrifuge 2 مل إلى الاستمرار على مرشح. الافراج عن ملاقط ثم استخدامها لإعادة قبضة كلا حواف فلتر. Regrip بزاوية 45 درجة إلى حظيرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع مرشح في أنبوب 2 مل والافراج حتى يتم فتحه مع الجانب عينة التي تواجه الداخل. يمكنك وضع ما يصل الى اثنين مرشحات في معقم 2 مل أنبوب microcentrifuge بهذه الطريقة. إذا باستخدام اثنين من المرشحات، والتأكد من أنها تتداخل بأقل قدر ممكن. تجمد على الفور (ما لا يقل عن -30 درجة مئوية). </li></ol> 3. استخراج مائي للذوبان في المستقلبات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Lyophilize العينات الخاصة بك بين عشية وضحاها أو على الأقل 10 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد lyophilization، إضافة محطم الفولاذ المقاوم للصدأ على كل أنبوب (Tokken). إضافة 750 البوتاسيوم موحدة ميكرولترالفوسفات عازلة الرنين المغناطيسي النووي في أكسيد الديوتيريوم (2 H&gt; 90٪) مع 2،2-ثنائي ميثيل-2-silapentane-سلفونات-5 (DSS) معيار (KPI، 38.3 ملي KH 2 PO 4، 61.7 ملي K 2 هبو 4، مفاجآت صيف دبي 0.1 مم، درجة الحموضة 7.0، 90٪ D 2 O) 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يصوتن العينات لمدة 5 دقائق في 4 درجات مئوية في sonicator المياه (Bioruptor، Diagenode) لإزالة المواد خلية من مرشح. إزالة المرشحات مع ملاقط نظيفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعطيل الخلايا باستخدام محطم مطحنة (1600 دورة في الدقيقة) لمدة 5 دقائق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> احتضان في 65 درجة مئوية مع الهز (1400 دورة في الدقيقة) على مقاعد البدلاء شاكر العلوي (إيبندورف) لمدة 15 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة خنزير مع ملاقط معدنية نظيفة، وأجهزة الطرد المركزي في العينة 13000 ز لمدة 5 دقائق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> رسم الخروج من طاف مباشرة إلى أنبوب الرنين المغناطيسي لمطياف الرنين المغناطيسي النووي. </li></ol> 4. الرنين المغناطيسي الطيفي وتحليل البيانات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل عينة الخاص بك إلى مطياف الرنين المغناطيسي النووي (هنا، DRX-500 بروكر مطياف مجهزةTXI التحقيق مع الثلاثي محور التدرج التي يسيطر عليها جهاز كمبيوتر يعمل بنظام XWIN-NMR). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحصول 1D 1 أطياف الرنين المغناطيسي H باستخدام الطرق الملائمة لنشر سابقا 2،15 من واجهة XWIN، الرنين المغناطيسي النووي. في هذه الدراسة تم تسجيل 1 H NMR الأطياف على مطياف DRX-500 في التشغيل 500.03 ميغاهيرتز في ك 298 الإشارات المياه المتبقية قمعت من قبل تسلسل نبض ووترغيت، مع فترة تكرار 1.2 ق. وقد تم جمع 128 العابرين للحصول على نقاط البيانات 32000 لكل طيف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل الدلائل البيانات الرنين المغناطيسي النووي على جهاز كمبيوتر مثبت NMRPipe البرمجيات 16. معالجة البيانات الخام ومفاجآت صيف دبي مجموعة ك 0 مرجع جزء في المليون ثم تخلص يدويا الأطياف. رقمنة البيانات الطيفية إلى مجموعة من القيم المنفصلة عن طريق دمج أو &quot;binning &#39;لهم مع برامج مثل rNMR، Automics، أو باستخدام حزمة FT2B متاحة للجمهور من خلال موقع ECOMICS ( <a href="https://database.riken.jp/ecomics/">https://database.riken.jp/ecomics/</a> ) 3،17. في الوالمثال، تم دمج الأطياف ما بين 0.5 و 10.5 جزء في المليون على مناطق لا يتجزأ 0،032 جزء في المليون باستخدام ECOMICS، وتطبيع إما إلى مفاجآت صيف دبي أو مجموع كثافة الإشارة. ويمكن الآن إخراج البيانات يمكن استخدامها لأغراض التحليل الإحصائي المصب مثل تحليل المكونات الرئيسية (PCA) باستخدام حزم البرمجيات الحرة مثل آر 18. </li></ol> 5. ممثل النتائج حصل على سبيل المثال من 1 أطياف الرنين المغناطيسي H باستخدام ترد الأساليب المذكورة أعلاه في الشكل 1. هذه العينات، من نقاط مرة اثنين من تجربة مصغرة تظهر اختلافات واضحة من جراء الأنشطة الأيضية الطحالب. اليوم 4 طيف يظهر وفرة كبيرة من القمم، ولا سيما في نطاق 3-4 جزء في المليون مقارنة مع عينة 1 يوم. ويمكن أن تعزى هذه القمم على السكريات التي تنتجها تزهر الدياتومات داخل مصغرا. في تجربة مماثلة بمقارنة نمو المجتمعات العوالق الطبيعية في مياه البحر مصطنعة أو طبيعية، والنهج الإحصائية Sويمكن استخدام اوك كما الرئيسي مؤامرة تحليل عنصر درجة (PCA) مشتقة من أطياف الرنين المغناطيسي النووي اهمال لاظهار الاختلافات التمثيل الغذائي واضح بين المعاملتين (الشكل 2)، في حين أن المؤامرات التحميل يمكن التعرف على قمم داخل الأطياف أن شكل توزيع البيانات . ويمكن مقارنة هذه النتائج مع بيانات من مستويات omics أخرى، مثل من طرق أخذ البصمات الجينية (الشكل 3). ويمكن الاستعلام عن هذه القمم الرنين المغناطيسي بشكل فردي (على سبيل المثال في BMRB؛ <a href="http://www.bmrb.wisc.edu/">http://www.bmrb.wisc.edu/</a> ) 19، أو يمكن تحليلها إحصائيا الأطياف كامل (على سبيل المثال مع SpinAssign في <a href="http://prime.psc.riken.jp/?action=nmr_search">http://prime.psc.riken. ج ب /؟ عمل = nmr_search</a> ) 2. في هذا المثال، وكانت الخلافات بين العلاجات بسبب وفرة من القمم في المنطقة السكريات (3.39 جزء في المليون إلى 4،04 جزء في المليون) من أطياف المجتمع من الطبيعي الأيضات العوالق، وعدة قمم المميزة للمجتمعات مياه البحر الاصطناعي كان مؤقتا IDEntified كما اللاكتات وفورمات باستخدام SpinAssign. <img src="/files/ftp_upload/3163/3163fig1.jpg" alt="الشكل 1" /> الشكل 1. الممثل 1 أطياف الرنين المغناطيسي H تم الحصول عليها من العينات المصنعة باستخدام هذا الإجراء. وتم أخذ عينات مصغرة قبل (يوم 1) وخلال (يوم 4) وازهر المشطورة مكثفة. وأجريت تجارب الرنين المغناطيسي النووي على 500-DRX بروكر مع إشارات طبيعية لارتفاع مستوى الذروة الداخلية (مفاجآت صيف دبي، 0 جزء في المليون). <img src="/files/ftp_upload/3163/3163fig2.jpg" alt="الشكل 2" /> الشكل 2. المكون الرئيسي مؤامرة تحليل درجة (PCA) لأطياف الرنين المغناطيسي النووي اهمال من metabolomes من الطبيعي المستمدة من مجتمعات العوالق الجرثومية التي تزرع في عوالم مصغرة مع الطبيعية (الماس مفتوح) أو مياه البحر الاصطناعي (الدوائر السوداء). ويمكن ملاحظة الفروق الأيض واضحة في مخطط التشتت. ويمكن بعد ذلك تحميل مؤامرة من هذا التحليل يمكن استخدامها لتحديد قمم متميزة من أهمية فيالنظام، ويمكن هذه القمم لمزيد من التحليل حسب الحاجة. <img src="/files/ftp_upload/3163/3163fig3.jpg" alt="الشكل (3)" /> الشكل 3. مثال متعددة omics تحليل الجمع بين الرنين المغناطيسي النووي مع بيانات الجينوم. تكوين مجتمع يقوم على تبديل طبيعة التدرج الكهربائي للهلام من 18S (يسار) و16S (يمين) الجينات الريباسي من العينات التي تم تحليلها في نفس ويبين الشكل 2 أيضا متميزة أنماط المجتمع الجرثومية بين (الماس مفتوح) الطبيعية والاصطناعية (الدوائر السوداء) عوالم مصغرة مياه البحر. هذه المراسلات بين metabolome والجينوم من النظم الطبيعية يدل على جدوى هذا النهج.

<ol>
	<li>Bundy, J. G., Davey, M. P., Viant, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+metabolomics:+a+critical+review+and+future+perspectives.">Environmental metabolomics: a critical review and future perspectives.</a> Metabolomics. 5, 3-21 (2008).</li><li>Chikayama, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Statistical+indices+for+simultaneous+large-scale+metabolite+detections+for+a+single+NMR+spectrum.">Statistical indices for simultaneous large-scale metabolite detections for a single NMR spectrum.</a> Anal. Chem. 82, 1653-1658 (2010).</li><li>Lewis, I. A., Schommer, S. C., Markley, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=rNMR:+open+source+software+for+identifying+and+quantifying+metabolites+in+NMR+spectra.">rNMR: open source software for identifying and quantifying metabolites in NMR spectra.</a> Magn. Reson. Chem. 47, S123-S126 (2009).</li><li>Li, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Symbiotic+gut+microbes+modulate+human+metabolic+phenotypes.">Symbiotic gut microbes modulate human metabolic phenotypes.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 2117-2122 (2008).</li><li>Mochida, K., Furuta, T., Ebana, K., Shinozaki, K., Kikuchi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correlation+exploration+of+metabolic+and+genomic+diversity+in+rice.">Correlation exploration of metabolic and genomic diversity in rice.</a> BMC Genomics. 10, 568 (2009).</li><li>Fukuda, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bifidobacteria+can+protect+from+enteropathogenic+infection+through+production+of+acetate.">Bifidobacteria can protect from enteropathogenic infection through production of acetate.</a> Nature. 469, 543-547 (2011).</li><li>Kikuchi, J., Hirayama, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Practical+aspects+of+stable+isotope+labeling+of+higher+plants+for+a+hetero-nuclear+multi-dimensional+NMR-based+metabolomics.">Practical aspects of stable isotope labeling of higher plants for a hetero-nuclear multi-dimensional NMR-based metabolomics.</a> Methods Mol. Biol. 358, 273-286 (2007).</li><li>Martin, F. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+top-down+systems+biology+view+of+microbiome-mammalian+metabolic+interactions+in+a+mouse+model.">A top-down systems biology view of microbiome-mammalian metabolic interactions in a mouse model.</a> Mol. Syst. Biol. 3, 112 (2007).</li><li>Mahrous, E. A., Lee, R. B., Lee, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+rapid+approach+to+lipid+profiling+of+mycobacteria+using+2D+HSQC+NMR+maps.">A rapid approach to lipid profiling of mycobacteria using 2D HSQC NMR maps.</a> J. Lipid Res. 49, 455-463 (2008).</li><li>Fukuda, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+and+characterization+of+bacterial+metabolic+dynamics+with+a+novel+profiling+technique,+real-time+metabolotyping.">Evaluation and characterization of bacterial metabolic dynamics with a novel profiling technique, real-time metabolotyping.</a> PloS ONE. 4, e4893 (2009).</li><li>Date, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+monitoring+approach+for+metabolic+dynamics+in+microbial+ecosystems+using+stable-isotope-labeling+technologies.">New monitoring approach for metabolic dynamics in microbial ecosystems using stable-isotope-labeling technologies.</a> J. Biosci. Bioeng. 110, 87-93 (2010).</li><li>Nakanishi, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+omics+approach+identifies+nutrition-mediated+microbial+interactions.">Dynamic omics approach identifies nutrition-mediated microbial interactions.</a> J. Proteome Res. 10, 824-836 (2011).</li><li>Falkowski, P., Barber, R., Smetacek, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biogeochemical+controls+and+feedbacks+on+ocean+primary+production.">Biogeochemical controls and feedbacks on ocean primary production.</a> Science. 281, 200-207 (1998).</li><li>Viant, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolomics+of+aquatic+organisms:+the+new+'omics'+on+the+block.">Metabolomics of aquatic organisms: the new 'omics' on the block.</a> Mar. Ecol. Prog. Ser. 332, 301-306 (2007).</li><li>Sekiyama, Y., Chikayama, E., Kikuchi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+a+semipolar+solvent+system+as+a+step+toward+heteronuclear+multidimensional+NMR-based+metabolomics+for+13C-labeled+bacteria,+plants,+and+animals.">Evaluation of a semipolar solvent system as a step toward heteronuclear multidimensional NMR-based metabolomics for 13C-labeled bacteria, plants, and animals.</a> Anal. Chem. 83, 719-726 (2011).</li><li>Delaglio, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NMRPipe:+A+multidimensional+spectral+processing+system+based+on+UNIX+pipes.">NMRPipe: A multidimensional spectral processing system based on UNIX pipes.</a> J. Biomol. NMR. 6, 277-293 (1995).</li><li>Wang, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automics:+an+integrated+platform+for+NMR-based+metabonomics+spectral+processing+and+data+analysis.">Automics: an integrated platform for NMR-based metabonomics spectral processing and data analysis.</a> BMC Bioinformatics. 10, 83 (2009).</li><li>Eldon, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BioMagResBank.">BioMagResBank.</a> Nucleic Acids Res. 36, D402-D408 (2007).</li><li>Sekiyama, Y., Chikayama, E., Kikuchi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Profiling+polar+and+semipolar+plant+metabolites+throughout+extraction+processes+using+a+combined+solution-state+and+high-resolution+magic+angle+spinning+NMR+approach.">Profiling polar and semipolar plant metabolites throughout extraction processes using a combined solution-state and high-resolution magic angle spinning NMR approach.</a> Anal. Chem. 82, 1643-1652 (2011).</li></ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

طريقة استخراج الترشيح والمستقلب تظاهر هنا يسمح للالكتلة الحيوية الميكروبية العوالق التي سيتم جمعها في كمية كافية لالايض الرنين المغناطيسي النووي. في حين يتجلى فقط من استخراج مائي للذوبان في الأيضات باستخدام مؤشرات الأداء الرئيسية و1D 1 H NMR، يمكن استخدام المذي?...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> اسم كاشف </td><td> شركة </td><td> فهرس العدد </td><td> تعليقات </td></tr><tr><td> 0.22 ميكرون ماء Durapore المرشحات PVDF، 25 مم </td><td> ميليبور </td><td> GVWP02500 </td><td></td></tr><tr><td> fritted حامل التحليل المجهري تصفية، 25 ملم، ودعم زجاج </td><td> ميليبور </td><td> XX1002500 </td><td></td></tr><tr><td> 3 مكان مشعب، 47 مم، الفولاذ المقاوم للصدأ </td><td> ميليبور </td><td> XX2504735 </td><td></td></tr><tr><td> KH 2 PO 4 </td><td> واكو </td><td> 169-04245 </td><td></td></tr><tr><td> ك 2 هبو 4 </td><td> واكو </td><td> 164-04295 </td><td></td></tr><tr><td> أكسيد الديوتيريوم (2)، H&gt; 90٪ </td><td> Campridge النظائر Laboratoties </td><td> DLM-4 </td><td></td<html> &gt; </tr><tr><td> مفاجآت صيف دبي </td><td> Fluka </td><td> 92754 </td><td></td></tr><tr><td> Automill </td><td> Tokken </td><td> TK-AM4 </td><td> وشملت الكسارات الفولاذ المقاوم للصدأ </td></tr><tr><td> Thermomixer راحة </td><td> إيبندورف </td><td> 5355 000.011 </td><td></td></tr><tr><td> Bioruptor </td><td> Diagenode </td><td> UCD-200 </td><td></td></tr><tr><td> فراغ المبخر </td><td> EYELA </td><td> CVE-3100 </td><td></td></tr><tr><td> الرنين المغناطيسي النووي </td><td> بروكر </td><td> DRX-500 مع مجس ملم TXI 5 </td><td></td></tr><tr><td> binning أداة الطيفية </td><td> وضعت أصلا </td><td> FT2DB </td><td> <a href="https://database.riken.jp/ecomics/">https://database.riken.jp/ecomics/</a> </td></tr><tr><td> المستقلب أداة الشرح وقاعدة بيانات </td><td> وضعت أصلا </td><td> SpinAssign </td><td>= nmr_search &quot;&gt; http://prime.psc.riken.jp/؟action=nmr_search </td></tr></tbody></table>

concentration of metabolites from low-density planktonic communities for environmental metabolomics using nuclear magnetic resonance spectroscopy

الايض البيئية هو حقل الناشئة التي تروج فهما جديدا في كيفية الرد على الكائنات الحية والتفاعل مع البيئة وغيرها كل على الصعيد البيوكيميائية 1. الرنين المغناطيسي النووي (الرنين المغناطيسي) الطيفي هي واحدة من عدة تكنولوجيات، بما في ذلك الغاز اللوني الكتلة الطيفي (GC-MS)، مع وعد كبير لمثل هذه الدراسات. مزايا الرنين المغناطيسي هي أنه لا يصلح لتحاليل غير مستهدفة، وتوفر المعلومات الهيكلية، ويمكن الاستعلام عن الأطياف في الأدب الكمية والإحصائية ضد قواعد البيانات المتوفرة مؤخرا من أطياف المستقلب 2،3 فرد. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن الجمع بين البيانات الرنين المغناطيسي الطيفي مع البيانات من مستويات omics الأخرى (على سبيل المثال transcriptomics، وعلم الجينوم) لتوفير فهم أكثر شمولا من الاستجابات الفسيولوجية من الأنواع لبعضها البعض والبيئة 4،5،6. ومع ذلك، الرنين المغناطيسي النووي هو أقل حساسية من تقنيات metabolomic الأخرى، مما يجعل من الصعب ا ف برقائق لأنظمة الميكروبية الطبيعية حيث السكان عينة يمكن أن يكون تركيز منخفض الكثافة ومنخفض مقارنة المستقلب إلى الأيضات من يعرف جيدا و. مصادر استخراجها بسهولة مثل الأنسجة كله، biofluids أو خلية ثقافات وبناء على ذلك، واقتصرت على بعض الدراسات البيئية المباشرة metabolomic من الميكروبات القيام بها لتاريخ النظم الإيكولوجية ذات الكثافة العالية القائمة على الثقافة أو المعرفة بسهولة مثل المضيف المتكافل النظم، وشارك في بناء ثقافات أو التلاعب في بيئة القناة الهضمية حيث وضع العلامات النظائر المستقرة يمكن أن يكون وبالإضافة إلى ذلك تستخدم لتعزيز إشارات الرنين المغناطيسي النووي 7،8،9،10،11،12. الطرق التي تسهل التركيز وجمع من الأيضات البيئية بتركيزات مناسبة لالرنين المغناطيسي النووي تعاني من نقص. منذ تم إيلاء اهتمام الأخيرة إلى الايض البيئية للكائنات الحية في البيئة المائية، حيث توسطت كثيرا من تدفق الطاقة والمواد من قبل المجتمع العوالق 13،14، وقد طورنا طريقة لتركيزاتنشوئها واستخراج كامل المجتمع الأيضات من النظم الميكروبية العوالق عن طريق الترشيح. يتم التعامل مع خصيصا المتاحة تجاريا ماء بولي-1 ،1-difluoroethene (PVDF) مرشحات لإزالة تماما extractables، التي يمكن أن تظهر إلا في شكل ملوثات في تحليلات لاحقة. ثم يتم استخدام هذه الفلاتر لتصفية تعامل العينات البيئية أو التجريبية من الفائدة. المرشحات التي تحتوي على مادة العينة الرطبة هي مجفف بالتجميد، ويتم استخراج مائي للذوبان في الأيضات مباشرة لطيف الرنين المغناطيسي النووي التقليدية باستخدام فوسفات البوتاسيوم موحدة العازلة استخراج 2. ويمكن تحليل البيانات المستمدة من هذه الأساليب الإحصائية لتحديد أنماط ذات معنى، أو دمجها مع مستويات omics أخرى لفهم شامل للمجتمع وظيفة النظام الإيكولوجي.

Watch this Scientific Journal Video about Concentration of Metabolites from Low-density Planktonic Communities for Environmental Metabolomics using Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy at JoVE.com

Concentration of Metabolites from Low-density Planktonic Communities for Environmental Metabolomics using Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy

ويرد طريقة لاستخراج المستقلب من المجتمعات العوالق الجرثومية. ويتحقق كل مجتمع أخذ العينات عن طريق الترشيح على مرشحات أعدت خصيصا لذلك. بعد lyophilization، يتم استخراج مائي للذوبان في الأيضات. ويسمح هذا النهج لتطبيق الايض البيئية عبر omics التحقيقات في المجتمعات الميكروبية الطبيعية أو التجريبية.

تركيز من الأيضات من المجتمعات العوالق منخفض الكثافة لالايض البيئية باستخدام التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي

Environmental metabolomics is an emerging field that is promoting new understanding in how organisms respond to and interact with the environment and each ...

concentration-metabolites-from-low-density-planktonic-communities-for

Research

JoVE Journal

Biology

12.7K Views.  RIKEN Advanced Science Institute. ويرد طريقة لاستخراج المستقلب من المجتمعات العوالق الجرثومية. ويتحقق كل مجتمع أخذ العينات عن طريق الترشيح على مرشحات أعدت خصيصا لذلك. بعد lyophilization، يتم استخراج مائي للذوبان في الأيضات. ويسمح هذا النهج لتطبيق الايض البيئية عبر omics التحقيقات في المجتمعات الميكروبي...

Video: Concentration of Metabolites from Low-density Planktonic Communities for Environmental Metabolomics using Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy

Microbial Communities in Nature and Laboratory - Interview

المجتمعات الميكروبية في الطبيعة ومختبر -- مقابلة

In vitro Labeling of Human Embryonic Stem Cells for Magnetic Resonance Imaging

Human embryonic stem cells (hESC) have demonstrated the ability to restore the injured myocardium. Magnetic resonance imaging (MRI) has emerged as one of the predominant imaging modalities to assess the restoration of the injured myocardium. Furthermore, ex-vivo labeling agents, such as iron-oxide nanoparticles, have been employed to track and localize the transplanted stem cells. However, this method does not monitor a fundamental cellular biology property regarding the viability of transplanted cells. It has been known that manganese chloride (MnCl2) enters the cells via voltage-gated calcium (Ca2+) channels when the cells are biologically active, and accumulates intracellularly to generate T1 shortening effect. Therefore, we suggest that manganese-guided MRI can be useful to monitor cell viability after the transplantation of hESC into the myocardium.
In this video, we will show how to label hESC with MnCl2 and how those cells can be clearly seen by using MRI in vitro. At the same time, biological activity of Ca2+-channels will be modulated utilizing both Ca2+-channel agonist and antagonist to evaluate concomitant signal changes.

In this video, we are showing how to label human embryonic stem cells (hESC) with manganese chloride (MnCl2) which can enter cells via voltage-gated calcium channels when the cells are biologically active. Additionally, we show the use of MnCl2 as cellular MRI contrast agent to determine the in vitro viability of hESC.

وصفها في المختبر من خلايا المنشأ الجنينية البشرية لتصوير بالرنين المغناطيسي

Human embryonic stem cells (hESC) have demonstrated the ability to restore the injured myocardium. Magnetic resonance imaging (MRI) has emerged as one of ...

Analyzing Gene Expression from Marine Microbial Communities using Environmental Transcriptomics

Analogous to metagenomics, environmental transcriptomics (metatranscriptomics) retrieves and sequences environmental mRNAs from a microbial assemblage without prior knowledge of what genes the community might be expressing. Thus it provides the most unbiased perspective on community gene expression in situ. Environmental transcriptomics protocols are technically difficult since prokaryotic mRNAs generally lack the poly(A) tails that make isolation of eukaryotic messages relatively straightforward 1 and because of the relatively short half lives of mRNAs 2. In addition, mRNAs are much less abundant than rRNAs in total RNA extracts, thus an rRNA background often overwhelms mRNA signals. However, techniques for overcoming some of these difficulties have recently been developed. A procedure for analyzing environmental transcriptomes by creating clone libraries using random primers to reverse-transcribe and amplify environmental mRNAs was recently described was successful in two different natural environments, but results were biased by selection of the random primers used to initiate cDNA synthesis 3. Advances in linear amplification of mRNA obviate the need for random primers in the amplification step and make it possible to use less starting material decreasing the collection and processing time of samples and thereby minimizing RNA degradation 4. In vitro transcription methods for amplifying mRNA involve polyadenylating the mRNA and incorporating a T7 promoter onto the 3 end of the transcript. Amplified RNA (aRNA) can then be converted to double stranded cDNA using random hexamers and directly sequenced by pyrosequencing 5. A first use of this method at Station ALOHA demonstrated its utility for characterizing microbial community gene expression 6.

We present a method for generating cDNA from environmental mRNA. In general, total RNA is first collected from the environment, rRNA is selectively removed, mRNA is selectively amplified, and cDNA synthesized from the enriched mRNA pool is sequenced. Recovered sequences can be annotated using standard bioinformatics techniques to identify the expressed genes.

تحليل الجينات من المجتمعات الميكروبية البحرية باستخدام Transcriptomics البيئية

Analogous to metagenomics, environmental transcriptomics (metatranscriptomics) retrieves and sequences environmental mRNAs from a microbial assemblage ...

Detection of Nitric Oxide and Superoxide Radical Anion by Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy from Cells using Spin Traps

Reactive nitrogen/oxygen species (ROS/RNS) at low concentrations play an important role in regulating cell function, signaling, and immune response but in unregulated concentrations are detrimental to cell viability1, 2. While living systems have evolved with endogenous and dietary antioxidant defense mechanisms to regulate ROS generation, ROS are produced continuously as natural by-products of normal metabolism of oxygen and can cause oxidative damage to biomolecules resulting in loss of protein function, DNA cleavage, or lipid peroxidation3, and ultimately to oxidative stress leading to cell injury or death4. 
Superoxide radical anion (O2&bull;-) is the major precursor of some of the most highly oxidizing species known to exist in biological systems such as peroxynitrite and hydroxyl radical. The generation of O2&bull;- signals the first sign of oxidative burst, and therefore, its detection and/or sequestration in biological systems is important. In this demonstration, O2&bull;- was generated from polymorphonuclear neutrophils (PMNs). Through chemotactic stimulation with phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA), PMN generates O2&bull;- via activation of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) oxidase5. 
Nitric oxide (NO) synthase which comes in three isoforms, as inducible-, neuronal- and endothelial-NOS, or iNOS, nNOS or eNOS, respectively, catalyzes the conversion of L- arginine to L-citrulline, using NADPH to produce NO6. Here, we generated NO from endothelial cells. Under oxidative stress conditions, eNOS for example can switch from producing NO to O2&bull;- in a process called uncoupling, which is believed to be caused by oxidation of heme7 or the co-factor, tetrahydrobiopterin (BH4)8.
There are only few reliable methods for the detection of free radicals in biological systems but are limited by specificity and sensitivity. Spin trapping is commonly used for the identification of free radicals and involves the addition reaction of a radical to a spin trap forming a persistent spin adduct which can be detected by electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy. The various radical adducts exhibit distinctive spectrum which can be used to identify the radicals being generated and can provide a wealth of information about the nature and kinetics of radical production9.
The cyclic nitrones, 5,5-dimethyl-pyrroline-N-oxide, DMPO10, the phosphoryl-substituted DEPMPO11, and the ester-substituted, EMPO12 and BMPO13, have been widely employed as spin traps--the latter spin traps exhibiting longer half-lives for O2&bull;- adduct. Iron (II)-N-methyl-D-glucamine dithiocarbamate, Fe(MGD)2 is commonly used to trap NO due to high rate of adduct formation and the high stability of the spin adduct14.

Electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy was employed to detect nitric oxide from bovine aortic endothelial cells and superoxide radical anion from human neutrophils using iron (II)-N-methyl-D-glucamine dithiocarbamate, Fe(MGD)2 and 5,5-dimethyl-1-pyroroline-N-oxide, DMPO, respectively.

اكتشاف اكسيد النيتريك وانيون الراديكالي فوق الأكسيد بواسطة الكترون ممغطس التحليل الطيفي بالرنين من الخلايا باستخدام الفخاخ سبين

Reactive nitrogen/oxygen species (ROS/RNS) at low concentrations play an important role in regulating cell function, signaling, and immune response but in ...

Quantifying Mixing using Magnetic Resonance Imaging

Mixing is a unit operation that combines two or more components into a homogeneous mixture. This work involves mixing two viscous liquid streams using an in-line static mixer. The mixer is a split-and-recombine design that employs shear and extensional flow to increase the interfacial contact between the components. A prototype split-and-recombine (SAR) mixer was constructed by aligning a series of thin laser-cut Poly (methyl methacrylate) (PMMA) plates held in place in a PVC pipe. Mixing in this device is illustrated in the photograph in Fig. 1. Red dye was added to a portion of the test fluid and used as the minor component being mixed into the major (undyed) component. At the inlet of the mixer, the injected layer of tracer fluid is split into two layers as it flows through the mixing section. On each subsequent mixing section, the number of horizontal layers is duplicated. Ultimately, the single stream of dye is uniformly dispersed throughout the cross section of the device.
 Using a non-Newtonian test fluid of 0.2% Carbopol and a doped tracer fluid of similar composition, mixing in the unit is visualized using magnetic resonance imaging (MRI). MRI is a very powerful experimental probe of molecular chemical and physical environment as well as sample structure on the length scales from microns to centimeters. This sensitivity has resulted in broad application of these techniques to characterize physical, chemical and/or biological properties of materials ranging from humans to foods to porous media 1, 2. The equipment and conditions used here are suitable for imaging liquids containing substantial amounts of NMR mobile 1H such as ordinary water and organic liquids including oils. Traditionally MRI has utilized super conducting magnets which are not suitable for industrial environments and not portable within a laboratory (Fig. 2). Recent advances in magnet technology have permitted the construction of large volume industrially compatible magnets suitable for imaging process flows. Here, MRI provides spatially resolved component concentrations at different axial locations during the mixing process. This work documents real-time mixing of highly viscous fluids via distributive mixing with an application to personal care products.

Magnetic resonance imaging (MRI) provides a powerful tool to evaluate the effectiveness of process equipment during operation. We discuss the use of MRI to visualize mixing in a static mixer. The application is relevant to personal care products, but can be applied to a broad range of food, chemical, biomass and biological fluids.

خلط الكمي باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي

Mixing is a unit operation that combines two or more components into a homogeneous mixture.  This work involves mixing two viscous liquid streams using an ...

Purification of Transcripts and Metabolites from Drosophila Heads

For the last decade, we have tried to understand the molecular and cellular mechanisms of neuronal degeneration using Drosophila as a model organism. Although fruit flies provide obvious experimental advantages, research on neurodegenerative diseases has mostly relied on traditional techniques, including genetic interaction, histology, immunofluorescence, and protein biochemistry. These techniques are effective for mechanistic, hypothesis-driven studies, which lead to a detailed understanding of the role of single genes in well-defined biological problems. However, neurodegenerative diseases are highly complex and affect multiple cellular organelles and processes over time. The advent of new technologies and the omics age provides a unique opportunity to understand the global cellular perturbations underlying complex diseases. Flexible model organisms such as Drosophila are ideal for adapting these new technologies because of their strong annotation and high tractability. One challenge with these small animals, though, is the purification of enough informational molecules (DNA, mRNA, protein, metabolites) from highly relevant tissues such as fly brains. Other challenges consist of collecting large numbers of flies for experimental replicates (critical for statistical robustness) and developing consistent procedures for the purification of high-quality biological material. Here, we describe the procedures for collecting thousands of fly heads and the extraction of transcripts and metabolites to understand how global changes in gene expression and metabolism contribute to neurodegenerative diseases. These procedures are easily scalable and can be applied to the study of proteomic and epigenomic contributions to disease.

Purification of Transcripts and Metabolites from Drosophila Heads

We describe here the procedures for the extraction and purification of mRNA and metabolites from Drosophila heads. We are applying these techniques to better understand the cellular perturbations underlying neuronal degeneration. These methodologies can be easily scaled and adapted for other "omic" projects.

تنقية النصوص والأيضات من<em&gt; ذبابة الفاكهة</em&gt; رؤساء

For the last decade, we have tried to understand the molecular and cellular mechanisms of neuronal degeneration using Drosophila as a model organism. ...

Removal of Exogenous Materials from the Outer Portion of Frozen Cores to Investigate the Ancient Biological Communities Harbored Inside

The cryosphere offers access to preserved organisms that persisted under past environmental conditions. In fact, these frozen materials could reflect conditions over vast time periods and investigation of biological materials harbored inside could provide insight of ancient environments. To appropriately analyze these ecosystems and extract meaningful biological information from frozen soils and ice, proper collection and processing of the frozen samples is necessary. This is especially critical for microbial and DNA analyses since the communities present may be so uniquely different from modern ones. Here, a protocol is presented to successfully collect and decontaminate frozen cores. Both the absence of the colonies used to dope the outer surface and exogenous DNA suggest that we successfully decontaminated the frozen cores and that the microorganisms detected were from the material, rather than contamination from drilling or processing the cores.

The cryosphere offers access to preserved organisms that persisted under past environmental conditions. A protocol is presented to collect and decontaminate permafrost cores of soils and ice. The absence of exogenous colonies and DNA suggest that microorganisms detected represent the material, rather than contamination from drilling or processing.

إزالة المواد من مصادر خارجية من الجزء الخارجي من النوى المجمدة للتحقيق في المجتمعات القديمة البيولوجية آوى داخل

The cryosphere offers access to preserved organisms that persisted under past environmental conditions. In fact, these frozen materials could reflect ...

Experimental Protocol for Using Drosophila As an Invertebrate Model System for Toxicity Testing in the Laboratory

Emergent properties and external factors (population-level and ecosystem-level interactions, in particular) play important roles in mediating ecologically-important endpoints, though they are rarely considered in toxicological studies. D. melanogaster is emerging as a toxicology model for the behavioral, neurological, and genetic impacts of toxicants, to name a few. More importantly, species in the genus Drosophila can be utilized as a model system for an integrative framework approach to incorporate emergent properties and answer ecologically-relevant questions in&#160;toxicology research. The aim of this paper is to provide a protocol for exposing species in the genus Drosophila to pollutants to be used as a model system for a range of phenotypic outputs and ecologically-relevant questions. More specifically, this protocol can be used to 1) link multiple biological levels of organization and understand the impact of toxicants on both individual- and population-level fitness; 2) test the impact of toxicants at different stages of developmental exposure; 3) test multigenerational and evolutionary implications of pollutants; and 4) test multiple contaminants and stressors simultaneously.

Experimental Protocol for Using Drosophila As an Invertebrate Model System for Toxicity Testing in the Laboratory

In this paper, we provide a detailed protocol for exposing species in the genus Drosophila to pollutants with the goal of studying the impact of exposure on a range of phenotypic outputs at different developmental stages and for more than one generation.

بروتوكول تجريبي لاستخدام المورفولوجية كنظام نموذجي اللافقاريات لاختبار السمية في المختبر

Emergent properties and external factors (population-level and ecosystem-level interactions, in particular) play important roles in mediating ...

Synthesis of 68Ga Core-doped Iron Oxide Nanoparticles for Dual Positron Emission Tomography /(T1)Magnetic Resonance Imaging

Here, we describe a microwave synthesis to obtain iron oxide nanoparticles core-doped with 68Ga. Microwave technology enables fast and reproducible synthetic procedures. In this case, starting from FeCl3 and citrate trisodium salt, iron oxide nanoparticles coated with citric acid are obtained in 10 min in the microwave. These nanoparticles present a small core size of 4.2 &#177; 1.1 nm and a hydrodynamic size of 7.5 &#177; 2.1 nm. Moreover, they have a high longitudinal relaxivity (r1) value of 11.9 mM-1&#183;s-1 and a modest transversal relaxivity value (r2) of 22.9 mM-1&#183;s-1, which results in a low r2/r1 ratio of 1.9. These values enable positive contrast generation in magnetic resonance imaging (MRI) instead of negative contrast, commonly used with iron oxide nanoparticles. In addition, if a 68GaCl3 elution from a 68Ge/68Ga generator is added to the starting materials, a nano-radiotracer doped with 68Ga is obtained. The product is obtained with a high radiolabeling yield (&#62; 90%), regardless of the initial activity used. Furthermore, a single purification step renders the nano-radiomaterial ready to be used in vivo.

Synthesis of 68Ga Core-doped Iron Oxide Nanoparticles for Dual Positron Emission Tomography /T1Magnetic Resonance Imaging

Here, we present a protocol to obtain 68Ga core-doped iron oxide nanoparticles via fast microwave-driven synthesis. The methodology renders PET/(T1)MRI nanoparticles with radiolabeling efficiencies higher than 90% and radiochemical purity of 99% in a 20-min synthesis.

التوليف من 68Ga جسيمات نانوية أكسيد الحديد يخدر الأساسية للتصوير المقطعي بانبعاث البوزيترون المزدوج/التصوير الرنين المغناطيسي (تي1)

Here, we describe a microwave synthesis to obtain iron oxide nanoparticles core-doped with 68Ga. Microwave technology enables fast and reproducible ...

Quasi-metagenomic Analysis of Salmonella from Food and Environmental Samples

Quasi-metagenomics sequencing refers to the sequencing-based analysis of modified microbiomes of food and environmental samples. In this protocol, microbiome modification is designed to concentrate genomic DNA of a target foodborne pathogen contaminant to facilitate the detection and subtyping of the pathogen in a single workflow. Here, we explain and demonstrate the sample preparation steps for the quasi-metagenomics analysis of Salmonella enterica from representative food and environmental samples including alfalfa sprouts, ground black pepper, ground beef, chicken breast and environmental swabs. Samples are first subjected to the culture enrichment of Salmonella for a shortened and adjustable duration (4&#8211;24 h). Salmonella cells are then selectively captured from the enrichment culture by immunomagnetic separation (IMS). Finally, multiple displacement amplification (MDA) is performed to amplify DNA from IMS-captured cells. The DNA output of this protocol can be sequenced by high throughput sequencing platforms. An optional quantitative PCR analysis can be performed to replace sequencing for Salmonella detection or assess the concentration of Salmonella DNA before sequencing.

Quasi-metagenomic Analysis of Salmonella from Food and Environmental Samples

Here, we present a protocol to prepare DNA samples from food and environmental microbiomes for concerted detection and subtyping of Salmonella through quasimetagenomic sequencing. The combined use of culture enrichment, immunomagnetic separation (IMS), and multiple displacement amplification (MDA) allows effective concentration of Salmonella genomic DNA from food and environmental samples.&#160;