A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
כדי ללמוד את ההדדיות בין Xenorhabdus חיידקים Steinernema נמטודות, שיטות פותחו כדי לפקח על נוכחות ומיקום בתוך נמטודות חיידקים. הגישה הניסויית, אשר יכול להיות מיושמת על מערכות אחרות, כרוכה בחיידקי הנדסה לבטא חלבון פלואורסצנטי הירוק והדמיה, באמצעות מיקרוסקופ פלואורסצנטי חיידקים בתוך נמטודות השקופה.
Symbioses, החיים משותפים של שניים או יותר אורגניזמים, הם נפוצים לאורך כל ממלכות חיים. כשתיים מכל מקום אורגניזמים ביותר על פני אדמה, נמטודות וחיידקים יוצרים מגוון רחב של עמותות סימביוטיים שנע בין מועיל לפתוגניים 1-3. עמותה אחת כזו היא מערכת היחסים הדדיים המועילה בין חיידקי Xenorhabdus ונמטודות Steinernema, שהתפתחה כמערכת מודל של סימביוזה 4. נמטודות Steinernema היא entomopathogenic, באמצעות חיידקי סימביונט להרוג חרקים 5. להעברה בין מארחי חרקים, החיידקים להתנחל המעי של שלב נעורי התולעת של נמטודות 6-8. לאחרונה, כמה מינים נמטודות אחרים הוכחו לנצל חיידקים להדברת חרקים 9-13, וחקירות שהחלו לבחון את יחסי הגומלין בין נמטודות והחיידקים במערכות אלה <sup> 9.
אנו מתארים שיטה להדמיה של סימביונט חיידקים בתוך או על מארח נמטודות, מנצלים את השקיפות האופטית של נמטודות כאשר נצפו על ידי מיקרוסקופ. את החיידקים שהונדסו חלבון פלואורסצנטי, המאפשר ההדמיה שלהם על ידי מיקרוסקופ פלואורסצנטי. פלסמידים רבים זמינים שנושאים גני מקודדי חלבונים כי לזרוח באורכי גל שונים (כלומר ירוק או אדום), וצמיד של פלסמידים מזן חיידקי Escherichia תורם לסימביונט חיידקי נמען היא מוצלחת למגוון רחב של חיידקים. בשיטות המתוארות פותחו כדי לחקור את הקשר בין Steinernema carpocapsae וXenorhabdus nematophila 14. שיטות דומות שמשו כדי לחקור עמותות אחרות נמטודות-חיידק 9, 15-18 והגישה לכן היא באופן כללי.
נפגשהוד מאפשר אפיון של נוכחות ולוקליזציה חיידקים בתוך נמטודות בשלבים שונים של פיתוח, לספק תובנה על טבעה של העמותה והתהליך של קולוניזציה 14, 16, 19. ניתוח מיקרוסקופי מגלה שכיחות הקולוניזציה בתוך אוכלוסייה ולוקליזציה של חיידקים לארח רקמות 14, 16, 19-21. זה יתרון על פני שיטות אחרות לניטור חיידקים בתוך אוכלוסיות נמטודות, כגון sonication 22 או טחינת 23, אשר יכול לספק רמות ממוצעות של התישבות, אבל לא יכול, למשל, להפלות אוכלוסיות עם שכיחות גבוהה של עומסי סימביונט נמוכים מאוכלוסיות עם תדירות נמוכה של עומסי סימביונט גבוהים. להפלות את התדירות והעומס של חיידקים מיישבים יכול להיות חשוב במיוחד כאשר הקרנה או אפיון מוטציות חיידקים לפנוטיפים קולוניזציה 21, 24. אכן, מיקרוסקופ פלואורסצנטי נעשה שימוש בהקרנת תפוקה גבוהה של מוטציות חיידקים לפגמים ב17 קולוניזציה, 18, והוא פחות מייגע מאשר שיטות אחרות, כולל sonication 22, 25-27 ונתיחת פרט נמטודות 28, 29.
1. בנייה של זן חיידקי פלורסנט באמצעות צימוד
2. ייצור של ביצי נמטודות Axenic
3. Assay שיתוף עם חיידקי טיפוח פלורסנט
4. אוסף משלבי חיים מוקדמים להקרנה
5. נמטודות הקרנה לאיגוד על ידי חיידקים מיקרוסקופים
6. נציג תוצאות
תמונות מיקרוסקופ דוגמה של נמטודות Steinernema קשורים חיידקי Xenorhabdus מוצגות באיור 3. כדי ליצור תמונה המורכבת לראות באיור 3 א, תמונה לעומת שלב כוסתה בתמונת ניאון. החץ באיור 3A מציין את חיידקי נוכח בתוך נמטודות נוער התולעת (הבר = 100 מיקרומטר). 3B האיור נבנה בצורה דומה ומתאר נמטודות wi נוערחיידקי ה ירוקים ניאון חלבון שכותרת (מוטות ירוקות) מקומיים לאורך לום המעיים נמטודות (הבר = 20 מיקרומטר). אוכלוסייה של נמטודות משתי אמצעי תקשורת נספרה ובקיע להתישבות על ידי חיידקי סימביונט (טבלה 1). לקבלת נתונים סטטיסטיים חזקים, עדיף לספור לפחות 100 נמטודות לדגימה עם לפחות 30 נופלים בכל קטגוריה. כפי שניתן לראות בטבלת 1, נמטודות אלה התנחלו ברמה של כ -14.6%, כאשר גדלו על אגר ושומנים 68.6% כאשר גדלו על אגר כליות כבד. נמטודות אחרות ומיני חיידקים הוכחו יש רמות שונות של התישבות. לדוגמא X. nematophila מאכלס 99% מס קטיני carpocapsae זיהומיות (מרטנס 2003), ופ luminescens מאכלס 26% מח קטיני זיהומיות bacteriophora (Ciche 2003).
איור 1. מתווה סכמטי של השיטה. א החיידק שהונדס חלבון פלואורסצנטי. ביצי נמטודות B. מבודדים מנמטודות בוגרות כדי לייצר נמטודות סטריליים. ג נמטודות סטריליים הם שיתוף טפח-עם חיידקי הניאון. ד שלבי חי כתוצאה מכך הם מוצגים תחת מיקרוסקופ להעריך נוכחות חיידקים בתוך נמטודות.
איור 2. תיאור של נשים בוגרות המכילות ביצים. א סכמטי מציג את המראה הכללי של נקבות Steinernema. תמונת דסק ס: הבלעה feltiae כרס נשי. החץ השחור מצביע על הפות. חצים לבנים להראות ביצים נראות לעין. תמונה היא בהגדלת 20X, וסרגל קנה המידה מייצג 100 מיקרומטר. תמונה ב דסק מפותח אבל עדיין לא בקע סfeltiae ביצת נמטודות. תמונה היא גדלת 40X, וסרגל קנה המידה מייצג 50 מיקרומטר. תמונת דסק"ש ג ביצים מבודדת מס feltiae נמטודות בהגדלת 10X. סרגל קנה מידה הוא 100 מיקרומטר.
איור 3. תמונות מיקרוסקופ דוגמה של עמותת נמטודות בקטריאלי. א 'ס' נמטודות puntauvense היו קשורות עם סימביונט חיידקיהם, X. bovienii, GFP להביע. התמונה היא תמונה מורכבת מיוצרת על ידי כיסה תמונה לעומת שלב עם תמונת ניאון מאותו שדה הראייה. החץ מציין סימביונט חיידקי הניאון בתוך פונדקאי נמטודות. סרגל קנה מידה מייצג 100 מיקרומטר. ב תמונה זו מראה ס נמטודות נוער carpocapsae עם X. GFP מבטא nematophila מקומי בתוך מעי נמטודות.תמונה זו נבנתה דרך כיסה תמונת ניאון מעל תמונה לעומת פער התערבות. סרגל קנה המידה מייצג 20 מיקרומטר.
להתאמץ | מספר נמטודות עם acteria | סכה נמטודות נספרת | אחוז מנמטודות olonized |
אגר שומני puntauvense ס | 30 | 205 | 14.60% |
אגר כליות כבדות puntauvense ס | 72 | 105 | 68.60% |
טבלת 1. ניקוד דוגמה לאוכלוסיית נמטודות לנוכחות חיידקים. בניסוי זה, axenic ס נמטודות puntauvense גדלו עם סימביונט GFP מבטא בתקשורת צמיחה השונה (אגר אגרו שומנים וכליות הכבד 32) לבדיקת ליקויי קולוניזציה. כולל של hundre אחד לפחותנמטודות ד לדגימה נספרו והבקיע לנוכחות של חיידקים. לכוח סטטיסטי, שלוש ניסיוניים משכפל יש למנות עם לפחות 30 נמטודות נופלת בכל קטגוריה.
טבלה 2. פלסמידים המכילים חלבון פלורסנט. רשימה של פלסמידים פוטנציאליים להחדרה של חלבון פלואורסצנטי לתוך סימביונט החיידקים ניתנים מופיעה בשמו של פלסמיד. מידע אחר הכלולים הוא החלבון מקודדת קלטת הניאון, אנטיביוטיקה המשמשת לתחזוקת פלסמיד, הוראות אחרות לשימוש, המקור לפלסמיד. הריכוז שצוין בסוגריים הוא הריכוז של האנטיביוטיקה המשמשת לX. nematophila. כל פלסמידים אלו שמש בהצלחה בשנייה Xenorhabdus או Photorhabdus. מידע נוסף ניתן לקבל את הציטוטים האמורים. בהתאםעל החיידק הנבדק, כמה פלסמידים לא יכולים לעבוד על בסיס החלבון פלואורסצנטי, בחירת אנטיביוטיקה, אתר הכנסה, או מוצא של שכפול. את פלסמידים המפורטים לעיל מכילים תכונות שונות שעשויות לאפשר שימוש בחיידק של עניין. לדוגמה, מוסיף מיני Tn7-KSGFP לattTn7 האתר של כרומוזום, בעוד pECM20 מחדיר לתוך X. כרומוזום nematophila ידי הומולוגי רקומבינציה. לחלופין, פלסמידים pPROBE נשמרים extrachromosomally, וכל pPROBE פלסמיד יש את אותו עמוד שדר וfluorophore אבל יש סמנים שונים לבחירה או למוצא של שכפול כדי לאפשר את השימוש בם במגוון הטקסונומי או רקע מוטציה.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
הפרוטוקול המתואר כאן מספק שיטה לזיהוי האופטי של חיידקים בתוך מארח נמטודות (איור 1). שיטה זו מנצלת את השקיפות האופטית של נמטודות ויכולת fluorescently חיידקי תווית, מה שמאפשר בניתוח vivo של חיידקים בתוך פונדקאי נמטודות (איור 3). באופן ספציפי, גישה זו מזהה ל?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
אין ניגודי האינטרסים הכריזו.
המחברים מבקשים להודות לאוג'ניו Vivas, הקורט Heungens, אריק מרטינס, צ'ארלס קאולס, דארבי סוכר, אריק Stabb, וטוד Ciche על תרומתם לפיתוח של פרוטוקול זה וכלים בשימוש. KEM וJMC נתמכו על ידי המכונים הלאומיים לבריאות (NIH) בפרס לאומי לחקר שרותים T32 (AI55397 "חיידקי מחלה ובריאות"). המרכז למוסיקת ירושלים נתמך על ידי מלגת מחקר למוסמכי קרן לאומית למדע (NSF). עבודה זו נתמכה על ידי מענקים מהקרן הלאומי למדע (IOS-0920631 וIOS-0950873).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
שם המגיב | חברה | מספר קטלוגים | תגובות (אופציונלי) |
אגר שומנים (עקר) | 8 גרם מרק מזין, 15 אגר גרם, שמרי תמצית 5 גרם, מים 890 מ"ל, 10 מ"ל 0.2 גר '/ המ"ל MgCl 2. 6H 2 0, * 96 מ"ל סירופ תירס פתרון, 4 מיליליטר שמן תירס * מערבב תקשורת בעת שמזגה צלחות * להוסיף מרכיב עקר אחרי מעוקר | ||
פתרון סירופ תירס (עקר) | סירופ תירס 7 מ"ל, 89 מיליליטר מים תמהיל וחיטוי | ||
פתרון ביצה | 16.6 מ"ל 12% hypochlorite נתרן, 5 המ"ל KOH 5M, מי 80 מ"ל | ||
Lysogeny מרק (עקר) | 5 גרם תמצית שמרים, 10 גרם tryptone, 5 גרם מלח, 1 ליטר מים תמהיל וחיטוי | ||
Microfuge | דיג | 13-100-675 | כל microfuge שמחזיק צינורות microfuge יעבוד |
סרכזת | Beckman | 366802 | צנטריפוגה בראש הטבלה הגדולה שמחזיקה 15 מ"ל ו 50 צינורות חרוטי מ"ל |
סטרילי 60 מ"מ X 15 מ"מ צלחת פטרי | דיג | 0875713 | |
50 צינורות צנטריפוגות מ"ל | דיג | 05-539-6 | |
15 צינורות צנטריפוגות מ"ל | דיג | 05-531-6 | |
100 מ"מ X 20 מ"מ צלחת פטרי סטרילית | דיג | 0875711Z | עמוק יותר מצלחות פטרי הרגילות |
צלחת 24 היטב | גריינר ביו אחד | 662000-06 | |
מיקרוסקופ | מיקרוסקופ צריך יכולות ניאון תואמות fluorophore | ||
Paraformaldehyde | מדעי מיקרוסקופ אלקטרונים | 15710 | |
PBS (עקר) | 8 גרם NaCl 0.2 גרם KCL 1.44 גרם Na 2 HPO 4 0.24 גרם KH 2 PO 4 1 ליטר מים התאם לpH של 7.4 ליטר ומים עד 1 וחיטוי | ||
צינורות Microfuge | דיג | 05-408-138 | 2 מ"ל או 1.5 מ"ל צינורות |
מטרף | כל מביא שגורם לנוזל בעדינות להעביר יעבוד | ||
חומצת Diaminopimelic | סיגמא | D-1377 | במידת צורך, להוסיף מדיה לריכוז או 1 mM |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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