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Method Article
사이의 mutualism을 공부하려면 Xenorhabdus 박테리아와 Steinernema nematodes, 방법은 세균의 존재와 nematodes 내 위치를 모니터링하기 위해 개발되었습니다. 다른 시스템에 적용 할 수있는 실험 방법은, 엔지니어링 박테리아가 투명 선충류에서 형광 현미경 박테리아를 사용하여 녹색 형광 단백질과 시각화를 표현하는 수반.
Symbioses은 두 개 이상의 생물의 함께 사는 삶의 모든 왕국 전역에 널리 퍼져 있습니다. 지구상에서 가장 유비쿼터스 생물의 두 바와 같이, nematodes와 세균은 다양한 종류의 유익 1-3 병원성에 공생 협회의 다양한 배열을 형성하고 있습니다. 하나의 협회는 Xenorhabdus 박테리아와 공생 4의 모델 시스템으로 떠오르고있다 Steinernema nematodes, 사이의 상호 이익 관계입니다. Steinernema의 nematodes은 곤충에게 5 죽이기 위해 세균 symbiont을 사용하여 entomopathogenic 있습니다. 곤충 호스트 사이의 전송을 위해, 박테리아가 선충류의 infective의 청소년 단계 6-8의 장을 식민지화. 최근 몇 가지 다른 선충류 종은 곤충에게 9-13를 죽이고 박테리아를 활용하는 표시되었으며, 조사는 이러한 시스템에 nematodes와 박테리아 사이의 상호 작용을 조사하기 시작했습니다 <> 9 논의하게 될 것입니다.
우리는 현미경으로 볼 nematodes의 광학 투명성을 활용 이내 또는 선충류 호스트에 세균 symbiont의 시각화하기위한 방법을 설명합니다. 박테리아는 형광 현미경하여 시각화를 허용하는 형광 단백질을 표현하는 설계되었습니다. 많은 plasmids는 각각 다른 파장 (예 : 녹색 또는 빨간색), 그리고받는 세균 symbiont에 기증 대장균의 변종에서 plasmids의 활용에 형광 단백질을 인코딩 유전자가 박테리아의 광범위한 성공적으로 수행하는 사용할 수 있습니다. 설명 방법은 Steinernema carpocapsae와 Xenorhabdus nematophila 14 층 사이의 연결을 조사하기 위해 개발되었습니다. 비슷한 방법은 다른 선충류 - 세균 협회 9, 15-18을 조사하는 데 사용하고 접근 방식은 따라서 일반적으로 적용되었습니다.
메트로폴리스석탄 통은 협회와 식민지 14, 16, 19 과정의 성격에 통찰력을 제공, 개발의 여러 단계에서 nematodes에서 박테리아의 존재 및 현지화의 특성 수 있습니다. 현미경 분석은 조직 14, 16, 19-21를 호스팅하는 박테리아의 인구 및 현지화에서 식민지 주파수를 모두 보여줍니다. 여기에는 sonication 22 또는 식민지의 평균 수준을 제공 할 수있는 23, 연삭 등의 선충류의 인구, 내 세균을 모니터링하는 다른 방법에 비해 장점이지만, 예를 들어,있는 인구에서 낮은 symbiont로드의 높은 빈도로 인구 차별하지 않을 수 있습니다 높은 symbiont로드의 낮은 주파수. 식민지의 phenotypes 21 세균 돌연변이를 검사하거나 특성화 때 주파수 및 colonizing 박테리아의 부하를 차별하는 것은 특히 중요 할 수 있습니다24. 사실, 형광 현미경은 식민지 17, 18의 결함에 대한 세균의 돌연변이의 높은 처리량 검사에 사용하고, sonication 22, 25-27 및 개인 선충류의 해부 28, 29 등의 다른 방법보다 덜 힘든 것입니다되었습니다.
1. 활용을 통해 형광 박테리아 스트레인의 건설
2. Axenic 선충류의 계란 생산
3. 형광 박테리아와 공동 배양 분석
4. 검사에 대한 조기 생활 단계의 수집
5. 현미경으로 박테리아 협회에 대한 검사 Nematodes
6. 대표 결과
Xenorhabdus 박테리아와 관련된 Steinernema의 nematodes의 예를 들어 현미경 이미지는 그림 3에 표시됩니다. 도 3a에 볼 수있는 복합 이미지를 만들려면 위상 콘트라스트 이미지는 형광 이미지를 중첩되었습니다. 그림 3A의 화살표는 박테리아가 infective 청소년 선충류 (바 = 100 μm)에서 제시 나타냅니다. 그림 3B는 유사한 방식으로 구축 및 청소년 선충류 무선 인터넷 접속을 묘사 한일 녹색 형광 단백질이라는 박테리아 (녹색 막대)는 선충류 장 루멘 (바 = 20 μm)를 통해 번역. 이 미디어에서 nematodes의 인구는 세균 symbiont (표 1)에 의해 계산과 식민지에 대한 채점했다. 강력한 통계를 들어, 최소 30는 각 카테고리에서 추락 샘플 당 최소 100 nematodes를 계산하는 것이 가장 좋습니다. 표 1에서 보는 간 신장 한천에 커서 지질 한천과 68.6 %에 성장했을 때,이 nematodes은 약 14.6 %의 수준에 식민지됩니다. 다른 선충류 및 박테리아 종은 식민의 다른 수준을 가지고 표시되었습니다. 예를 들어 X 용 nematophila은 S.의 99 %를 colonizes carpocapsae infective의 청소년 (Martens 2003), 그리고 P. luminescens는 H. 26 %를 colonizes bacteriophora의 infective의 청소년 (Ciche 2003).
1 그림. 방법의 개략적 인 개요. A. 세균은 형광 단백질을 표현하는 설계되었습니다. B.의 선충류 달걀은 무균 nematodes를 생성하기 위해 성인 nematodes에서 격리됩니다. C. 살균 nematodes은 형광 박테리아와 공동으로 재배되고있다. D.는 그 결과 삶의 단계는 아래 봅니다 현미경은 선충류 내 박테리아의 존재를 평가합니다.
그림 2. 계란을 포함하는 성인 여성의 묘사. A.이 도식은 Steinernema의 여성의 일반적인 모습을 보여줍니다. 삽입 : S.의 DIC 이미지 feltiae 여성을 gravid. 검은 색 화살표는 소문을 나타냅니다. 흰색 화살표가 표시 달걀을 보여줍니다. 이미지 20X 배율에 있으며, 규모 바는 100 μm를 나타냅니다. 개발하지만 unhatched S.의 B. DIC 이미지선충류의 계란을 feltiae. 이미지 40X 배율이며, 규모 바는 50 μm를 나타냅니다. 알 C. DIC 이미지는 고립 된 S.에서 10X 배율에서 nematodes을 feltiae. 스케일 바는 100 μm이다.
선충류 - 박테리아 협회의 그림 3. 예 현미경 이미지. A. S. puntauvense의 nematodes들은 세균 symbiont, X.와 관련된 bovienii, 표현 GFP. 이미지보기 같은 분야에서 형광 이미지와 위상 콘트라스트 이미지를 오버레이에서 생산 합성 이미지입니다. 화살표는 선충류 호스트 내에서 형광 박테리아 symbiont을 나타냅니다. 스케일 바는 100 μm를 나타냅니다. B.이 이미지는 S.를 보여줍니다 GFP-표현 X.과 carpocapsae 청소년 선충류 nematophila은 선충류의 장에서 번역.이 이미지는 차동 간섭 대비 이미지 위에 형광 이미지를 오버레이를 통해 건설되었습니다. 규모 바는 20 μm를 나타냅니다.
변형 | acteria으로 Nematodes 수 | 총 Nematodes이 셌어 | Nematodes 비율 olonized |
S. puntauvense의 지질 한천 | 30 | 205 | 14.60 % |
S. puntauvense 간 신장 한천 | 72 | 105 | 68.60 % |
표 1. 박테리아의 존재에 대한 선충류 인구의 예 점수.이 실험에서, axenic S. puntauvense의 nematodes은 식민지 결함에 대한 테스트하기 위해 다른 성장 미디어에서의 GFP-표현 symbiont (지질 한천과 간 신장 한천 32)로 성장했다. 적어도 하나 hundre 총샘플 당 D nematodes은 박테리아의 존재에 대한 계산 및 채점했다. 통계 권력에 대한 세 실험은 각 카테고리에서 떨어지는 최소 30 nematodes으로 계산해야 복제합니다.
표 2. 형광 단백질을 포함 plasmids은. 세균 symbiont에 형광 단백질 삽입에 대한 잠재적 plasmids의 목록이 플라스미드의 이름으로 나열 제공됩니다. 포함 된 다른 정보는 플라스미드 유지 보수에 사용되는 형광 단백질 인코딩, 항생제 카세트, 사용을위한 다른 방법, 플라스미드의 소스입니다. 괄호에 명시된 농도는 X.에 사용 된 항생제의 농도이다 nematophila. 이러한 plasmids의 각 Xenorhabdus 또는 Photorhabdus 중 하나에서 성공적으로 사용되었습니다. 추가 정보는 언급 인용에서 얻을 수 있습니다. 따라테스트중인 세균에 일부 plasmids은 형광 단백질, 항생제 선택, 삽입 사이트 또는 복제 기원에 따라 작동하지 않을 수 있습니다. 위의 목록에 plasmids 관심 세균에 사용을 활성화 할 수 있습니다 다양한 기능이 포함되어 있습니다. 예를 들어, 염색체의 attTn7 사이트에 미니 Tn7 - KSGFP 삽입시키고, 그 X.에 pECM20 삽입 상동 재조합에 의해 nematophila의 염색체. 또는 pPROBE의 plasmids은 extrachromosomally 유지하고, 플라스미드 각 pPROBE 같은 백본과 형광을 가지고 있지만 분류 학적 또는 돌연변이 배경을 다양한 사용을 활성화하기 위해 다른 선택 아이콘이나 복제의 기원을 갖추고 있습니다.
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여기에 설명 된 프로토콜은 선충류 호스트 (그림 1) 내 세균의 광학 감지하는 방법을 제공합니다. 이 방법은 선충류 호스트 (그림 3)에서 박테리아의 생체 분석 있도록 nematodes의 광학 투명성과 휘황 라벨 박테리아 할 수있는 능력을 활용합니다. 특히,이 방법은 호스트 내에서 세균 현지화를 식별합니다. 박테리아의 존재에 대한 선충류 인구 및 점수를 계산함으로써,...
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관심 없음 충돌이 선언 없습니다.
저자는 사용이 프로토콜과 도구의 발전에 기여 Eugenio Vivas, 커트 Heungens, 에릭 Martens, 찰스 Cowles, 다비 설탕, 에릭 Stabb, 그리고 토드 Ciche 감사하고 싶습니다. KEM 및 JMC는 건강의 국립 연구소 (NIH) 국립 연구 서비스 상 T32 (AI55397 "건강과 질병에 미생물")에 의해 지원되었다. JMC는 국립 과학 재단 (National Science Foundation) (NSF) 대학원의 연구 활동에 의해 지원되었다. 이 작품은 국립 과학 재단 (National Science Foundation) (IOS-0920631 및 IOS-0950873)의 보조금에 의해 지원되었다.
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
시약의 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 코멘트 (선택 사항) |
지질 한천 (무균) | 8g 영양 국물, 15g의 한천, 5g 효모 추출물, 890 ML 물 10 ML 0.2 g / ML MgCl 2. 6H 2 0, 96 ML 옥수수 시럽 솔루션 * 4 ML 옥수수 기름 * 번호판을 붓는 동안 미디어를 저어 * autoclaving 후 살균 성분을 추가 | ||
옥수수 시럽 솔루션 (무균) | 7 ML 옥수수 시럽, 89 ML 물 믹스와 압력솥 | ||
달걀 솔루션 | 16.6 ML 12 % 차아 염소산 나트륨, 5 ML 5M 코, 80 ML 물 | ||
Lysogeny 국물 (무균) | 5g 효모 추출물, 10g의 tryptone, 5g 소금, 1 L의 물 믹스와 압력솥 | ||
Microfuge | 어부 | 13-100-675 | microfuge 튜브를 가지고 모든 microfuge는 작동합니다 |
원심 분리기 | Beckman | 366802 | 15 ML 50 ML 원뿔 튜브를 가지고 대형 테이블 탑 원심 분리기 |
멸균 60mm X 15mm 페트리 접시 | 어부 | 0875713 | |
50 ML의 원심 분리기 튜브 | 어부 | 05-539-6 | |
15 ML의 원심 분리기 튜브 | 어부 | 05-531-6 | |
멸균 100mm X 20mm 페트리 접시 | 어부 | 0875711Z | 표준 배양 접시보다 더 |
24 잘 판 | Greiner 바이오 한 | 662000-06 | |
현미경 | 현미경은 형광과 florescent 기능이 호환 필요 | ||
Paraformaldehyde | 전자 현미경 과학 | 15,710 | |
PBS (무균) | 8g NaCL 0.2 g KCL 1.44 g 그렇단 2 HPO 4 0.24 g KH 2 PO 4 1 L의 물 7.4와 물 1 L과 압력솥의 산도에 조정 | ||
Microfuge 관 | 어부 | 05-408-138 | 2 ML 1.5 ML 튜브 |
셰이커 | 액체가 부드럽게 이동하는 원인이 모든 흔드는는 작동합니다 | ||
Diaminopimelic 산 | 시그마 | D-1377 | 필요한 경우 농도 또는 1 mm까지 미디어를 보완 |
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