이 연구는 통합 Biosystems 연구 및 교육 (VIIBRE)에 대한 밴더빌트 연구소 국립 과학 재단 (National Science Foundation),에서와 써얼 시스템 생물학 및 생물 학부 연구 체험 (써얼 SyBBURE)에 의해 부여 # 0,649,883에 의해 지원되었다.

I. Microfluidic 장치 제작 <ol><li> microfluidic 장치를 만드는 첫 번째 단계는 컴퓨터를 통한 도면 (CAD) 프로그램에서 장치의 2 차원 레이아웃을 그릴 것입니다. 우리는 AutoCAD를 사용했지만 다른 드로잉 프로그램은 CleWin 등도 사용할 수 있습니다, 또는 CorelDraw. </li><li> 다음 단계는 photolithographic 마스크를 조작하는 것입니다. 장치 크기에 따라 해상도와 예산을 요구,이 마스크는 사진 필름에서 만든 크롬 (최고 해상도, 높은 비용)에서 가공 또는 고해상도 프린터를 사용하여 오버헤드 투명에 직접 인쇄 수 있습니다. 여기서 우리는 사전 Reproductions 주식 회사, 노스 앤도버, MA에 의해 제조 피크 마스크를 사용했습니다. </li><li> 다음 단계는 제기된 - 구제 금형을 만들 수 감광성의 에폭시로 마스크의 패턴을 전송하는 것입니다. <ol><li> 첫째, 부정적인 SU8 포토 레지스트의 레이어는 원하는 두께로 실리콘 웨이퍼에 냈지, 그리고 초과 용매를 휘발로 구운 것입니다. 포토 레지스트 제제 및 회전 속도가 침전 층의 두께를 제어합니다. </li><li> 그런 다음 패턴은 마스크를 통해 자외선의 미리 정해진 복용량에 노출됩니다. 게시 노출 베이킹 크로스 링크들을 불용성 렌더링 포토 레지스트 코팅의 가벼운 노출 영역을. </li><li> 다음은 unexposed 저항 개발 단계, 긍정적인 인상 - 구호 구조 마스터라는 떠나, 화학 개발자와 제거입니다. </li><li> 세 번째 빵을 단계는 경 베이킹 단계 더 구조를 수정하는 옵션입니다했다. </li></ol></li><li> PDMS 성형 <ol><li> 우리는 microfluidic 장치 1 복제 성형을위한 실리콘 탄성체 폴리 (디메틸 실록산)를 사용합니다. 첫째, 기본 재료는 같은 배양 접시 같은 얕은 용기에 금형 위에 부어 경화 에이전트와 10시 1분 무게 비율의 혼합, 그리고 보이는 거품이 사라지기 전에 진공 하에서 degassed입니다. </li><li> uncured PDMS와 함께 마스터는 다음 65 적어도 4h에 대해 신중하게 파괴 오븐에 배치됩니다 ° C를위한 가교 발생하는 폴리머의. </li><li> PDMS가 확정되면 성형 부분 페트리 접시 밖으로 절단합니다. 구멍이 완성 장치에 microfluidic 공간에 액세스하는 장치의 최고를 부수고있다. </li></ol></li><li> 유리 첨부 파일 <ol><li> 클린 PDMS는 irreversibly 산소 플라즈마에 노출하여 유리를 청소 보세 있습니다. 첫째, 성형 및 천공 PDMS와 깨끗한 유리 슬라이드는 플라즈마 클리너로 결합 표면을 배치하고 있습니다. 우리는 PDC - 32G Harrick 플라즈마 클리너를 사용했습니다. </li><li> 챔버가 폐쇄되면 연산자는 무선 주파수 또는 RF 소스 다음 진공 펌프 켜집합니다. 플라즈마 자기 챔버에서 약간 보라색 발광에 의해 입증, 약실에 점화됩니다. </li><li> 30 초 동안 플라즈마에 노출된 후, RF 소스 다음 진공 펌프가 해제됩니다. </li><li> 신속, 유리 슬라이드와 PDMS 장치는 챔버에서 제거와 직접 접촉 (다운 성형 PDMS 표면 쪽)으로 이동됩니다. 이것은 돌이킬 수 본드를 형성하며, 또한 표면 특성은 친수성하겠습니다. </li><li> 원하는 경우, 다른 표면 화학은 흡착 또는 결합 공유 결합에 의해 표면에 단백질의 고정을 통해 PDMS로 형성될 수 있습니다. </li><li> 장치는 다음 탈이온수, 성장 미디어, 또는 모세관 세력이나 주사기로 부드러운 압력을 사용하여 인공 지하수와 같은 액체로 가득 수 있습니다. </li></ol></li></ol> II. 중량 분석에 의해 Microfluidic 장치의 흐름 부량 <ol><li> 장치의 압력 중심의 흐름을 보정하기 위해, 마이크로 구조 흐름 세포가 처음 DI 워터와 함께 미리되었습니다. </li><li> 이러한 플라스틱 주사기 또는 흐름 모듈로 액체가 들어있는 저수지는 (그림 1 참조) 잘 상류 유입구에 연결하고, 저수지에서 유체의 높이가 잘 하류에있는 높이 이상 유지됩니다. </li><li> 샘플은 일정한 간격으로 잘 폐기물의 수집 분석 균형에 무게입니다. </li><li> 총 시간 대 총 볼륨을 세우고있는 곡선의 기울기는 평균 판매량 유량 (그림 2)를 제공합니다. 우리는 압력 헤드의 광범위한 및 다른 압력 유지 시스템에 대한 재현성, 선형 평균 판매율을 발견했습니다. </li></ol> III. 흐름 시각화, 속도 매핑하고, 소수성 / 친수성 ​​상호 작용 <ol><li> 모델 보정을위한, 모두 카르복시 YG 및 일반 YG 표면에서 3 μm의 형광 라텍스 비즈는 Polysciences 주식 회사에서 인수되었으며 0.01 % 고체의 농도에 DI의 물에 희석되었다. </li><li> 서식지를 통해 흐르는 구슬은 Mightex BCE - B013 - U 흑백 카메라가 장착되어 자이스 혈구 Axiovert 25 형광 현미경에 시각되었습니다. </li><li> 개별 프레임은 연거푸 캡처 ImageJ 소프트웨어 패키지 (그림 3)와 영화로 조립되었다. </li></ol> IV. 박테리아 성장과 수송 모델링을위한 Microfluidic 장치 (EcoChip) <ol><li> 비브리오 SP. GFP 칸, 비 병원성 녹색 형광 단백질 표현의 생물은 약 10 9 셀 / ML의 농도 Luria - Bertani 매체에서 14 시간 동안 성장했다. </li><li> 성장 매체의 박테리아는 EcoChip 장치에 도입 장치를 이식하고 19 시간 하루 flocs과 영화를 설립 허용되었습니다. </li><li> 다음 성장 미디어는 우물에서 제거되었으며 서식지의 모든 박테리아의 다른 밀도가 서로 다른 서식지에 남아 있다고 있도록 (ASW의 제조법을 왕 외 2.을 참조하시기 바랍니다) 인공 해수로 플러시했습니다. </li><li> 느린 흐름 조건 3 다른 서식지에서 유지하는 동안 하나의 서식지가, 아니 흐름과 함께 봉인 보관했다. </li><li> 세균성 성장의 형광등과 흰색 광선이 사진은 몇 일 (그림 4)의 기간 동안 매 15-20시간을 촬영했다. </li></ol> V. 대표 결과 흐름 모듈은 여러 개의 서식지를 통해 흐름을 규제하고 배포에 대한 간단한 방법을 제공합니다. 중량 분석은 서식지와 입력 및 출력 우물 사이의 압력 차이의 유압 저항에 따라 서식지 구조를 통해 흐름 속도를 결정하기 위해 쉽고 간단 방법이었다. 비드 흐름 실험을 위해 우리는 uncarboxylated 비즈 (그림 2)에 대한 장치의 표면에 훨씬 더 큰 비드 축적을 관찰했습니다. 또한, 큰 직경 비즈, 6, 10 음, 훨씬 더 작은 구멍 구멍에 개입되고 장치에 축적하기 시작 가능성이 있었다. 빠른 흐름 속도는 입자의 유지 및 유입을 감소. 박테리아 성장 실험 동안, 유동 조건의 영향을 분명 분명하다. 연속 전단 병력 함께 집계에 세균 및 양식 flocs를 발생하고, 개별 세포로 찾을 수 없습니다. 대형 세균성 flocs의 교통은 매크로 시스템에서 공부하는 것은 매우 어려운 중요한 환경 과정입니다. <img src="/files/ftp_upload/1741/1741fig1.jpg" alt="그림 1" /> 그림 1. 도식 보여주는 기능과 흐름 모듈의 작동. <img src="/files/ftp_upload/1741/1741fig2.jpg" alt="그림 2" /> 그림 2. 다른 열 높이에 대한 중량 분석에 의해 결정 등 구조적인 서식지를 통해 유량. 열 높이 비율 : 40분의 60 = 1.5, 결정 유량 비율 : 1.04 / 0.71 = 1.46. H = 40mm에 대한 결과 유량이 V입니다 = 0.71 μL / 분 및 H에 대한 = 60mm가 V입니다 = 1.04 μ의 L / 분. 예상 평균 선형 판매율은 각각 3.1 mm / s와 4.6 mm / s의 수 있습니다. <img src="/files/ftp_upload/1741/1741fig3.jpg" alt="그림 3" /> 그림 3.와 카르복 실화는 구조 서식지를 통해 흐르는 않고 3um 라텍스 구슬의 교통. <img src="/files/ftp_upload/1741/1741fig4.jpg" alt="그림 4" /> 그림 4. 박테리아 성장 속도가 느린 흐름의 존재에 종자 밀도의 함수로 biofilm 형성에 변경합니다.

<ol>
	<li>Whitesides, G., Ostuni, E., Takayama, S., Jiang, X., Ingber, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+lithography+in+biology+and+biochemistry.">Soft lithography in biology and biochemistry.</a> Annual Review of Biomedical Engineering. 3, 335-373 (2001).</li><li>Wang, W., Shor, L. M., LeBoeuf, E. J., Wikswo, J. P., Kosson, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mobility+of+protozoa+through+narrow+channels.">Mobility of protozoa through narrow channels.</a> Applied and Environmental Microbiology. 71, 4628-4637 (2005).</li></ol>

EcoChip 시스템은 개별 실험의 요구에 적응합니다. 새 주인은 비교적 쉽게 만들 수 있으며, 마스터가 조작된되면 필요에 따라 추가로 정확하게 복제 장치 캐스트하실 수 있습니다. 흐름 모듈은 사용이 간단 특별한 장비 또는 복잡한 연결을 필요로하지 않으며, 간단한 변수위 압력 기반의 플로우 시스템으로 모델링 될 수 있습니다. 이 작품은 추가 확장 지속하고 있으며, humic 산성 코팅 채널을 생성?...

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>PDMS</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Dow Corning</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>SU8-2025</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>MicroChem Corp.</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Fluorescent Beads</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Polysciences, Inc.</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

window on a microworld: simple microfluidic systems for studying microbial transport in porous media

다공성 매체에서 미생물의 성장과 교통 지하수 및 표면 물, 환경에서 영양분의 재활용뿐만 아니라, 직접에 대한 식수 공급에 병원균의 전송 품질에 대한 중요한 의미를했습니다. 자연 다공성 매체는 복잡한 물리적 토폴로지, 다양한 표면 화학, 영양분과 전자 acceptors 동적 그라디언트, 그리고 미생물의 곳곳에 분포로 구성되어 있습니다. 이러한 기능은 해석하기 어려운 미생물 교통 매크로 규모의 조사의 결과를 만들어 마이크론의 길이 규모 이상의 대폭 다양하고, 기계론의 모델의 검증 도전. 여기 간단한 microfluidic 장치, 마이크로 구조 서식지와 미생물 상호 작용을 시각화하기 위해 관찰된 현상에 영향을 미치는 핵심 프로세스를 파악하고, 체계적으로 예측 모델의 유효성을 검사하는 데 사용할 수있는 방법을 보여줍니다. 간단하고 사용하기 쉬운 흐름 세포는 투명, biocompatible와 산소 투과 재료 - 폴리 (디메틸 실록산) 밖으로 건설되었다. 석판술의 표준 방식은 마이크로 구조 마스터하기 위해 사용되었으며, 복제 성형은 주인의 마이크로 구조 흐름 세포를 캐스팅하는 데 사용되었다. 흐름 세포 챔버의 물리적 디자인은 실험 요구에 적용할 수 있습니다 microchannels은 단순 선형 연결에서 복잡한에 따라 다를 수있는 것은 2 μm의 한 작은 기능 크기 토폴로지. 우리 모듈형 EcoChip 흐름 전지 어레이는 중력 중심의 흐름 모듈에 의해 동일 챔버 및 흐름 제어 수십 있습니다. 우리는 표면 화학, 유체 성질 또는 미생물 인구의 특성의 영향을 조사하는 동안 EcoChip 장치의 사용을 통해, 신체 구조 및 압력 머리가 지속적으로 개최하거나 체계적으로 다양한 수있다는 것을 보여준다. 비 병원성를 사용하여 전송 실험을 통해 녹색 형광 단백질 표현<em&gt; 장염</em&gt; 박테리아 스트레인, 우리는 해비타트 구조, 흐름 조건, 그리고 근본적인 수송 현상에 inoculums 크기의 중요성을 설명하고, 실시간 입자 규모의 관측과 함께, microfluidics은 숨겨진 세계의 뛰어난 전망을 제공 보여줍니다.

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Window on a Microworld: Simple Microfluidic Systems for Studying Microbial Transport in Porous Media

Microfluidic 장치는 실시간으로 적절한 물리적인 비늘에서 복잡한 자연의 프로세스를 시각화하는 데 사용할 수 있습니다. 우리는 표면 하의에 박테리아의 성장과 교통 수단을 공부하고 자연 다공성 매체의 주요 기능을 모방한 것이었 간단한 microfluidic 장치를 개발했습니다.

다공성 매체에서 미생물 교통 유학에 대한 간단한 Microfluidic 시스템 : 미생물의 창

Microbial growth and transport in porous media have important implications for the quality of groundwater and surface water, the recycling of nutrients in ...

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Research

JoVE Journal

Biology

10.7K 조회수.  Vanderbilt University. Microfluidic 장치는 실시간으로 적절한 물리적인 비늘에서 복잡한 자연의 프로세스를 시각화하는 데 사용할 수 있습니다. 우리는 표면 하의에 박테리아의 성장과 교통 수단을 공부하고 자연 다공성 매체의 주요 기능을 모방한 것이었 간단한 microfluidic 장치를 개발했습니다.

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A Microfluidic Device with Groove Patterns for Studying Cellular Behavior

We describe a microfluidic device with microgrooved patterns for studying cellular behavior. This microfluidic platform consists of a top fluidic channel and a bottom microgrooved substrate. To fabricate the microgrooved channels, a top poly(dimethylsiloxane) (PDMS) mold containing the impression of the microfluidic channels was aligned and bonded to a microgrooved substrate. Using this device, mouse fibroblast cells were immobilized and patterned within microgrooved substrates (25, 50, 75, and 100 &mu;m wide). To study apoptosis in a microfluidic device, media containing hydrogen peroxide, Annexin V, and propidium iodide was perfused into the fluidic channel for 2 hours. We found that cells exposed to the oxidative stress became apoptotic. These apoptotic cells were confirmed by Annexin V that bound to phosphatidylserine at the outer leaflet of the plasma membrane during the apoptosis process. Using this microfluidic device with microgrooved patterns, the apoptosis process was observed in real-time and analyzed by using an inverted microscope containing an incubation chamber (37&deg;C, 5% CO2). Therefore, this microfluidic device incorporated with microgrooved substrates could be useful for studying the cellular behavior and performing high-throughput drug screening.

We describe a protocol for the fabrication of microfluidic devices that can enable cell capture and culture. In this approach patterned microstructures such as grooves within microfluidic channels are used to create low shear stress regions within which cell can dock.

세포 행동 유학을위한 그루브 패턴 Microfluidic 장치

We describe a microfluidic device with microgrooved patterns for studying cellular behavior.  This microfluidic platform consists of a top fluidic channel ...

연구

생물학

Using Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) to Develop Diagnostic Tools

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진단 도구를 개발하기 위해 마이크로 전자 기계 시스템 (MEMS)를 사용

CD4+ T-Lymphocyte Capture Using a Disposable Microfluidic Chip for HIV

CD4 + HIV에 대한 일회용 Microfluidic 칩을 사용하여 T - 림프구 캡처

Pyrosequencing: A Simple Method for Accurate Genotyping

Pharmacogenetic research benefits first-hand from the abundance of information provided by the completion of the Human Genome Project. With such a tremendous amount of data available comes an explosion of genotyping methods. Pyrosequencing(R) is one of the most thorough yet simple methods to date used to analyze polymorphisms. It also has the ability to identify tri-allelic, indels, short-repeat polymorphisms, along with determining allele percentages for methylation or pooled sample assessment. In addition, there is a standardized control sequence that provides internal quality control. This method has led to rapid and efficient single-nucleotide polymorphism evaluation including many clinically relevant polymorphisms. The technique and methodology of Pyrosequencing is explained.


Pyrosequencing(R) is one of the most thorough yet simple methods to date used to analyze polymorphisms. This method has led to rapid and efficient single-nucleotide polymorphism evaluation including many clinically relevant polymorphisms. The technique and methodology of Pyrosequencing is explained.

Pyrosequencing : 정확한 Genotyping을위한 간단한 방법

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Measuring Caenorhabditis elegans Life Span on Solid Media

Aging is a degenerative process characterized by a progressive deterioration of cellular components and organelles resulting in mortality. The nematode Caenorhabditis elegans has emerged as a principal model used to study the biology of aging. Because virtually every biological subsystem undergoes functional decline with increasing age, life span is the primary endpoint of interest when considering total rate of aging. In nematodes, life span is typically defined as the number of days an animal remains responsive to external stimuli. Nematodes can be propagated either in liquid media or on solid media in plates, and techniques have been developed for measuring life span under both conditions. Here we present a generalized protocol for measuring life span of nematodes maintained on solid nematode growth media and fed a diet of UV-killed bacteria. These procedures can easily be adapted to assay life span under various common conditions, including a diet consisting of live bacteria, dietary restriction, and RNA interference.

Measuring Caenorhabditis elegans Life Span on Solid Media

In this article we present a general protocol for measuring life span of nematodes maintained on solid media with UV-killed bacterial food.

측정 Caenorhabditis 엘레간스</em솔리드 미디어> 수명

Aging is a degenerative process characterized by a progressive deterioration of cellular components and organelles resulting in mortality. The nematode ...

Quantitative Phosphoproteomics in Fatty Acid Stimulated Saccharomyces cerevisiae

This protocol describes the growth and stimulation, with the fatty acid oleate, of isotopically heavy and light S. cerevisiae cells. Cells are ground using a cryolysis procedure in a ball mill grinder and the resulting grindate brought into solution by urea solubilization. This procedure allows for the lysis of the cells in a metabolically inactive state, preserving phosphorylation and preventing reorientation of the phosphoproteome during cell lysis.  Following reduction, alkylation, trypsin digestion of the proteins, the samples are desalted on C18 columns and the sample complexity reduced by fractionation using hydrophilic interaction chromatography (HILIC). HILIC columns preferentially retain hydrophilic molecules which is well suited for phosphoproteomics.  Phosphorylated peptides tend to elute later in the chromatographic profile than the non phosphorylated counterparts. After fractionation, phosphopeptides are enriched using immobilized metal chromatography, which relies on charge-based affinities for phosphopeptide enrichment. At the end of this procedure the samples are ready to be quantitatively analyzed by mass spectrometry.

Quantitative Phosphoproteomics in Fatty Acid Stimulated Saccharomyces cerevisiae

Description of a quantitative phosphorylation procedure using cryolysis, urea solubilziation, HILIC fractionation and IMAC enrichment of phosphorylated peptides.

지방산의 정량 Phosphoproteomics은 자극 Saccharomyces cerevisiae</em

This protocol describes the growth and stimulation, with the fatty acid oleate, of isotopically heavy and light S. cerevisiae cells. Cells are ground ...

A Microfluidic Device for Quantifying Bacterial Chemotaxis in Stable Concentration Gradients

Chemotaxis allows bacteria to approach sources of attractant chemicals or to avoid sources of repellent chemicals. Bacteria constantly monitor the concentration of specific chemoeffectors by comparing the current concentration to the concentration detected a few seconds earlier. This comparison determines the net direction of movement. Although multiple, competing gradients often coexist in nature, conventional approaches for investigating bacterial chemotaxis are suboptimal for quantifying migration in response to concentration gradients of attractants and repellents. Here, we describe the development of a microfluidic chemotaxis model for presenting precise and stable concentration gradients of chemoeffectors to bacteria and quantitatively investigating their response to the applied gradient. The device is versatile in that concentration gradients of any desired absolute concentration and gradient strength can be easily generated by diffusive mixing. The device is demonstrated using the response of Escherichia coli RP437 to gradients of amino acids and nickel ions.

This protocol describes the development of a microfluidic device for investigating bacterial chemotaxis in stable concentration gradients of chemoeffectors.

안정적인 농도 기울기에 박테리아 Chemotaxis을 Quantifying위한 Microfluidic 장치

Chemotaxis allows bacteria to approach sources of attractant chemicals or to avoid sources of repellent chemicals. Bacteria constantly monitor the ...

Performing Vaginal Lavage, Crystal Violet Staining, and Vaginal Cytological Evaluation for Mouse Estrous Cycle Staging Identification

A rapid means of assessing reproductive status in rodents is useful not only in the study of reproductive dysfunction but is also required for the production of new mouse models of disease and investigations into the hormonal regulation of tissue degeneration (or regeneration) following pathological challenge. The murine reproductive (or estrous) cycle is divided into 4 stages: proestrus, estrus, metestrus, and diestrus. Defined fluctuations in circulating levels of the ovarian steroids 17-&beta;-estradiol and progesterone, the gonadotropins luteinizing and follicle stimulating hormones, and the luteotropic hormone prolactin signal transition through these reproductive stages. Changes in cell typology within the murine vaginal canal reflect these underlying endocrine events. Daily assessment of the relative ratio of nucleated epithelial cells, cornified squamous epithelial cells, and leukocytes present in vaginal smears can be used to identify murine estrous stages. The degree of invasiveness, however, employed in collecting these samples can alter reproductive status and elicit an inflammatory response that can confound cytological assessment of smears. Here, we describe a simple, non-invasive protocol that can be used to determine the stage of the estrous cycle of a female mouse without altering her reproductive cycle. We detail how to differentiate between the four stages of the estrous cycle by collection and analysis of predominant cell typology in vaginal smears and we show how these changes can be interpreted with respect to endocrine status.

Here, we describe how to identify the stage of the murine reproductive (proestrus, estrus, metestrus, or diestrus) by simple, non-invasive collection and cytological assessment of vaginal smear samples. We further describe how vaginal cytology reflects circulating hormonal levels underlying transition through the murine reproductive cycle.

마우스 Estrous 사이클 스테이징 확인을 위해 질 세척, 크리스탈 바이올렛의 착색 및 질 Cytological 평가를 수행

A rapid means of assessing reproductive status in rodents is useful not only in the study of reproductive dysfunction but is also required for the ...

The Use of Chemostats in Microbial Systems Biology

Cells regulate their rate of growth in response to signals from the external world. As the cell grows, diverse cellular processes must be coordinated including macromolecular synthesis, metabolism and ultimately, commitment to the cell division cycle. The chemostat, a method of experimentally controlling cell growth rate, provides a powerful means of systematically studying how growth rate impacts cellular processes - including gene expression and metabolism - and the regulatory networks that control the rate of cell growth. When maintained for hundreds of generations chemostats can be used to study adaptive evolution of microbes in environmental conditions that limit cell growth. We describe the principle of chemostat cultures, demonstrate their operation and provide examples of their various applications. Following a period of disuse after their introduction in the middle of the twentieth century, the convergence of genome-scale methodologies with a renewed interest in the regulation of cell growth and the molecular basis of adaptive evolution is stimulating a renaissance in the use of chemostats in biological research.

Cell growth rate is a regulated process and a primary determinant of cell physiology. Continuous culturing using chemostats enables extrinsic control of cell growth rate by nutrient limitation facilitating the study of molecular networks that control cell growth and how those networks evolve to optimize cell growth.

미생물 시스템 생물학의 Chemostats의 사용

Cells regulate their rate of growth in response to signals from the external world. As the cell grows, diverse cellular processes must be coordinated ...

Pyrosequencing for Microbial Identification and Characterization

Pyrosequencing is a versatile technique that facilitates microbial genome sequencing that can be used to identify bacterial species, discriminate bacterial strains and detect genetic mutations that confer resistance to anti-microbial agents. The advantages of pyrosequencing for microbiology applications include rapid and reliable high-throughput screening and accurate identification of microbes and microbial genome mutations. Pyrosequencing involves sequencing of DNA by synthesizing the complementary strand a single base at a time, while determining the specific nucleotide being incorporated during the synthesis reaction. The reaction occurs on immobilized single stranded template DNA where the four deoxyribonucleotides (dNTP) are added sequentially and the unincorporated dNTPs are enzymatically degraded before addition of the next dNTP to the synthesis reaction. Detection of the specific base incorporated into the template is monitored by generation of chemiluminescent signals. The order of dNTPs that produce the chemiluminescent signals determines the DNA sequence of the template. The real-time sequencing capability of pyrosequencing technology enables rapid microbial identification in a single assay. In addition, the pyrosequencing instrument, can analyze the full genetic diversity of anti-microbial drug resistance, including typing of SNPs, point mutations, insertions, and deletions, as well as quantification of multiple gene copies that may occur in some anti-microbial resistance patterns.

Pyrosequencing is a versatile technique that facilitates microbial genome sequencing that can be used to identify bacterial species, discriminate bacterial strains, and detect genetic mutations that confer resistance to anti-microbial agents. In this video, the procedure for microbial amplicon generation, amplicon pyrosequencing, and DNA sequence analysis will be demonstrated.