Бактериальная культура клеток на одноклеточном уровне внутри гигантских пузырьков

Masamune Morita; Yuri Ota; Kaoru Katoh; Naohiro Noda

doi:10.3791/59555

АВТОРЫ

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

Method Article

Бактериальная культура клеток на одноклеточном уровне внутри гигантских пузырьков

DOI:

10.3791/59555

⸱

April 30th, 2019

Masamune Morita¹, Yuri Ota¹^,², Kaoru Katoh¹, Naohiro Noda¹^,²

¹Biomedical Research Institute, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), ²Department of Life Science and Medical Bioscience, Waseda University

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

Резюме

Мы демонстрируем одноклеточную культуру бактерий внутри гигантских пузырьков (ГВ). ГВ, содержащие бактериальные клетки, были подготовлены методом передачи капель и были обездвижены на поддерживаемой мембране на стеклянном субстрате для прямого наблюдения за бактериальным ростом. Этот подход также может быть адаптирован к другим клеткам.

Аннотация

Мы разработали метод культивирования бактериальных клеток на одноклеточном уровне внутри гигантских пузырьков (ГВ). Культура бактериальных клеток важна для понимания функции бактериальных клеток в естественной среде. Из-за технологических достижений, различные бактериальные функции клеток могут быть выявлены на одноклеточном уровне внутри ограниченного пространства. GVs представляют сферические микроразмерные отсеки, состоящие из амфифильных липидных молекул и могут содержать различные материалы, в том числе клетки. В этом исследовании, одна бактериальная клетка была инкапсулирована в 10-30 мкм GVs методом передачи капель и GVs, содержащие бактериальные клетки были обездвижены на поддерживаемой мембране на стеклянном субстрате. Наш метод полезен для наблюдения за ростом в реальном времени отдельных бактерий внутри ГВ. Мы культивировали клетки Escherichia coli (E.coli)в качестве модели внутри GV, но этот метод можно адаптировать к другим типам клеток. Наш метод может быть использован в научно-промышленных областях микробиологии, биологии, биотехнологии и синтетической биологии.

Введение

Культура бактериальных клеток на одноклеточном уровне получила все большее внимание. Культирование бактериальных клеток на одноклеточном уровне внутри ограниченного пространства может выяснить бактериальные функции, такие как фенотипическая изменчивость^1,^2,^3,^{поведение}клеток⁵^, ⁶ ^, ^{7 (г.} ^, ⁸ ^, ⁹, и устойчивость к антибиотикам¹⁰^,¹¹. Из-за последних достижений в области техники культуры, культура отдельных бактерий может быть достигнута внутри ограниченного пространства, например, в хорошо чип⁴^,⁷^,⁸, гель капли¹²^,¹³, и вода в масле (W / O) капля⁵^,¹¹. Для содействия пониманию или использованию отдельных бактериальных клеток необходимы дальнейшие технические разработки методов выращивания.

Везикулы, имитирующие мембрану биологических клеток, представляют сферические отсеки, состоящие из амфифильных молекул, и могут содержать различные материалы. Везикулы классифицируются в зависимости от размера и включают в себя небольшие пузырьки (SVs, диаметр йlt; 100 нм), большие пузырьки (LVs, lt;1 мкм), и гигантские пузырьки (GVs, SVs или LVs обыкновенно использованы как несущие снадобья из-за их сродства к биологической мембране клетки^14. GVs также были использованы в качестве реакторной системы для строительства протоэлементов¹⁵ или искусственных клеток^16. Инкапсуляция биологических клеток в GVs было сообщено¹⁷^,¹⁸, и, таким образом, GVs показать потенциал в качестве системы клеточной культуры в сочетании с реакторной системой.

Здесь, наряду с видео экспериментальных процедур, мы описываем, как GVs могут быть использованы в качестве новых сосудов клеточной культуры¹⁹. GVs, содержащие бактерии были сделаны методом передачи капель^20, а затем обездвижены на поддерживаемой мембране на крышке стекла. Мы использовали эту систему для наблюдения за ростом бактерий на одноклеточном уровне внутри ГВ в режиме реального времени.