Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Representative Results
Discussion
Acknowledgements
Materials
References
Environment
يُعرض هنا البروتوكول الخاص بـ اختبار كميكوتاكس في الموقع، وهو جهاز microfluidic تم تطويره مؤخرًا ويمكّن من إجراء دراسات للسلوك الميكروبي مباشرة في البيئة.
السلوكيات الميكروبية، مثل حركية وchemotaxis (قدرة الخلية على تغيير حركتها استجابة للتدرج الكيميائي)، تنتشر على نطاق واسع عبر المجالات البكتيرية والعتقية. يمكن أن ينتج عن Chemotaxis مزايا كبيرة في الحصول على الموارد في بيئات غير متجانسة. كما تلعب دوراً حاسماً في التفاعلات التكافلية، والمرض، والعمليات العالمية، مثل الدراجات الكيميائية الحيوية. ومع ذلك، فإن التقنيات الحالية تقيد بحوث الchemotaxis بالمختبر ولا يمكن تطبيقها بسهولة في هذا المجال. يُعرض هنا بروتوكول خطوة بخطوة لنشر مقايسة الأوموتاكسيس في الموقع (ISCA)، وهو جهاز يمكّن من الاستجواب القوي لخموتاكسيس الميكروبات مباشرة في البيئة الطبيعية. وICCA هو جهاز microfluidic تتكون من مجموعة 20 بئر، والتي يمكن تحميل المواد الكيميائية ذات الأهمية. وبمجرد نشرها في بيئات مائيّة، تنتشر المواد الكيميائية خارج الآبار، مما يخلق تدرجات تركيز تستشعرها الميكروبات وتستجيب لها بالسباحة في الآبار عبر الآبار. ويمكن بعد ذلك أخذ عينات من محتويات البئر واستخدامها في (1) قياس قوة الاستجابات الكيميائية لمركبات محددة من خلال قياس الخلايا المتدفقة، (2) عزل الكائنات الدقيقة المتجاوبة وثقافتها، (3) توصيف هوية السكان المستجيبين وإمكاناتهم الجينية من خلال التقنيات الجزيئية. و ISCA هو منصة مرنة يمكن نشرها في أي نظام مع مرحلة مائي، بما في ذلك البيئة البحرية والمياه العذبة والتربة.
الكائنات الحية الدقيقة المتنوعة استخدام الحركة وchemotaxis لاستغلال البيئات غير مكتمل المغذيات، والعثور على المضيفين، أو تجنب الظروف الضارة1،2،3. ويمكن أن تؤثر هذه السلوكيات الميكروبية بدورها على معدلات التحول الكيميائي4 وأن تعزز الشراكات التكافلية عبر النظم الإيكولوجية الأرضية والمياه العذبة والنظم الإيكولوجية البحرية2،5.
وقد درست على نطاق واسع Chemotaxis تحت ظروف المختبرات على مدى السنوات ال 60 الماضية6. الطريقة الكمية الأولى لدراسة chemotax....
نوصي بتنفيذ القسم 1 قبل التجارب الميدانية لتحسين النتائج.
1. مختبر التحسين
ملاحظة: وحدات التخزين الموضحة في الإجراء الأمثل كافية لـ ISCA واحد (يتكون من 20 بئر).
يعرض هذا القسم نتائج المختبر باستخدام ISCA لاختبار الاستجابة الكيميائية للميكروبات البحرية إلى نطاق تركيز الجلوتامين ، وهو حمض أميني معروف لجذب بكتيريا التربة14. وقد استخدم تركيز الجلوتامين الذي أثار أقوى استجابة كيميائية في الاختبارات المخبرية لإجراء فحص كميموتكس في البيئة .......
على نطاق الكائنات الحية الدقيقة المائية، والبيئة بعيدة كل البعد عن التجانس وغالبا ما تتميز بالتدرجات الفيزيائية/الكيميائية التي تُهيّن المجتمعات الميكروبية1،,15. قدرة الكائنات الحية الدقيقة motile على استخدام السلوك (أي chemotaxis) يسهل الأعلاف داخل هذه البيئة ال?.......
تم تمويل هذا البحث جزئيا من قبل مبادرة الأحياء الدقيقة البحرية مؤسسة غوردون وبيتي مور، من خلال منحة GBMF3801 إلى J.R.S. وR.S.، وجائزة المحقق (GBMF3783) إلى R.S.، فضلا عن زمالة مجلس البحوث الأسترالي (DE160100636) إلى J.B.R. ، وهي جائزة من مؤسسة سيمونز إلى B.S.L. (594111) ، ومنحة من مؤسسة سيمونز (542395) إلى R.S. كجزء من مبادئ النظم الإيكولوجية الميكروبية (PriME) التعاونية.
....Name | Company | Catalog Number | Comments |
Acrylic glue | Evonik | 1133 | Acrifix 1S 0116 |
Acrylic sheet | McMaster-Carr | 8505K725 | Or different company |
Adhesive tape | Scotch | 3M 810 | Scotch Magic tape |
Autoclave | Systec | D-200 | Or different company |
Benchtop centrifuge | Fisher Scientific | 75002451 | Or different company |
Bungee cord | Paracord Planet | 667569184000 | Or different company |
Centrifuge tube - 2 mL | Sigma Aldrich | BR780546-500EA | Eppendorf tube |
Conical centrifuge tube - 15 mL | Fisher Scientific | 11507411 | Falcon tube |
Conical centrifuge tube - 50 mL | Fisher Scientific | 10788561 | Falcon tube |
Deployment arm | Irwin | 1964719 | Or different company |
Deployment enclosure plug | Fisher Scientific | 21-236-4 | See alternatives in manuscript |
Disposable wipers | Kimtech - Fisher Scientific | 06-666 | Kimwipes |
Flow cytometer | Beckman | C09756 | CYTOFlex |
Glutaraldehyde 25% | Sigma Aldrich | G5882 | Or different company |
Green fluorescent dye | Sigma Aldrich | S9430 | SYBR Green I - 1:10,000 final dilution |
Hydrophilic GP filter cartridge - 0.2 µm | Merck | C3235 | Sterivex filter |
In Situ Chemotaxis Assay (ISCA) | - | - | Contact corresponding authors |
Laser cutter | Epilog Laser | Fusion pro 32 | Or different company |
Luria Bertani Broth | Sigma Aldrich | L3022 | Or different company |
Marine Broth 2216 | VWR | 90004-006 | Difco |
Nylon slotted flat head screws | McMaster-Carr | 92929A243 | M 2 × 4 × 8 mm |
Pipette set | Fisher Scientific | 05-403-151 | Or different company |
Pipette tips - 1 mL | Fisher Scientific | 21-236-2A | Or different company |
Pipette tips - 20 µL | Fisher Scientific | 21-236-4 | Or different company |
Pipette tips - 200 µL | Fisher Scientific | 21-236-1 | Or different company |
Sea salt | Sigma Aldrich | S9883 | For artificial seawater |
Serological pipette - 50 mL | Sigma Aldrich | SIAL1490-100EA | Or different company |
Syringe filter - 0.02 µm | Whatman | WHA68091002 | Anatop filter |
Syringe filter - 0.2 µm | Fisher Scientific | 10695211 | Or different company |
Syringe needle 27G | Henke Sass Wolf | 4710004020 | 0.4 × 12 mm |
Syringes - 1 mL | Codau | 329650 | Insulin Luer U-100 |
Syringes - 10 mL | BD | 303134 | Or different company |
Syringes - 50 mL | BD | 15899152 | Or different company |
Tube rack - 15 mL | Thomas Scientific | 1159V80 | Or different company |
Tube rack - 50 mL | Thomas Scientific | 1159V80 | Or different company |
Uncoated High-Speed Steel General Purpose Tap | McMaster-Carr | 8305A77 | Or different company |
Vacuum filter - 0.2 µm | Merck | SCGPS05RE | Steritop filter |
ABOUT JoVE
Copyright © 2024 MyJoVE Corporation. All rights reserved