JoVE Logo

Oturum Aç

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Bu Makalede

  • Özet
  • Özet
  • Giriş
  • Protokol
  • Sonuçlar
  • Tartışmalar
  • Açıklamalar
  • Teşekkürler
  • Malzemeler
  • Referanslar
  • Yeniden Basımlar ve İzinler

Özet

Bakteriler yaşamları boyunca zararlı veya faydalı mutasyonlar biriktirebilir. Bir hücre popülasyonunda, yararlı mutasyonlar biriktirmiş bireyler, arkadaşlarını hızla geride kalabilir. Burada, floresan etiketli bireyleri kullanarak zaman içinde bakteri hücresi popülasyonunda tür içi rekabeti görselleştirmek için basit bir prosedür sunuyoruz.

Özet

Bakteri gibi birçok mikroorganizma son derece hızlı çoğalır ve popülasyonlar yüksek hücre yoğunluklarına ulaşabilir. Bir popülasyondaki hücrelerin küçük fraksiyonları her zaman hücre için zararlı veya faydalı olan birikmiş mutasyonlara sahiptir. Bir mutasyonun fitness etkisi, alt nüfusa güçlü bir seçici büyüme avantajı sağlarsa, bu alt nüfusa sahip bireyler hızla rakip olabilir ve hatta yakın arkadaşlarını tamamen ortadan kaldırabilir. Bu nedenle, yararlı mutasyonlar elde eden hücrelerin küçük genetik değişiklikleri ve seçim odaklı birikimi, bir hücre popülasyonunun genotipinin tamamen kaymasına neden olabilir. Burada, gram-pozitif model bakteri bacillus subtilisfloresan etiketli bireylerinin birlikte çalıştırıldığı zaman içinde bakteri hücre popülasyonunda, sırasıyla yararlı ve zararlı mutasyonların hızlı klonal genişlemesini ve ortadan kaldırılmasını izlemek için bir prosedür sunuyoruz. Yöntemin gerçekleştirilmesi kolaydır ve bakteri hücre popülasyonundaki bireyler arasında tür içi rekabeti göstermek çok açıklayıcıdır.

Giriş

Toprak bakterileri genellikle esnek düzenleyici ağlar ve geniş metabolik kapasitelerle donatılmıştır. Her iki özellik de hücrelerin katabolik ve anabolik yollarını, belirli bir ekolojik nişte bulunan besinler için arkadaşları ve diğer mikroorganizmalarla rekabet edecek şekilde ayarlamalarını sağlar1. Bununla birlikte, bakteriler çevrelerine uyum sağlayamazsa, diğer mekanizmalar bir türün hayatta kalmasını açıklayabilir. Gerçekten de, birçok bakteri hızlı çoğaldığı ve popülasyonlar yüksek hücre yoğunluklarına ulaşabildiğinden, alt popülasyonlar hücrelere seçici bir büyüme avantajı sağlayan ve bu nedenle zindeliklerini artıran kendiliğinden birikmiş faydalı mutasyonlara sahip olabilir. Ayrıca, mutasyonel sıcak noktalar ve strese bağlı adaptif mutajensis, maladapted bir bakterinin evrimini kolaylaştırabilir2,3. Bu nedenle, sürekli seçim altında mutasyonların ve büyümenin birikmesi, aynı cins içinde bile muazzam mikrobiyal çeşitliliğin kökenidir4,5. Doğada olduğu gibi, bakteri genomlarının şekillendirilmesi de seçim altında sürekli ekim nedeniyle laboratuvarda meydana gelir. Bu, temel araştırmalarda ve endüstride dünya çapında kullanılan Gram-pozitif bakteri B. subtilis'in evcilleştirilmesi ile örneklenmiştir. 1940'larda B. subtilis DNA'ya zarar veren X ışınları ile tedavi edildi ve ardından belirli bir büyüme koşulu altında ekimyapıldı 6. Evcilleştikleri sırada bakterilerde biriken mutasyonlar, birçok büyüme özelliğinin kaybını, yani B. subtilis laboratuvar suşu 168 karmaşık koloniler oluşturma yeteneğini kaybetti7,8.

Günümüzde, en iyi çalışılan model bakteriler Escherichia coli ve B. subtilisiçin, belirli bilimsel soruları ele almak için genomlarını genetik olarak manipüle etmek için çeşitli güçlü araçlar mevcuttur. Bazen bir ilgi geninin inaktivasyonu, daha sonra standart büyüme ortamında açıkça görülebilen ciddi bir büyüme kusuruna neden olur9. Bunun aksine, zayıf bir büyüme kusuru neden olan ve böylece suşun kondisyonunu sadece biraz etkileyen mutasyonlar genellikle göz ardı edilir. Bununla birlikte, her iki durumda da mutant suşlarının birkaç nesil boyunca uzun süreli inkübasyonu ve geçişi genellikle ana suşun fenotipini geri kazandıran baskılayıcı mutantların birikmesine neden2,9. Baskılayıcı mutantların karakterizasyonu ve ebeveyn mutant suşunun büyüme kusurunu geri kazandıran mutasyonların tanımlanması, önemli ve genellikle yeni hücresel süreçlerin aydınlatılmasına izin veren çok yararlı bir yaklaşımdır10,11.

Biz B. subtilis12glutamat homeostaz kontrolü ile ilgileniyoruz. E. coli'yebenzer şekilde, B. subtilis glutamat homeostazının(yaniglutamat bozulmasında blok2)bastırıcı mutantların birikmesiyle pertürbasyonuna yanıt verir. Spontan mutasyonla elde edilen bu baskılayıcı mutantlardaki genomik değişikliklerin glutamat homeostazını hızla geri getirdiği gösterilmiştir9,13. Bu nedenle, B. subtilis'in bakterinin evcilleştirmesi sırasında belirli bir büyüme durumuna adaptasyonunun enzim sentezinde ve glutamat metabolizmasında yer alan evrimleşmiş enzimatik aktivitelerde yansıtılması şaşırtıcı değildir12. Evcilleştirme işlemi sırasında büyüme ortamında eksojen glutamat eksikliğinin, laboratuvar suşu 1682,14'tekriyotik glutamat dehidrogenaz (GDH) gudBCR geninin ortaya çıkması ve sabitlenmesi için itici güç olduğu ileri sürülmüştür. Bu hipotez, laboratuvar suşundaki GDH aktivitesinin azalmasının, eksojen glutamat az olduğunda bakterilere seçici bir büyüme avantajı sağladığı gözlemimiz ile desteklenmektedir2. Ayrıca, bir B. subtilis suşunun yetiştirilmesi, GDH GudB sentezlenmesi, eksojen glutamat yokluğunda gudB genini inaktive eden baskılayıcı mutantların birikmesi ile sonuçlanır2. Açıkçası, katabolik olarak aktif bir GDH'nin varlığı hücre için dezavantajlıdır, çünkü anabolizma için kullanılabilecek endojen olarak üretilen glutamat amonyum ve 2-oksioglutarat olarak bozulur (Şekil 1). Bunun aksine, glutamat ortam tarafından sağlandığında, üst düzey GDH aktivitesi ile donatılmış bir B. subtilis suşu, sadece bir fonksiyonel GDH sentezleyen bir suş üzerinde seçici bir büyüme avantajına sahiptir. Üst düzey GDH aktivitesinin, bakterilerin orta2 tarafından sağlanan diğer karbon kaynaklarına ek olarak ikinci bir karbon kaynağı olarak glutamat kullanmasına izin verdiğini varsaymak mantıklıdır (bkz. Şekil 1). Bu nedenle, GDH aktivitesi, eksojen glutamanın mevcudiyetine bağlı olarak bakterilerin zindeliğini güçlü bir şekilde etkiler.

Burada, kromozom üzerinde tek bir lokusta farklılık gösteren iki B. subtilis suşu arasındaki tür içi rekabeti izlemek ve görselleştirmek için çok açıklayıcı bir yöntem sunuyoruz (Şekil 2). İki suş, floroforlar YFP ve CFP'yi kodlayan yfp ve cfp genleri ile etiketlendi ve farklı beslenme koşulları altında birlikte çalıştı. Zamanla örnekleme yaparak ve agar plakalarına uygun seyreltmeler yaparak, kültürlerin her birinde hayatta kalanlar ortak bir stereo floresan mikroskobu kullanılarak kolayca izlenebilir. Bu makalede açıklanan prosedürün gerçekleştirilmesi kolaydır ve zaman içinde bir hücre popülasyonunda sırasıyla yararlı ve zararlı mutasyonların hızlı klonal genişlemesini ve ortadan kaldırılmasını görselleştirmek için uygundur.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protokol

1. Agar Tabaklarının, Kültür Medyasının, Kriyostockların ve Ön Kültürlerin Hazırlanması

  1. Büyüme ortamı ve gerekli reaktifleri hazırlayın (bkz. malzeme ve reaktifler tablosu).
  2. B. subtilis suşlarını çizgile (örneğin. BP40 (rocG+ gudBCR amyE::PgudB-yfp) ve BP52 (rocG+ gudB+ amyE::PgudB-cfp) sırasıyla bir ve iki aktif GDH ifade eden)2 tek koloniler elde etmek için SP orta agar plakaları üzerinde yapılacak yarışma deneyinde kullanılacaktır. Plakaları gece boyunca 37 °C'de kuluçkaya yatırın.
  3. Tek kolonileri alın ve 4 ml LB sıvı ortam içeren steril kültür tüplerini aşılayın. Bakterileri gece boyunca 28 °C ve 220 rpm'de yetiştirin.
  4. Hücrelerin 28 °C'de geceleme veya sporulate olmasını önlemek için gece kültürlerini büyütün.
  5. Standart bir spektrofotometre kullanarak kültürlerin optik yoğunluğunu 600 nm (OD600)dalga boyunda ölçün.
  6. Kültürler2.0'ın 600'üne ulaştıysa, 0.75 ml'lik kültürleri 1.5 ml reaksiyon tüplerinde 0.75 ml steril% 50 gliserol çözeltisi ile karıştırın. Yaklaşık10 8 hücre/ml içeren kriyostocklar elde etmek için son OD 600 1.0 olmalıdır.
  7. Tüpleri -80 °C'de saklayın.
  8. Cfp ve yfp kodlama florofor genleri ile etiketlenmiş her bir suşun üç ön kültürünü yapın. -80 °C kriyostocklardan 1 μl hücre ile ön ürünleri (4 ml LB sıvı ortam içeren steril kültür tüpleri) aşılayın. Kültürleri bir gecede 28 °C ve 220 rpm'de kuluçkaya yatırın.

2. Bakterilerin BirlikteLiği, Numune Toplama ve Numune Depolama

  1. 100 ml C-Glc ve CE-Glc minimal ortamı yeni hazırlayın (reaktifler ve malzemeler tablosuna bakın) ve her ortamın 20 ml'lik kısmını steril 100 ml sallama şişelerine aktarın.
  2. Bir gecede yetiştirilen 0,1 ml'lik ön ürünleri alın, 1,5 ml'lik bir cuvette 0,9 ml LB orta ile seyreltin ve OD600'übelirleyin.
  3. Yarışma deneyi için,1.0-1.5 arasında benzer bir OD 600'e sahip farklı suşların ön kültürlerini alın.
  4. Karışık hücre popülasyonları elde etmek için, uygun OD600'e sahip olan ön kültürlerin hücrelerini 20 ml C-Glc'de 0,05'in 600'ünE ve 100 ml sallama şişelerinde desteklenmiş CE-Glc minimal ortamına seyreltin. Yarışma deneyi için iki suş 1:1 oranında karıştırılmalıdır.
  5. Şişelerden 10 ml numune alın, 15 ml plastik tüplere aktarın, hücreleri standart bir masa üstü santrifüjde 4.000 x g'da 10 dakika santrifüjleme ile hasat edin ve süpernatantı atın.
  6. Hücreleri 0,5 ml taze LB ortamında yeniden biriktirin ve hücreleri steril 1,5 ml reaksiyon kabına aktarın. 0,5 ml% 50 steril gliserol ekleyin, süspansiyonu titiz bir girdapla karıştırın ve numuneleri bir sonraki tedaviye kadar -80 ° C dondurucuda saklayın.
  7. Sallama şişelerinde kalan hücreleri 37 °C ve 220 rpm'de 24 saate kadar kuluçkaya yatırın. Floroforların fotoğraf ağartmasını önlemek için sallama şişelerini karanlıkta tutun.
  8. 7 saat ve 24 saat büyümeden sonra 0,1 ml'lik daha fazla örnek alın. Numunelerin1:10 seyreltmelerinin (C-Glc veya CE-Glc minimal ortamında) OD 600'lerini ölçün ve not edin.
  9. OD600/1.0 olan kriyostocklar yapmak için her kültürden uygun miktarda hücre alın. Numuneleri bir sonraki tedaviye kadar -80 °C'de saklayın.

3. Nicel Analizler için Numune Tedavisi, Kaplama ve Kuluçka

  1. Tüm örnekleri topladıktan sonra, kriyostockları çözün ve hücreleri% 0,9 tuzlu su çözeltisinde seyreltin (reaktifler ve malzemeler tablosuna bakın) 10-3'ekadar.
  2. SP orta agar plakaları üzerinde 10 -3 seyreltmenin0.1 ml'si plaka ve steril cam pipetler kullanarak hücreleri dağıtın.
  3. Plakaları tek koloniler ortaya çıkana kadar karanlıkta 37 °C'de bir gecede kuluçkaya yatırın.

4. Kantitatif Analiz için Stereo Floresan Mikroskopisi ile Hayatta Kalanları Saymak

  1. Stereo floresan mikroskobu altında hayatta kalanları sayarken daha iyi bir yönlendirme için agar plakasının altını siyah bir kalemle dört parçaya bölün.
  2. Plakayı mikroskobun altına baş aşağı yerleştirin ve soğuk ışık kaynağını kullanarak kolonileri odak noktasına getirin.
  3. Koloniler odakta olduğunda, CFP etiketli gerinimde kalan hücreleri görselleştirmek için CFPiçin uygun filtre kümesine geçin. Kolonileri bir kalemle etiketleyerek bu gerginlikte hayatta kalanları sayın ve sayıyı not edin.
  4. Etiketleri etanol ile çıkarın ve yfp etiketli gerinimde kalan hücreleri görselleştirmek için YFPfiltre kümesine geçin. Kolonileri bir kalemle etiketleyarak hayatta kalanları tekrar sayın ve sayıyı not edin.

5. Yarı Saydam Analizler için Örnek Tedavi ve Mikroskopi

  1. Açıklayıcı rakamlar için, SP agar plakasındaki 3.1 adımından10 -4 seyreltmenin (yaklaşık 100 hücre) 10 μl'sini tespit edin (bkz. Şekil 3).
  2. Plakaları tek koloniler ortaya çıkana kadar karanlıkta 37 °C'de bir gecede kuluçkaya yatırın.
  3. Petri kabını kapaksız olarak mikroskop altına yerleştirin ve soğuk ışık kaynağını kullanarak noktayı odak noktasına getirin.
  4. Açıklayıcı figürler için lekelerin fotoğraflarını çekin. Soğuk ışık kaynağı ile kolonilerin fotoğraflarını çekmek için uygun bir pozlama süresi seçin.
  5. Plakayı hareket ettirmeden CFP filtre kümesine değiştirin, pozlama süresini ayarlayın ve fotoğraf çekin. Aynı şeyi YFP filtre kümesiyle de yapın ve daha fazla analiz için resimleri kaydedin.

6. Veri Analizi

  1. Nicel veri analizleri için Excel gibi yazılımları kullanın. Sayılan kolonilere dayanarak, sarı ve mavi kolonilerin yüzdesini% 100 olarak ayarlanmış tüm koloni sayısına göre hesaplayın.
  2. Yığılmış çubuk diyagramı oluşturmak için hesaplanan sayıları kullanın (bkz. Şekil 4 ve Şekil 5). Farklı noktalardan çekilen resimlerin birleştirilmiş resimlerini oluşturmak için Adobe Photoshop gibi bir görüntü işleme programı kullanın. Alternatif olarak, http://rsbweb.nih.gov/ij/ indirilebilen serbestçe kullanılabilen ImageJ yazılımı görüntü işleme için kullanılabilir.
  3. CfP filtre kümesi ve YFP filtre kümesiyle çekilen resimleri tek bir noktadan açın. Medyadan gelen arka plan floresanlarını azaltmak için kontrastı ve parlaklığı optimize edin.
  4. Resimlerden birine gidin ve tümlerini seçin. Resmi kopyalayın ve diğer resme yapıştırın.
  5. Resimleri birleştirmek için "renk atlatma" işlevini kullanın veya kanallar sekmesini kullanarak floresan resimlerin üzerine bindirin. Farklı ortamlardan ve farklı zaman noktalarından kolonilerin birleştirilmiş resimleri, sıvı kültürü içindeki farklı suşların büyümesini temsil eder.

7. Özel İpuçları: Cfp ve yfp ile Etiketlenmiş İzojenik Suşların Boya Anahtarı Deneyi ve Cocultivation

B. subtilis'teki iki florofor kodlayan genden birinin ifadesi zindeliği ve dolayısıyla bakterilerin büyüme hızını etkileyebilir. Bu nedenle, ekim sırasında bir rakip suşunun hücre popülasyonundan elimine edilmesi sadece floroforun olumsuz etkisinden kaynaklandığını dışlamak için aşağıdaki deneylerin yapılması önerilir:

  1. Tüm deneyi tekrarlayın ve ters etiketli suşları birlikte kullanın(örneğin, önceki cfpetiketli suş şimdi yfp geni ile etiketlenmiştir ve bunun tersi de vardır). Ters olmasına rağmen, elde edilen sonuçlar, bir suşun diğer suşa göre seçici bir büyüme avantajına sahip olduğu önceki gözlemle karşılaştırılabilir olmalıdır.
  2. Tüm deneyi tekrarlayın ve yfp ve cfp ile etiketlenmiş izojenik suşları koordine edin (örneğin BP40 (rocG+ gudBCR amyE::PgudB-yfp) ve BP41 (rocG+ gudBCR amyE::PgudB-cfp)). Zaman içinde hücre popülasyonunun bileşimini takip ederek iki florofordan birinin bakterilerin zindeliği üzerindeki olumsuz etkisini tahmin edin.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Sonuçlar

Burada açıklanan yöntem, sırasıyla florofor cfp ve YFP'yi kodlayan cfp ve yfp genleri ile etiketlenmiş B. subtilis suşlarından oluşan bir hücre popülasyonunda tür içi rekabeti görselleştirmek için başarıyla uygulanmıştır. Şekil 3'tegösterildiği gibi, yöntem tür içi rekabeti çok açıklayıcı bir şekilde görselleştirmek için kullanılabilir. Örneklerin küçük alanlarda tespit haline getirerek, hücre popülasyonunun klonal bileşimi bir bakı?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Tartışmalar

Bakterilerin rekabetçi uygunluğunu analiz etmek için çeşitli yöntemler geliştirilmiştir16. Çoğu durumda bakteriler farklı antibiyotik direnç kasetleri ile etiketlenmiştir17. Yaklaşımımıza benzer şekilde, hücrelerin antibiyotik direnç kasetleri ile etiketlanması, tanımlanmış büyüme koşulları altında kokültivasyon sırasında bakterilerin rekabetçi zindeliğinin değerlendirilmesini sağlar. Ayrıca, bu yöntem kromozom17'dekibelirli bir çekirgede birbirinden...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Açıklamalar

Yazarlar rakip finansal çıkarları olmadığını beyan ederler.

Teşekkürler

Yazarların laboratuvarındaki çalışmalar Deutsche Forschungsgemeinschaft (http://www.dfg.de tarafından desteklendi; CO 1139/1-1), Fonds der Chemischen Industrie (http://www.vci.de/fonds) ve Göttingen Moleküler Biyoloji Merkezi (GZMB). Yazarlar Jörg Stülke'yi yararlı yorumlar ve makalenin eleştirel okuması için kabul etmek istiyor.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Malzemeler

NameCompanyCatalog NumberComments
(NH4)2SO4 Roth, Germany3746
AgarDifco, USA214010
Ammonium ferric citrate (CAF)Sigma-Aldrich, Germany9714
CaClRoth, Germany5239
GlucoseApplichem, GermanyA3617
GlycerolRoth, Germany4043
K2HPO4•3H2ORoth, Germany6878
KClApplichem, GermanyA3582
KH2PO4Roth, Germany3904
KOHRoth, Germany6751
MgSO4•7H2Roth, GermanyP027
MnCl2 Roth, GermanyT881
MnSO4•4H2OMerck Millipore, Germany102786
NaClRoth, Germany9265
Nutrient brothRoth, GermanyX929
Potassium glutamateApplichem, GermanyA3712
TryptoneRoth, Germany8952
TryptophanApplichem, GermanyA3445
Yeast extractRoth, Germany2363
1.5 ml Reaction tubesSarstedt, Germany72,690,001
2.0 ml Reaction tubesSarstedt, Germany72,691
15 ml Plastic tubes with screw capSarstedt, Germany62,554,001
Petri dishesSarstedt, Germany82.1473
1.5 ml Polystyrene cuvettesSarstedt, Germany67,742
15 ml Glass culture tubes Brand, Germany7790 22
100 ml Shake flasks with aluminium capsBrand, Germany928 24
Sterile 10 ml glass pipettesBrand, Germany278 23
Incubator (28 and 37 °C)New BrunswickM1282-0012
Standard pipette set (2-20 μl, 10-100 μl, 100-1,000 μl)Eppendorf, Germany4910 000.034, 4910 000.042,
Table top centrifuge for 1.5 and 2 ml reaction tubesThermo Scientific, Heraeus Fresco 21, Germany75002425
Table top centrifuge for 15 ml plastic tubesHeraeus Biofuge Primo R, Germany75005440
Standard spectrophotometerAmersham Biosciences Ultrospec 2100 pro, Germany80-2112-21
Stereofluorescence microscope Zeiss SteREO Lumar V12, Germany495008-0009-000
Freezer (-20 and -80 °C)--
Fridge (4 °C)--
AutoclaveZirbus, LTA 2x3x4, Germany-
pH meterpH-meter 766, Calimatic, Knick, Germany766
VortexVortex 3, IKA, Germany3340000
BalanceCP2202S, Sartorius, Germanyreplaced by
Black pen (permanent marker)Staedler, Germany317-9
Powerpoint programMicrosoft, USA-
Office Excel programMicrosoft, USA-Program for data processing
Adobe Photoshop CS5Adobe, USAreplaced by CS6, downloadComputer program for image processing
ComputerPC or Mac-
ZEN pro 2011 software for the stereofluorescence microscopeZeiss, Germany410135 1002 110AxioCam MRc Rev. Obtained through Zeiss
Specific solution recipes
SP Medium
8 g Nutrient broth
0.25 mg MgSO4•7H2O
1 g KCl
15 g agar for solid SP mediumif required
add 1 L with H2Oautoclave for 20 min at 121 °C
1 ml CaCl2 (0.5 M), sterilized by filtration
1 ml MnCl2 (10 mM), sterilized by filtration
2 ml ammonium ferric citrate (CAF, 2.2 mg/ml), sterilized by filtration
LB Medium
10 g Tryptone
5 g Yeast extract
10 g NaCl
15 g agar for solid LB mediumif required
add 1 L with H2Oautoclave for 20 min at 121 °C
C-Glc Minimal Medium
200 ml 5 x C salts
10 ml L-Tryptophan (5 mg/ml), sterilized by filtration
10 ml ammonium ferric citrate (CAF, 2.2 mg/ml), sterilized by filtration
10 ml III’ salts
25 ml Glucose (20%)autoclaved for 20 min at 121 °C
add 1 L with sterile H2O
CE-Glc Minimal Medium
200 ml 5 x C salts
10 ml L-Tryptophan (5 mg/ml), sterilized by filtration
10 ml ammonium ferric citrate (CAF, 2.2 mg/ml), sterilized by filtration
10 ml III’ salts
20 ml Glutamate (40%)
25 ml Glucose (20%), autoclaved for 20 min at 121 °C
add 1 L with sterile H2O
5 x C salts 
20 g KH2PO4
80 g K2HPO4•3H2O
16.5 g (NH4)2SO4
add 1 L with sterile H2Oautoclave for 20 min at 121 °C
III’ salts
0.232 g MnSO4•4H2O
12.3 g MgSO4•7H2O
add 1 L with sterile H2O, autoclave for 20 min at 121 °C
40% Glutamate solution
200 g L-Glutamic acid
adjust the pH to 7.0 by adding approximately 80 g KOH
add 0.5 L with sterile H2Oautoclave for 20 min at 121 °C
0.9% Saline (NaCl) Solution
add 1 L with sterile H2Oautoclave for 20 min at 121 °C
50% Glycerol solution
295 ml Glycerol (87%)
add 0.5 L with sterile H2Oautoclave for 20 min at 121 °C
Bacteria (All strains are based on the Bacillus subtilis strain 168)
Bacillus subtilis BP40 (rocG+ gudBCR amyE::PgudB-yfp) Laboratory strain collection
Bacillus subtilis BP41 (rocG+ gudBCR amyE::PgudB-cfp) 
Bacillus subtilis BP52 (rocG+ gudB+ amyE::PgudB-cfp)
Bacillus subtilis BP156 (rocG+ gudB+ amyE::PgudB-yfp)

Referanslar

  1. Buescher, F. I., et al. Global network reorganization during dynamic adaptations of Bacillus subtilis metabolism. Science. 335, 1099-1103 (2012).
  2. Gunka, K., Stannek, L., Care, R. A., Commichau, F. M. Selection-driven accumulation of suppressor mutants in Bacillus subtilis: the apparent high mutation frequency of the cryptic gudB gene and the rapid clonal expansion of gudB+ suppressors are due to growth under selection. PLoS One. 8, (2013).
  3. Al Mamum, A. A. M., et al. Identity and function of a large gene network underlying mutagenic repair of DNA breaks. Science. 338, 1344-1348 (2012).
  4. Koeppel, A. F., Wertheim, J. O., Barone, L., Gentile, N., Krizanc, D., Cohan, F. M. Speedy speciation in a bacterial microcosm: new species can arise as frequently as adaptations within a species. ISME J. 7, 1080-1091 (2013).
  5. Maughan, H., Nicholson, W. L. Increased fitness and alteration of metabolic pathways during Bacillus subtilis evolution in the laboratory. Appl. Environ. Microbiol. 77, 4105-4118 (2011).
  6. Burkholder, P. R., Giles, N. H. Induced biochemical mutations in Bacillus subtilis. Am. J. Bot. 34, 345-348 (1947).
  7. McLoon, A. L., Guttenplan, S. B., Kearns, D. B., Kolter, R., Losick, R. Tracing the domestication of a biofilm-forming bacterium. J. Bacteriol. 193, 2027-2034 (2011).
  8. Zeigler, D. R., et al. The origins of 168, W23, and other Bacillus subtilis legacy strains. J. Bacteriol. 190, 6983-6995 (2008).
  9. Gunka, K., Tholen, S., Gerwig, J., Herzberg, C., Stülke, J., Commichau, F. M. A high-frequency mutation in Bacillus subtilis: requirements for the decryptification of the gudB glutamate dehydrogenase. 194, 1036-1044 (2012).
  10. Commichau, F. M., et al. Characterization of Bacillus subtilis mutants with carbon source-independent glutamate biosynthesis. J. Mol. Microbiol. Biotechnol. 12, 106-113 (2007).
  11. Beckwith, J. Genetic suppressors and recovery of repressed biochemical memory. J. Biol. Chem. 284, 12585-12592 (2009).
  12. Gunka, K., Commichau, F. M. Control of glutamate homeostasis in Bacillus subtilis: a complex interplay between ammonium assimilation, glutamate biosynthesis and degradation. Mol. Microbiol. 85, 213-224 (2012).
  13. Yan, D. Protection of the glutamate pool concentrations in enteric bacteria. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104, 9475-9480 (2007).
  14. Belitsky, B. R., Sonenshein, A. L. Role and regulation of Bacillus subtilis glutamate dehydrogenase genes. J. Bacteriol. 180, 6298-6305 (1998).
  15. Commichau, F. M., Herzberg, C., Tripal, P., Valerius, O., Stülke, J. A regulatory protein-protein interaction governs glutamate biosynthesis in Bacillus subtilis: the glutamate dehydrogenase RocG moonlights in controlling the transcription factor GltC. Mol. Microbiol. 65, 642-654 (2007).
  16. Gordo, I., Perfeito, L., Sousa, A. Fitness effects of mutations in bacteria. J. Mol. Microbiol. Biotechnol. 21, 20-35 (2011).
  17. Rabatinová, A., et al. The δ subunit of RNA polymerase is required for rapid changes in gene expression and competitive fitness of the cell. J. Bacteriol. 195, 2603-2611 (2013).
  18. Capra, E. J., Perchuk, B. S., Skerker, J. M., Laub, M. T. Adaptive mutations that prevent crosstalk enable the expansion of paralogous signalling protein families. Cell. 150, 222-232 (2012).
  19. García-Betancur, J. C., Yepes, A., Schneider, J., Lopez, D. Single-cell analysis of Bacillus subtilis biofilms using fluorescence microscopy and flow cytometry. J. Vis. Exp. (15), (2012).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Yeniden Basımlar ve İzinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

Izin talebi

Daha Fazla Makale Keşfet

H cresel BiyolojiSay 83Bacillus altyazevrimadaptasyonse ici bas nfaydal mutasyont r i i rekabetflorofor etiketlemeFloresan Mikroskopi

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Araştırma

Eğitim

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır