Name: collection, isolation and enrichment of naturally occurring magnetotactic bacteria from the environment
Uploaded: 2012-11-15T11:55:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Collection, Isolation and Enrichment of Naturally Occurring Magnetotactic Bacteria from the Environment at JoVE.com

Detta arbete har finansierats med bidrag från amerikanska National Science Foundation (EAR-0.920.299 och EAR-0.745.808), US National Science Foundation East Asien och Stillahavsområdet Sommar institut, Geological Society of America Research Grant Program och Alumni Bidrag för Graduate forskning och stipendium från The Ohio State University. Vi vill tacka redaktören och två anonyma granskare för deras insiktsfulla kommentarer.

1. MTB Insamling <ol><li> När beslut fattas om en sötvatten plats att samla magnetotactic bakterier (MTB), är det ofta bäst att börja med en damm eller långsamma flöde som har en mjuk lerig sedimentlager. I denna demonstration vi samlat ett urval på kanten av Olentangy River på campus vid Ohio State University (OSU) i Columbus, Ohio (USA). Även om detta var ett bra läge för vår demonstration, är protokollet som beskrivs här tillämpas på alla vattenlevande plats. De material som används i detta protok...

<ol>
	<li>Blakemore, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetotactic+bacteria.">Magnetotactic bacteria.</a> Science. 190, 377-379 (1975).</li><li>Blakemore, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetotactic+bacteria.">Magnetotactic bacteria.</a> Annual Reviews in Microbiology. 36, 217-238 (1982).</li><li>Bazylinski, D. A., Frankel, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+Biomineralization+of+Magnetite+(Fe3O4)+and+Greigite+(Fe3S4)+in+a+Magnetotactic+Bacterium.">Controlled Biomineralization of Magnetite (Fe3O4) and Greigite (Fe3S4) in a Magnetotactic Bacterium.</a> Applied and Environmental Microbiology. 61, 3232-3239 (1995).</li><li>Lefevre, C. T., Menguy, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Cultured+Greigite-Producing+Magnetotactic+Bacterium+in+a+Novel+Group+of+Sulfate-Reducing+Bacteria.">A Cultured Greigite-Producing Magnetotactic Bacterium in a Novel Group of Sulfate-Reducing Bacteria.</a> Science. 334, 1720-1723 (2011).</li><li>Simmons, S. L., Bazylinski, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=South-seeking+magnetotactic+bacteria+in+the+Northern+Hemisphere.">South-seeking magnetotactic bacteria in the Northern Hemisphere.</a> Science. 311, 371-374 (2006).</li><li>Wolfe, R., Thauer, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+'capillary+racetrack'+method+for+isolation+of+magnetotactic+bacteria.">A 'capillary racetrack' method for isolation of magnetotactic bacteria.</a> FEMS Microbiology Letters. 45, 31-35 (1987).</li><li>Rodgers, F. G., Blakemore, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intercellular+structure+in+a+many-celled+magnetotactic+prokaryote.">Intercellular structure in a many-celled magnetotactic prokaryote.</a> Archives of Microbiology. 154, 18-22 (1990).</li><li>Moench, T. T., Konetzka, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+method+for+the+isolation+and+study+of+a+magnetotactic+bacterium.">A novel method for the isolation and study of a magnetotactic bacterium.</a> Archives of Microbiology. 119, 203-212 (1978).</li><li>Balkwill, D., Maratea, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrastructure+of+a+magnetotactic+spirillum.">Ultrastructure of a magnetotactic spirillum.</a> Journal of Bacteriology. 141, 1399-1408 (1980).</li><li>Lins, U., Freitas, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+homemade+apparatus+for+harvesting+uncultured+magnetotactic+microorganisms.">Simple homemade apparatus for harvesting uncultured magnetotactic microorganisms.</a> Brazilian Journal of Microbiology. 34, 111-116 (2003).</li><li>Jogler, C., Lin, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+Cloning+of+the+Magnetotactic+Metagenome:+Identification+of+Magnetosome+Island+Gene+Clusters+in+Uncultivated+Magnetotactic+Bacteria+from+Different+Aquatic+Sediments.">Toward Cloning of the Magnetotactic Metagenome: Identification of Magnetosome Island Gene Clusters in Uncultivated Magnetotactic Bacteria from Different Aquatic Sediments.</a> Applied and Environmental Microbiology. 75, 3972-3979 (2009).</li><li>Lin, W., Li, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Newly+Isolated+but+Uncultivated+Magnetotactic+Bacterium+of+the+Phylum+Nitrospirae+from+Beijing,+China.">Newly Isolated but Uncultivated Magnetotactic Bacterium of the Phylum Nitrospirae from Beijing, China.</a> Applied and Environmental Microbiology. 78, 668-675 (2012).</li><li>Li, J., Pan, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomineralization,+crystallography+and+magnetic+properties+of+bullet-shaped+magnetite+magnetosomes+in+giant+rod+magnetotactic+bacteria.">Biomineralization, crystallography and magnetic properties of bullet-shaped magnetite magnetosomes in giant rod magnetotactic bacteria.</a> Earth and Planetary Science Letters. 293, 368-376 (2010).</li><li>Oestreicher, Z., Valerde-Tercedor, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetosomes+and+magnetite+crystals+produced+by+magnetotactic+bacteria+as+resolved+by+atomic+force+microscopy+and+transmission+electron+microscopy.">Magnetosomes and magnetite crystals produced by magnetotactic bacteria as resolved by atomic force microscopy and transmission electron microscopy.</a> Micron. 43, 1331-1335 (2012).</li></ol>

Magnetotactic bakterier inte nödvändigtvis finns i varje vattenmiljön 8 men när de inträffar, kan de finnas i storleksordningen 100 - 1.000 celler per milliliter 2. För att observera MTB med hjälp av optisk mikroskopi, behöver du ungefär 50 bakterier / ml i prov 8. Om det inte finns några eller få MTB i ditt prov, då du kommer antingen behöva välja en ny miljö plats för att samla dina prover eller måste du försöka en eller flera av de tekniker som diskuteras i nästa a...

<table border="1"><tbody><tr><td> Produkt </td><td> Företag </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer (tillval) </td></tr><tr><td> Glasskivor </td><td> Fisher Scientific </td><td> S95933 </td><td></td></tr><tr><td> Glas Pasteur pipetter </td><td> Fisher Scientific </td><td> 13-678-6A </td><td></td></tr><tr><td> O-ringen </td><td> Järnaffär </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Täckglas </td><td> Fisher Scientific </td><td> 12-542B </td><td></td></tr><tr><td> Stavmagnet </td><td> Fisher Scientific </td><td> S95957 </td><td></td></tr><tr><td> Behållare </td><td> Varje </td><td></td><td> Varje plastic eller glasbehållare som rymmer minst 0,5 l och kan tätas </td></tr><tr><td> Bomull </td><td> Varje </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Mikroskop med 60X torr lins </td><td> Zeiss </td><td></td><td> En 60X torr lins är inte absolut nödvändigt, men detta ger en hög NA utan att använda olja </td></tr><tr><td> Diamond penna </td><td> Fisher Scientific </td><td> 08-675 </td><td></td></tr><tr><td> 0,22 mm filter </td><td> Fisher Scientific </td><td> 09-719C </td><td></td></tr><tr><td> 1 ml spruta </td><td> Fisher Scientific </td><td> NC9788564 </td><td></td></tr><tr><td> Mikrocentrifugrör </td><td> Fisher Scientific </td><td> 02-681-320 </td><td></td></tr><tr><td> Formvar / Carbon200 mesh, koppar galler </td><td> Ted Pella Inc. </td><td> 01.800 </td><td></td></tr><tr><td> Uranylacetat </td><td> Ted Pella Inc. </td><td> 19.481 </td><td></td></tr><tr><td> Tecnai Spirit TEM </td><td> FEI </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Tecnai F20 S / TEM </td><td> FEI </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

collection, isolation and enrichment of naturally occurring magnetotactic bacteria from the environment

Magnetotactic bakterier (MTB) är vattenlevande mikroorganismer som först bland beskrivs i 1975 1 från sedimentprover samlats in salta våtmarker i Massachusetts (USA). Sedan dess MTB har upptäckts i skiktad vatten och sediment-kolumner från hela världen 2. Ett gemensamt drag för alla MTB är att de innehåller magnetosomes, vilka är intracellulära, membranbundna magnetiska nanokristaller av magnetit (Fe 3 O 4) och / eller greigite (Fe 3 S 4) eller båda 3, 4. På norra halvklotet är MTB vanligtvis attraheras till södra änden av en stavmagnet, medan det södra halvklotet som de brukar lockas till norra änden av en magnet 3,5. Denna egenskap kan utnyttjas när man försöker isolera MTB från miljöprover. En av de vanligaste sätten att berika MTB är att använda en klar plastbehållare för att samla sediment och vatten från en naturlig källa,såsom sötvatten damm. På norra halvklotet är den södra änden av en stavmagnet placeras mot utsidan av behållaren ovanför sedimentet på sediment-vatten-gränssnittet. Efter en tid kan bakterierna avlägsnas från insidan av behållaren nära magneten med en pipett och sedan berikas ytterligare genom att använda en kapillär travbana 6 och en magnet. När berikad, bakterierna kan placeras på ett objektglas med hjälp av en hängande droppe metod och observeras i ett ljusmikroskop eller deponeras på en koppar nät och observerade med transmissionselektronmikroskop (TEM). Med denna metod kan isolerad MTB studeras i mikroskop för att bestämma egenskaper såsom simning beteende, typ och antal flagella, cellmorfologin av cellerna, formen på de magnetiska kristaller, antal magnetosomes, antal magnetosome kedjor i varje cell, sammansättning de nanomineral kristallerna, och närvaro av intracellulära vakuoler.

En magnet är ett effektivt verktyg som kan användas för att isolera magnetotactic bakterier (MTB) som finns i miljöprover (Figur 1A). En kapillär travet (Figur 1B) använder de magnetiska egenskaperna hos MTB att locka dem genom en bomullspropp där de kan skiljas från icke-magnetotactic mikroorganismer också finns inom miljö-provet. <img alt="Figur 1" src="/files/ftp_upload/50123/50123fig1.jpg" /> F...

Watch this Scientific Journal Video about Collection, Isolation and Enrichment of Naturally Occurring Magnetotactic Bacteria from the Environment at JoVE.com

Collection, Isolation and Enrichment of Naturally Occurring Magnetotactic Bacteria from the Environment

Vi demonstrera en metod för att samla magnetotactic bakterier (MTB) som kan tillämpas på naturliga vatten. MTB kan isoleras och anrikas från sedimentprover med en relativt enkel installation som tar fördel av bakteriernas naturliga magnetism. Isolerad MTB kan sedan granskas i detalj med både ljus-och elektronmikroskopi.

Insamling, isolering och anrikning av naturligt förekommande Magnetotactic bakterier från miljön

Magnetotactic bacteria (MTB) are aquatic microorganisms that were first notably described in 19751 from sediment samples collected in salt marshes of ...

Research

JoVE Journal

Biology

Enrichment of NK Cells from Human Blood with the RosetteSep Kit from StemCell Technologies

Anrikning av NK-celler från mänskligt blod med RosetteSep Kit från StemCell Technologies

Natural killer (NK) cells are large granular cytotoxic lymphocytes that belong to the innate immune system and play major roles in fighting against cancer ...

Blood Collection from the American Horseshoe Crab, Limulus Polyphemus

Blodtappning från den amerikanska Horseshoe Crab, Limulus Polyfemos

The horseshoe crab has the best-characterized immune system of any long-lived invertebrate.  The study of immunity in horseshoe crabs has been facilitated ...

Isolation of Small Noncoding RNAs from Human Serum

Isolering av små icke-kodande RNA från humant serum

The analysis of RNA and its expression is a common feature in many laboratories. Of significance is the emergence of small RNAs like microRNAs, which are ...

Avian Semen Collection by Cloacal Massage and Isolation of DNA from Sperm

Aviär seminstation av Svabbprover Massage och isolering av DNA från spermier

Collection of semen may be useful for a wide range of applications including studies involving sperm quality, sperm telomere dynamics, and epigenetics. ...

Growing Magnetotactic Bacteria of the Genus Magnetospirillum: Strains MSR-1, AMB-1 and MS-1

Growing Magnetotactic Bacteria of the Genus Magnetospirillum: Strains MSR-1, AMB-1 and MS-1

Växande Magnetotactic bakterier av släktet Magnetospirillum: stammar MSR-1, AMB-1 och MS-1

Magnetotactic bacteria are Gram-negative, motile, mainly aquatic prokaryotes ubiquitous in freshwater and marine habitats. They are characterized by their ...

Isolation of Myoepithelial Cells from Adult Murine Lacrimal and Submandibular Glands

Isolering av Myoepithelial celler från Adult murine lacrimal och submandibular körtlar

The lacrimal gland (LG) is an exocrine tubuloacinar gland that secretes an aqueous layer of tear film. The LG epithelial tree is comprised of acinar, ...

Isolation and Enrichment of Human Lung Epithelial Progenitor Cells for Organoid Culture

Isolering och anrikning av humana lungepitelceller för organoidkultur

Epithelial organoid models serve as valuable tools to study the basic biology of an organ system and for disease modeling. When grown as organoids, ...

Isolation and Differentiation of Primary White and Brown Preadipocytes from Newborn Mice

Isolering och differentiering av primära vita och bruna preadipocyter från nyfödda möss

The understanding of the mechanisms underlying adipocyte differentiation and function has greatly benefited from the use of immortalized white ...

Collection and Identification of Pollen from Honey Bee Colonies

Insamling och identifiering av pollen från honungsbikolonier

Researchers often collect and analyze corbicular pollen from honey bees to identify the plant sources on which they forage for pollen or to estimate ...