Name: molecular probe optimization to determine cell mortality in a photosynthetic organism (microcystis aeruginosa) using flow cytometry
Uploaded: 2016-01-29T13:00:00
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저자는 연구 및 시설에 대한 지원 및 자금 지원을 위해 박사 과정 학생 데이브 하트 넬과 본머스 대학을 인정하고 싶습니다.

분자 프로브 및 흐름 사이토 1. 준비 <ol><li> 초순수 여과하고 H 2 O에 필요한 농도의 분취 액에 디메틸 설폭 사이드 (DMSO)에 5 mM의 용액으로 공급 된 핵산 프로브의 원액을 희석 </li><li> 25 O C까지 사용 - -5 O C와 사이의 어두운 조건에서 핵산 프로브를 저장합니다. </li><li> 사이토 흐름과 부하 소프트웨어 패키지를 켭니다 (FCM 사양 재료 / 장비의 표 참조). </li><li> 시료 주입 프?...

<ol>
	<li>Kell, D. B., Kaprelyants, A. S., Weichart, D. H., Harwood, C. R., Barer, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Viability+and+Activity+in+Readily+Culturable+Bacteria:+A+Review+and+Discussion+of+the+Practical+Issues.">Viability and Activity in Readily Culturable Bacteria: A Review and Discussion of the Practical Issues.</a> Anton. Leeuw. Int. J. G. 73, 169-187 (1998).</li><li>Adams, D. G., Duggan, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tansley+Review+No.+107.+Heterocyst+and+Akinete+Differentiation+in+cyanobacteria.">Tansley Review No. 107. Heterocyst and Akinete Differentiation in cyanobacteria.</a> New Phytol. 144 (1), 3-33 (1999).</li><li>Lidstrom, M. E., Konopka, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Role+of+Physiological+Heterogeneity+in+Microbial+Population+Behavior.">The Role of Physiological Heterogeneity in Microbial Population Behavior.</a> Nat. Chem. Biol. 6 (10), 705-712 (2010).</li><li>Dagnino, D., de Abreu Meireles, D., de Aquino Almeida, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+of+Nutrient-Replete+Microcystis.+PCC+7806+Cultures+is+Inhibited+by+an+Extracellular+Signal+Produced+by+Chlorotic+Cultures.">Growth of Nutrient-Replete Microcystis. PCC 7806 Cultures is Inhibited by an Extracellular Signal Produced by Chlorotic Cultures.</a> Environ. Microbiol. 8 (1), 30-36 (2006).</li><li>Davey, H. M., Kell, D. B., Weichart, D. H., Kaprelyants, A. 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M., Nebe-von-Caron, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiparameter+Flow+Cytometry+of+Bacteria.">Multiparameter Flow Cytometry of Bacteria.</a> Methods. Mol. Biol. 263, 33-44 (2004).</li><li>Peperzak, L., Brussaard, C. P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flow+Cytometric+Applicability+of+Fluorescent+Vitality+Probes+on+Phytoplankton.">Flow Cytometric Applicability of Fluorescent Vitality Probes on Phytoplankton.</a> J. Phycol. 47 (3), 692-702 (2011).</li><li>Roth, B. L., Poot, M., Yue, S. T., Millard, P. 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I., Rengefors, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+Control+of+HAB+Species+using+Low+Biosurfactant+Concentrations.">On the Control of HAB Species using Low Biosurfactant Concentrations.</a> Harmful Algae. 8 (6), 857-863 (2009).</li><li>Bouchard, J. N., Purdie, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+Elevated+Temperature,+Darkness,+and+Hydrogen+Peroxide+Treatment+on+Oxidative+Stress+and+Cell+Death+in+the+Bloom-Forming+Toxic+Cyanobacterium+Microcystis.">Effect of Elevated Temperature, Darkness, and Hydrogen Peroxide Treatment on Oxidative Stress and Cell Death in the Bloom-Forming Toxic Cyanobacterium Microcystis.</a> J. Phycol. 47 (6), 1316-1325 (2011).</li><li>Reynolds, C. S., Jaworski, G. H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enumeration+of+Natural+Microcystis+Populations.">Enumeration of Natural Microcystis Populations.</a> Br. Phycol. J. 13 (3), 269-277 (1978).</li><li>Marie, D., Simon, N., Vaulot, D., Andersen, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phytoplankton+Cell+Counting+by+Flow+Cytometry.">Phytoplankton Cell Counting by Flow Cytometry.</a> Algal culturing techniques. , 253-268 (2005).</li><li>Assun&#231;ao, P., Antuees, N. T., Rosales, R. S., de la Fe, C., Poveda, C., Poveda, J. B., Davey, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flow+cytometric+method+for+the+assessment+of+the+minimal+inhibitory+concentrations+of+antibacterial+agents+to+Mycoplasma+agalactiae.">Flow cytometric method for the assessment of the minimal inhibitory concentrations of antibacterial agents to Mycoplasma agalactiae.</a> Cytom Part A. 69, 1071-1076 (2006).</li><li>Davey, H. M., Kell, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flow+Cytometry+and+Cell+Sorting+of+Heterogeneous+Microbial+Populations:+The+Importance+of+Single-Cell+Analyses.">Flow Cytometry and Cell Sorting of Heterogeneous Microbial Populations: The Importance of Single-Cell Analyses.</a> Microbiol. rev. 60 (4), 641-696 (1996).</li><li>Franklin, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Explaining+the+Causes+of+Cell+Death+in+Cyanobacteria:+What+Role+for+Asymmetric+Division?.">Explaining the Causes of Cell Death in Cyanobacteria: What Role for Asymmetric Division?.</a> J. Plankton Res. 36 (1), 11-17 (2013).</li><li>Kaprelyants, A. S., Mukamolova, G. V., Davey, H. M., Kell, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+Analysis+of+the+Physiological+Heterogeneity+within+Starved+Cultures+of+Micrococcus+luteus.+by+Flow+Cytometry+and+Cell+Sorting.">Quantitative Analysis of the Physiological Heterogeneity within Starved Cultures of Micrococcus luteus. by Flow Cytometry and Cell Sorting.</a> Appl. Environ. Microbiol. 62 (4), 1311-1316 (1996).</li><li>Waggoner, A., Melamed, M. R., Lindmo, T., Mendelsohn, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescent+probes+for+cytometry.">Fluorescent probes for cytometry.</a> Flow cytometry and sorting. , 209-225 (1990).</li><li>Gray, J. V., Petsko, G. A., Johnston, G. C., Ringe, D., Singer, R. A., Werner-washburne, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=&#34;Sleeping+Beauty&#34;:+Quiescence+in+Saccharomyces+cerevisiae.">&#34;Sleeping Beauty&#34;: Quiescence in Saccharomyces cerevisiae.</a> Microbiol. Mol. Biol. Rev. 68 (2), 187-206 (2004).</li><li>Keer, J. T., Birch, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+Methods+for+the+Assessment+of+Bacterial+Viability.">Molecular Methods for the Assessment of Bacterial Viability.</a> J. Microbiol. Methods. 53 (2), 175-183 (2003).</li></ol>

15,19,22,23 - 분자 프로브를 사용하여 출판물의 증가 숫자는 믿을 수 있고 정보 데이터는 5,6,8를 얻을 수 있음을 나타냅니다. 아직 같은 농도 및 배양 시간 6,10 모든 종에 걸쳐 효과적 일 수있다 세포 생존에 대한 완벽한 얼룩은 없습니다. 변경된 형광 방출과 프로브의 같은 종류가 정확한 농도와 항온 처리 시간 (표 1 및 3)을 확립 할 필요를 나타낸다. 이 ?...

세포는 지속적으로 생체 변수를 수정하고 그 기능을 변화시켜 환경에 반응 복잡한 시스템이다. 3 - 동종 미생물 인구 자연과 실험실 모두의 인구 역학은 비교적 일정한 환경 조건 (1)에서 발생, 개체군의 발전에 의해 영향을받습니다. 자연 미생물 군집의 변화로 인해 환경 조건의 매우 가변적 특성으로 발생한다. 이 때로는 확률 과정​​ 이후 인구 평균에 매우 다른 소집단을 생산하고 있습니다. 최근의 증거는 이러한 생리적 개체군은 환경 조건에 다르게 반응과 크게 영향을 전체 인구의 3,4에 영향을 미치는 신호 화합물 또는 억제제를 생성 할 수 있음을 밝혔다. 집단 내 이질성을 정의하는 방법을 설정하면 해제의 열쇠입니다다양한 환경에서 미생물의 생태를 derstanding 및 heterocysts 같은 전문화 된 세포를 개발하고, 이러한 환경 변동에 대한 응답으로 형태 학적 이질성을 표시 크게 영향 인간의 물 보안에. 종 등 Anabaena와 같은 독성 Microcystis으로, 귀찮은 시아 노 박테리아의 지식을 구축 할 때 필수적이다 및 akinetes 2. 대조적으로, Microcystis 세포 스트레스 반응 중에 명백한 형태 이질성을 표시하지 않는다. 실용적인 비 생존 세포 간의 차별 생리 분화의 가장 중요한 측면이다 미생물 개체군에 대한 이해를 허용한다. 그러나 세균의 생존 자체의 개념 문제는 어렵고 가난 1,5,6을 특징으로 남아있다. 유동 세포 계측법 (FCM)은 각각의 세포를 분석하는 안정적이고 빠른 방법입니다. 단일 셀의 물리 치료사에 대한 이해를 높이려면FCM의 뜻을 통해, 프로브 분자는 생화학 적 대사 과정 (7)의 개수를 구별하는데 사용되어왔다. 이 세포 및 인구 수준에서 종의 증가 지식을 주도 차례로 수자원 관리 8,9 도움이되었습니다. 그러나, 생물 인해 분자 프로브 설계 및 프로토콜 구현 6,10,11의 숫자로 이끈 세포 벽과 세포막에 구멍 펌프, 분자 프로브 흡수 및 유출의 관점에서 차이가있다. 상업 및 연구 목적을 위해 사용 가능한 분자 프로브는 종종 매우 상이한 세포 유형에 적용될 수있는 일반적인 프로토콜에 공급된다. 하나는 다른 6 하나의 세포 유형을 위해 개발 된 프로토콜을 전송하기에 매우주의해야하며, 효과적으로 사용하기 전에 분자 프로브를 최적화하기 위해 필수적인 작업은 따라서이다. 녹색과 주황색 핵산 프로브는 최소한의 기본 더블 및 단일 가닥 핵산을 모두 결합 선택의 ivity 및 세포의 세포막의 무결성을 평가하기 위해 사용된다. 녹색 핵산 프로브는 세포 생존의 지표로서 작용할 수 요오드화 프로피 듐 등의 계 화합물 (12)과 같은 다른 분자 프로브에 비해 현저하게 개선 된 셀 라벨 형광 신호를 갖는다. 용어 &quot;세포 생존 &#39;는 여기 DNA 분해가 세포막 무결성 손실 후에 발생한다고 가정. 핵산 프로브는 세 양전하와 비대칭 시아닌 염료이며, 모두 진핵 11,13 및 원핵 생물 14, 15에, 특징 농도에서 양막 세포를 입력 할 수 없습니다. 핵산 핵산 프로브의 결합은 멤브레인 무결성이 손상된 세포에서 내인성 신호로부터 형광 방출&gt; 500 배 증가까지 초래할 수있다. 이러한 녹색 핵산 프로브 분자 프로브는 단일 세포 생리학의 좋은 지표가 될 수 있지만, 필요에 t 존재혼자 Microcystis 실험에서 0.5 μm의 15 - - 0.1 μM에서 30 분 및 농도 범위 - 19 배양 시간은 7 분에서 다양대로 O, 의도 된 대상 유기체 각 프로브를 최적화 할 수 있습니다. 여기에서 우리는 녹색의 세포 측정 분석과 (날짜에 시아 노 박테리아 종 M.aeruginosa에서 테스트되지) 비교적 새로운 오렌지 핵산 프로브를 최적화하는 프로토콜을 제시한다. 다음 개발 된 방법론은 다른 종에 전송함으로써 미생물의 이해와 생태적 행동을 증가 다른 분자 프로브의 프로토콜을 최적화하기위한 플랫폼으로 사용될 수있다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="926">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:168px;">Cyanobacteria Media</td>
			<td style="width:135px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">C3061-500ML</td>
			<td style="width:501px;">BG-11 Freshwater concentrated solution (x50 dilution)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Decontamination Fluid</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>653155</td>
			<td>Run for 2 mins when outputs are more than 12 events per second on fast or a flow rate of 66 &#181;L/min.&#160; Followed by 2mins of sheath H2O.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Flow Cytometer</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>N/A (by request)</td>
			<td>BD Accuri C6</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">SYTOX Green</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>S7020</td>
			<td>Nucleic acid stain &#8211; 5mM solution in DMSO</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">SYTOX Orange</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>S11368</td>
			<td>Nucleic acid stain &#8211; 5mM solution in DMSO</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

molecular probe optimization to determine cell mortality in a photosynthetic organism (microcystis aeruginosa) using flow cytometry

필드와 실험실 연구에서 미생물 개체군은 형태 학적 및 생리 학적 파라미터에 높은 이질성을 표시하는 것으로 나타났다. 미생물 세포 분열 및 대사 활동이 감소함으로써 휴면 상태로 존재할 수있는 균체의 실시간 상태를 결정하면, 라이브 또는 죽은 카테고리로 넘어 간다. 전체 인구의 생존을 결정하는 데 도움이 할 수있는 신속하고 정확한 방법은 분자 프로브 감지 및 미생물의 정량화에 대한 필요성, 세포 계측법 (FCM)을 흐름을 제공 감안할. 막 완전성을 검출하도록 모델에 남조류 Microcystis 녹농균을 SYTOX 그린 SYTOX 오렌지를 사용함으로써, 우리는 단일 세포 사망의 신속한 표시에 대한 방법을 개발 양도. actio의 필적 모드가 유사 여기 및 발광 파장이 다른 제품이 있지만,이 저널에서 사용 분자 프로브 (각각으로 녹색 또는 오렌지색 핵산 프로브 부른다앞이 프로브를 언급에 N, 우리는 구체적으로)를 참조하십시오. 분자 프로브를 사용하여 프로토콜 농도와 배양 시간에 주로 서로 다른 종 사이에 다릅니다. M.aeruginosa에 출발이 프로토콜에 따라 녹색 핵산 프로브는 30 배양 분, 10 분 후 1 μM에서 오렌지 핵산 프로브 후 0.5 μM의 농도에서 최적화되었습니다. 막 손상 세포의보고에서 주도 언급 최적의보다 적은 양의 프로브 농도. 반대로, 두 프로브 5 μM 농도 이상은 &#39;생방송&#39;세포 &#39;는 비 생존 &quot;세포 수의 위에 표현 선도, 대상 형광을 생성함으로써 비특이적 염색의 유형을 나타낸다. 제어 세대의 적합성이 논의 될 수 남아 있지만, 양성 대조군 (열 사망)는, 검증 가능한 죽은 바이오 매스를 제​​공했다. 녹색과 주황색 핵산 프로브 우리 드를 최적화하기위한 단계의 논리적 순서를 보여줌으로써시아 노 박테리아 효과적으로 생리 상태를 분석하는데 사용될 수있다 프로토콜을 만드는 방법 monstrate.

지수 상에 M.aeruginosa 배치 문화에서 앞으로 빛 산란 (FSC)와 측면 빛 산란 (SSC) 출력은 각각 셀 크기 (직경) 및 내부 단위에 대한 정보 (그림 1A)를 제공합니다. FSC는 M.aeruginosa하기에는 너무 큰 및 / 또는 작은 세포를 구별 할 수있다. 이 차별 또는 게이팅은 FSC 출력 (도 1C)의 소정 포인트 사이의 데이터에 의해 정제 할 수있다. 빨간색 광원?...

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Molecular Probe Optimization to Determine Cell Mortality in a Photosynthetic Organism Microcystis aeruginosa Using Flow Cytometry

미생물 인구는 전체 동작을 지시 할 수있는 실질적인 세포 이질성가 포함되어 있습니다. 유동 세포 계측법을 통해 분자 프로브 분석 그러나 그것의 응용 프로그램이 종 사이에서 변화, 세포의 생리 학적 상태를 확인할 수 있습니다. 이 연구는 과소 평가하거나 거짓 긍정적 인 결과를 기록하지 않고, 정확하게 cyanobacterium 인구 내에서 세포 사망을 결정하는 프로토콜을 제공합니다.

분자 프로브 최적화 (광합성 생물의 세포 사망을 확인하는 방법<em&gt; Microcystis aeruginosa의</em&gt;) 유동 세포 계측법을 사용하여

Microbial subpopulations in field and laboratory studies have been shown to display high heterogeneity in morphological and physiological parameters. ...

Research

JoVE Journal

Medicine

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Preparation of Myeloid Derived Suppressor Cells (MDSC) from Naive and Pancreatic Tumor-bearing Mice using Flow Cytometry and Automated Magnetic Activated Cell Sorting (AutoMACS)

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연구

의학

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경쟁 손쥐 골수 이식 모델에서 기증자 세포 Engraftment를 확인하려면 수량 실시간 PCR을 사용하여

Murine bone marrow transplantation models provide an important tool in measuring hematopoietic stem cell (HSC) functions and determining genes/molecules ...

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인간 혈청에있는 N-메틸-D-아스파 라진 산염 수용체 또는 도파민 2 수용체에 대한 항체를 검출하는 높은 처리량 유동 세포 계측법 세포 기반 분석

Over the recent years, antibodies against surface and conformational proteins involved in neurotransmission have been detected in autoimmune CNS diseases ...

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The majority of cancer-related deaths occur subsequent to the development of metastatic disease. This highly lethal disease stage is associated with the ...

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Imaging- and Flow Cytometry-based Analysis of Cell Position and the Cell Cycle in 3D Melanoma Spheroids

Imaging- 및 유동 세포 계측법 기반의 셀 위치의 분석 및 3D 흑색 종 회전 타원체의 세포주기

Three-dimensional (3D) tumor spheroids are utilized in cancer research as a more accurate model of the in vivo tumor microenvironment, compared to ...

Electrophysiological Measurement of Noxious-evoked Brain Activity in Neonates Using a Flat-tip Probe Coupled to Electroencephalography

Electroencephalography 결합 플랫 팁 프로브를 사용 하 여 신생아에 갖는 유해 두뇌 활동의 electrophysiological 측정

Pain is an unpleasant sensory and emotional experience. In non-verbal patients, it is very difficult to measure pain, even with pain assessment tools. ...