Name: a method to assess bacteriocin effects on the gut microbiota of mice
Uploaded: 2017-07-25T15:00:00
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Les auteurs souhaitent remercier la mobilité coordonnée de chercheurs de l&#39;EEE Grant NILS Science et Sustainability Coordination (référence 017-ABEL-CM-2013). CB et GP-M. Ont été soutenus par la subvention AGL2015-70487-P du ministère espagnol de l&#39;Économie et de la Compétitivité. OCOU et DBD ont été soutenus par un programme de bourses stratégiques pour la recherche en sciences alimentaires de l&#39;Université norvégienne des sciences de la vie (projet NMBU) (projet 1205051025). Nous souhaitons également remercier Inmaculada Noguera pour son aide aux soins et à l&#39;échantillonnage des animaux et à Jésus Dehesa pour son aide pour assurer la disponibilité de matériel de laboratoire dans l&#39;établissement d&#39;élevage. Nous apprécions également le professeur Lars-Gustav Snipen pour ses conseils sur les statistiques.

Les soins et la manipulation doivent être effectués dans une unité spécialisée de soins des animaux. Les procédures décrites ici ont été approuvées par le Comité d&#39;éthique correspondant de l&#39;Université de Valence et les autorités locales, conformément aux principes de la protection des animaux de laboratoire obligatoire par le droit de l&#39;Union européenne et 2010/63 / UE et le gouvernement espagnol RD 53/2013 sur la protection des animaux Utilisé à des fins scientifiques, afin de respecter l...

<ol>
	<li>Papagianni, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ribosomally+synthesized+peptides+with+antimicrobial+properties:+biosynthesis,+structure,+function,+and+applications.">Ribosomally synthesized peptides with antimicrobial properties: biosynthesis, structure, function, and applications.</a> Biotechnol Adv. 21 (6), 465-499 (2003).</li><li>Gillor, O., Kirkup, B. C., Riley, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Advances in Applied Microbiology. 54, 129-146 (2004).</li><li>Dzung, B. D., Ingolf, F. 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N., Su&#225;rez, J. M., McBride, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Culturing+and+Maintaining+Clostridium+difficile+in+an+Anaerobic+Environment.">Culturing and Maintaining Clostridium difficile in an Anaerobic Environment.</a> J Vis Exp. (79), e50787 (2013).</li><li>Delves-Broughton, J., Blackburn, P., Evans, R. J., Hugenholtz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+the+bacteriocin,+nisin.">Applications of the bacteriocin, nisin.</a> Antonie Van Leeuwenhoek. 69 (2), 193-202 (1996).</li><li>Allende, 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=Growth+and+bacteriocin+production+by+lactic+acid+bacteria+in+vegetable+broth+and+their+effectiveness+at+reducing+Listeria+monocytogenes+in+vitro+and+in+fresh-cut+lettuce.">Growth and bacteriocin production by lactic acid bacteria in vegetable broth and their effectiveness at reducing Listeria monocytogenes in vitro and in fresh-cut lettuce.</a> Food Microb. 24 (7-8), 759-766 (2007).</li><li>Strompfov&#225;, V., Laukov&#225;, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+study+on+bacteriocin+production+of+Enterococci+associated+with+chickens.">In vitro study on bacteriocin production of Enterococci associated with chickens.</a> Anaerobe. 13 (5-6), 228-237 (2007).</li><li>Caballero-Guerrero, B., Jim&#233;nez D&#237;az, R., Maldonado-Barrag&#225;n, A., Ruiz-Barba, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coculture+with+specific+bacteria+enhances+survival+of+Lactobacillus+plantarum+NC8,+an+autoinducer-regulated+bacteriocin+producer,+in+olive+fermentations.">Coculture with specific bacteria enhances survival of Lactobacillus plantarum NC8, an autoinducer-regulated bacteriocin producer, in olive fermentations.</a> Food Microb. 27 (3), 413-417 (2010).</li><li>Drider, D., Fimland, G., H&#233;chard, Y., McMullen, L. M., Pr&#233;vost, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Continuing+Story+of+Class+IIa+Bacteriocins.">The Continuing Story of Class IIa Bacteriocins.</a> Microb. Mol Biol Rev. 70 (2), 564-582 (2006).</li><li>Gao, Y., Jia, S., Gao, Q., Tan, Z. <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+bacteriocin+with+a+broad+inhibitory+spectrum+produced+by+Lactobacillus+sake+C2,+isolated+from+traditional+Chinese+fermented+cabbage.">A novel bacteriocin with a broad inhibitory spectrum produced by Lactobacillus sake C2, isolated from traditional Chinese fermented cabbage.</a> Food Control. 21 (1), 76-81 (2010).</li></ol>

La procédure décrite ici a été utilisée pour déterminer si les changements dans le microbiote sont liés à la santé ou à l&#39;âge. Différentes parties du protocole sont importantes, mais parmi celles-ci, l&#39;échantillonnage des excréments, le choix du fragment d&#39;ADN pour être séquencé et analysé, et l&#39;analyse de l&#39;extraction de l&#39;ADN et de l&#39;analyse bioinformatique pourraient certainement être les points les plus critiques. L&#39;échantillonnage est crucial car, pour des raisons...

Les bactériocines sont des peptides antimicrobiens produits par une large gamme d&#39;espèces bactériennes 1 , 2 . Ces composés et leurs producteurs, en particulier LAB, ont été explorés et exploités dans le monde entier pendant des décennies pour leurs applications potentielles dans la conservation des aliments et la médecine 3 . Plusieurs bactériocines sont connues pour tuer les pathogènes importants, y compris les espèces de Listeria, Enterococcus, Staphylococcus et Bacillus . Certaines bactériocines ont même la capacité de moduler la réponse immunitaire 4 . De nombreuses bactériocines ont des spectres relativement étroits, une propriété qui est très appréciée dans certaines applications. Par exemple, certaines bactériocines à spectre étroit peuvent être utilisées pour diriger une activité spécifique contre des groupes sélectionnés de bactéries problématiques, sans beaucoup de perturbation sur la flore commensale ou bénéfique partageant la même niche; Ceci est particulièrement essentiel dans l&#39;environnement intestinal, Où de nombreux microbes bénéfiques prospèrent de manière interactive et dynamique 5 . Les bactériocines sont également très attrayantes pour une utilisation prophylactique ou probiotique, car elles peuvent supprimer la croissance des agents pathogènes, des pathobionts ou des bactéries opportunistes qui peuvent déséquilibrer l&#39;homéostasie intestinale 6 , 7 . En termes de nature et de propriétés physicochimiques, les bactériocines sont très diverses, car elles ont des structures différentes, des spécificités cibles, des modes d&#39;action, etc. La plupart des bactériocines ont été étudiées très en détail dans des milieux in vitro , mais très peu ont été testés dans les aliments Les matrices 8 , 9 ou in vivo, telles que dans un intestin d&#39;animal 6 , 10 . Les propriétés in vitro peuvent différer dans une grande mesure lorsqu&#39;elles sont évaluées in vivo en raison de la complexité oF l&#39;environnement intestinal et aussi à des effets involontaires putatifs sur les bactéries bénéfiques. La plupart des probiotiques sont LAB. Ils produisent une gamme d&#39;autres métabolites, y compris les acides gras à chaîne courte, qui influent sur la physiologie de l&#39;hôte, ainsi que pour démontrer les propriétés antimicrobiennes envers certaines bactéries. Par conséquent, dans le cas des souches probiotiques qui produisent des bactériocines, il est préférable d&#39;établir des analyses réalistes, comme des animaux sains avec un microbiota normal. Dans la présente étude, nous fournissons une stratégie qui permet d&#39;évaluer l&#39;effet de différentes souches productrices de bactériocines, dont les bactériocines ont des spectres inhibiteurs différents, sur des souris saines. Notre stratégie comprend l&#39;alimentation de souris avec des mutants isogènes non bactériociniques, ce qui permet de différencier les effets médiés par la bactériocine des effets induits par la bactériocine. Le séquençage du 16S rDNA permet de suivre les changements dynamiques de la population bactérienne dans l&#39;intestin. SubsUne analyse statistique équitable déchiffre les corrélations entre les espèces bactériennes et aussi entre les espèces bactériennes et les paramètres physiologiques mesurés ( p. Ex., Poids corporel, paramètres biochimiques sériques, etc. ). Nous croyons que le protocole présenté dans cette étude s&#39;applique également à d&#39;autres applications probiotiques ou prébiotiques au-delà de l&#39;étude des bactériocines chez les animaux vivants.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="826">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Balb/c mice (female)</td>
			<td style="width:141px;">Harlan</td>
			<td style="width:183px;"></td>
			<td style="width:287px;">Mice should be 6 - 8 weeks of age</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Plastic Petri dish</td>
			<td style="width:141px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:183px;">101VR20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Brain-Heart-Infusion broth</td>
			<td style="width:141px;">Conda</td>
			<td style="width:183px;">1400.00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">European Bacteriological Agar</td>
			<td style="width:141px;">Pronadisa</td>
			<td style="width:183px;">1800.00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Agarose D1 Low EEO</td>
			<td style="width:141px;">Pronadisa</td>
			<td style="width:183px;">8010.00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">1XTAE buffer</td>
			<td style="width:141px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:183px;">15558042</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">MRS broth</td>
			<td style="width:141px;">Difco</td>
			<td style="width:183px;">288130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PBS tablets</td>
			<td style="width:141px;">Sigma</td>
			<td style="width:183px;">P4417-100TAB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">scale</td>
			<td style="width:141px;">Mettler Toledo</td>
			<td style="width:183px;">PB602-S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">sterile forceps</td>
			<td style="width:141px;">Levantina de Laboratorios S.L.</td>
			<td style="width:183px;">260-3710014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Microcentrifuge</td>
			<td style="width:141px;">Eppendorf</td>
			<td style="width:183px;">5424</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Centrifuge</td>
			<td style="width:141px;">Hermle</td>
			<td style="width:183px;">Z383K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">sodium chloride</td>
			<td style="width:141px;">AppliChem Panreac</td>
			<td style="width:183px;">121659.1211</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Realpure SSS Kit</td>
			<td style="width:141px;">Real Life Science Solutions, Durviz, Spain</td>
			<td style="width:183px;">RBME04 (300 ml)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Isopropanol</td>
			<td style="width:141px;">AppliChem Panreac</td>
			<td style="width:183px;">131090.1611</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ethanol</td>
			<td style="width:141px;">AppliChem Panreac</td>
			<td style="width:183px;">131086.1214</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Qubit fluorometer</td>
			<td style="width:141px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:183px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Qubit dsDNA HS Assay Kit</td>
			<td style="width:141px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:183px;">Q32851</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">AMPure XP beads</td>
			<td style="width:141px;">Beckman Coulter Genomics, USA</td>
			<td style="width:183px;">A63881 (60 ml)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">PerfeCta NGS library quantification kit</td>
			<td style="width:141px;">Quanta BioSciences, Maryland, USA</td>
			<td style="width:183px;">733-2300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">MiSeq v3 reagent kit</td>
			<td style="width:141px;">Illumina, San Diego, California, USA</td>
			<td style="width:183px;">MS-102-3003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="147">
			<td height="147" style="height:147px;width:216px;">Primers for 16S rRNA gene amplification</td>
			<td style="width:141px;"></td>
			<td style="width:183px;"></td>
			<td style="width:287px;">Primers contain V3-V4 region of bacterial 16S rRNA gene and Illumina overhang adaptors:5&#8217;-TCG TCG GCA GCG TCA GAT GTG TAT AAG AGA CAG CCT ACG GGN GGC WGC AG-3&#8217; and 5&#39;-GTC TCG TGG GCT CGG AGA TGT GTA TAA GAG ACA GGA CTA CHV GGG TAT CTA ATC C-3&#8217;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Nextera XT Index kit</td>
			<td style="width:141px;"></td>
			<td style="width:183px;">FC-131-1002</td>
			<td>Indices and Illumina sequencing adaptors</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Micropestle for 1.5 ml tubes, Eppendorf / Sigma , Ref.</td>
			<td style="width:141px;">Sigma</td>
			<td style="width:183px;">Z317314-1PAK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Glass beads, 0.1 mm diameter</td>
			<td style="width:141px;">Biospec Products</td>
			<td style="width:183px;">11079-101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">NucleoSpin Gel and PCR Clean-up Kit</td>
			<td style="width:141px;">Macherey-Nagel</td>
			<td style="width:183px;">740609.25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Omni Bead Ruptor 24</td>
			<td style="width:141px;">Omni International Inc.</td>
			<td style="width:183px;">19-040</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">mutanolysin</td>
			<td style="width:141px;">Sigma</td>
			<td style="width:183px;">M9901-10KU</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">lysozyme</td>
			<td style="width:141px;">Roche</td>
			<td style="width:183px;">10837059001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">proteinase K</td>
			<td style="width:141px;">Roche</td>
			<td style="width:183px;">3115887001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Rnase A</td>
			<td style="width:141px;">Sigma</td>
			<td style="width:183px;">R4875</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a method to assess bacteriocin effects on the gut microbiota of mice

Des questions très intriguantes se posent avec notre connaissance approfondie de la composition des microbiotes intestinaux et de la relation avec la santé, en particulier en ce qui concerne les facteurs qui contribuent au maintien de l&#39;équilibre de la population. Cependant, il existe des méthodologies disponibles limitées pour évaluer ces facteurs. Les bactériocines sont des peptides antimicrobiens produits par de nombreuses bactéries qui peuvent conférer un avantage concurrentiel pour l&#39;acquisition d&#39;aliments et / ou l&#39;établissement de niche. De nombreuses souches probiotiques de bactéries lactiques (LAB) ont un grand potentiel pour promouvoir la santé humaine et animale en empêchant la croissance de pathogènes. Ils peuvent également être utilisés pour l&#39;immuno-modulation, car ils produisent des bactériocines. Cependant, l&#39;activité antagoniste des bactériocines est normalement déterminée par des essais biologiques de laboratoire dans des conditions bien définies mais simplifiées par rapport à l&#39;environnement intestinal complexe chez les humains et les animaux, où les bactéries sont confrontées à des influences multifactorielles de l&#39;hôte et des centaines d&#39;espèces microbiennes sHaring le même créneau. Ce travail décrit une procédure complète et efficace pour évaluer l&#39;effet D&#39;une variété de bactériocines avec différentes spécificités cibles dans un système murin. Les changements dans la composition de microbiota au cours du traitement par la bactériocine sont surveillés à l&#39;aide du séquençage d&#39;ADNr 16S de composition. Notre approche utilise à la fois les producteurs de bactériocines et leurs mutants isogènes non productifs de bactériocines, ce dernier permettant de distinguer les modifications liées à la bactériocine liées aux modifications du microbiota liées à la bactériocine. L&#39;extraction de l&#39;ADN fécale et les méthodes de séquençage de l&#39;ADNr 16S sont cohérentes et, conjointement avec la bioinformatique, constituent une procédure puissante pour trouver des changements faibles dans les profils bactériens et pour établir des corrélations, en termes de concentration de cholestérol et de triglycérides, entre les populations bactériennes et les marqueurs de santé. Notre protocole est générique et peut donc être utilisé pour étudier d&#39;autres composés ou nutriments susceptibles de modifier le micro hôteRobiota composition, soit lors de l&#39;étude de la toxicité ou des effets bénéfiques.

La production de bactériocines a été considérée comme une caractéristique probiotique positive dans LAB, car il a été supposé empêcher la croissance de bactéries opportunistes et pathogènes. Le but de ce travail était de montrer la capacité des bactériocines à moduler les populations de microbiota intestinales dans un modèle de souris. À cette fin, une procédure a été développée pour comparer l&#39;effet de l&#39;absorption de souches productrices de bactériocines...

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A Method to Assess Bacteriocin Effects on the Gut Microbiota of Mice

Une méthode pour évaluer les effets de la bactériocine sur le microbiota intestinal des souris

On pense que les bactériocines jouent un rôle clé dans la définition de la diversité microbienne dans différentes niches écologiques. Ici, nous décrivons une procédure efficace pour évaluer comment les bactériocines affectent la composition de microbiota intestinal dans un modèle animal.

Very intriguing questions arise with our advancing knowledge on gut microbiota composition and the relationship with health, particularly relating to the ...

Research

JoVE Journal

Biology

Extracting DNA from the Gut Microbes of the Termite (Zootermopsis Angusticollis) and Visualizing Gut Microbes

Extracting DNA from the Gut Microbes of the Termite Zootermopsis Angusticollis and Visualizing Gut Microbes

Extraction d&#39;ADN de l&#39;microbes de l&#39;intestin des termites (Zootermopsis Angusticollis) et Visualisation microbes de l&#39;intestin

Termites are among the few animals known to have the capacity to subsist solely by consuming wood.  The termite gut tract contains a dense and ...

Recherche

Biologie

Creating Defined Gaseous Environments to Study the Effects of Hypoxia on C. elegans

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Création d&#39;environnements gazeux définies pour étudier les effets de l&#39;hypoxie sur la<em&gt; C. elegans</em

Oxygen is essential for all metazoans to survive, with one known exception1. Decreased O2 availability (hypoxia) can arise during states of disease, ...

Method for the Assessment of Effects of a Range of Wavelengths and Intensities of Red/near-infrared Light Therapy on Oxidative Stress In Vitro

Method for the Assessment of Effects of a Range of Wavelengths and Intensities of Red/near-infrared Light Therapy on Oxidative Stress In Vitro

Méthode d&#39;évaluation des effets d&#39;une gamme de longueurs d&#39;onde et des intensités de Luminothérapie Rouge / proche infrarouge sur le stress oxydatif<em&gt; In Vitro</em

Red/near-infrared light therapy (R/NIR-LT), delivered by laser or light emitting diode (LED), improves functional and morphological outcomes in a range of ...

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Gap Junctional intercellulaire Communication: Un biomarqueur fonctionnelle pour évaluer les effets néfastes des substances toxiques et les toxines, et bienfaits pour la santé des produits naturels

This protocol describes a scalpel loading-fluorescent dye transfer (SL-DT) technique that measures intercellular communication through gap junction ...

Procedure and Key Optimization Strategies for an Automated Capillary Electrophoretic-based Immunoassay Method

Procédure et des stratégies d’optimisation clés pour un procédé de dosage immunologique axée sur électrophorèse capillaire automatisée

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Assessment of the Metabolic Effects of Isocaloric 2:1 Intermittent Fasting in Mice

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Intermittent fasting (IF), a dietary intervention involving periodic energy restriction, has been considered to provide numerous benefits and counteract ...

Divergence of Root Microbiota in Different Habitats based on Weighted Correlation Networks

Divergence du microbiote racinaire dans différents habitats sur la base de réseaux de corrélation pondérés

The root microbiome plays an important role in plant growth and environmental adaptation. Network analysis is an important tool for studying communities, ...

Preparing and Rearing Axenic Insects with Tissue Cultured Seedlings for Host-Gut Microbiota Interaction Studies of the Leaf Beetle

Préparation et élevage d’insectes axeniques avec des semis de culture tissulaire pour les études d’interaction entre le microbiote hôte et intestinal du coléoptère

Insect guts are colonized by diverse bacteria that can profoundly impact the host&#39;s physiological traits. Introducing a particular bacterial strain ...

Optimization of Transesophageal Atrial Pacing to Assess Atrial Fibrillation Susceptibility in Mice

Optimisation de la stimulation auriculaire transœsophagienne pour évaluer la susceptibilité à la fibrillation auriculaire chez la souris

Mouse models of genetic and acquired risk factors for atrial fibrillation (AF) have proven valuable in investigating the molecular determinants of AF. ...