Name: the mplex protocol for multi-omic analyses of soil samples
Uploaded: 2018-05-30T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about The MPLEx Protocol for Multi-omic Analyses of Soil Samples at JoVE.com

Los autores desean agradecer a Nathan Johnson por su asistencia en la preparación de las figuras. Esta investigación fue apoyada por el programa de Panamericanos-ómicas que es financiado por el Departamento de energía de Estados Unidos Oficina de biológicos y la investigación ambiental (programa de Ciencias Genómicas), el Microbiomes en transición (menta) laboratorio dirigido investigación desarrollo Iniciativa en el Pacific Northwest National Laboratory, así como el nacional institutos de salud nacional Instituto de Ciencias de salud ambiental (R01 ES022190) y NIH (P42 ES027704). KEBJ quiere agradecer R21 HD084788 apoyo financiero desarrollar y validar técnicas de extracción de novela multi-omic. Este trabajo fue realizado en el W. R. Wiley ambiental Molecular Ciencias de laboratorio (Page), una instalación de usuario científico nacional de DOE en el laboratorio nacional del Noroeste Pacífico (PNNL). PNNL es un laboratorio nacional de multi-programa operado por Battelle para la coneja bajo contrato DE-AC06-76RL01830.

Nota: Suelos muy húmedos pueden ser liofilizados antes de la extracción sin perjuicio de la eficacia de la extracción. Suelo mojado también se puede utilizar pero debe considerarse al agregar reactivos en proporciones específicas.
Nota: Se recomienda usar 20 g de peso de suelo seco por extracción, que debe ser dividida entre los dos tubos de 50 mL (máximo de 10 g de suelo por el tubo de 50 mL). Las extracciones se pueden escalar hacia arriba o abajo dependiendo de la muestra disponible....

<ol>
	<li>Hultman, 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=Multi-omics+of+permafrost,+active+layer+and+thermokarst+bog+soil+microbiomes.">Multi-omics of permafrost, active layer and thermokarst bog soil microbiomes.</a> Nature. 521, 208-212 (2015).</li><li>White, R. 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=Moleculo+long-read+sequencing+facilitates+assembly+and+genomic+binning+from+complex+soil+metagenomes.">Moleculo long-read sequencing facilitates assembly and genomic binning from complex soil metagenomes.</a> mSystems. 1, (2016).</li><li>White, R. A., Callister, S. J., Moore, R. J., Baker, E. S., Jansson, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+past,+present+and+future+of+microbiome+analyses.">The past, present and future of microbiome analyses.</a> Nat Protoc. 11, 4-8 (2016).</li><li>Ritchie, M. D., Holzinger, E. R., Li, R., Pendergrass, S. A., Kim, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+of+integrating+data+to+uncover+genotype-phenotype+interactions.">Methods of integrating data to uncover genotype-phenotype interactions.</a> Nat Rev Genet. 16, 85-97 (2015).</li><li>Jansson, J. K., Baker, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+multi-omic+future+for+microbiome+studies.">A multi-omic future for microbiome studies.</a> Nat Microbiol. 1, (2016).</li><li>Domon, B., Aebersold, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Options+and+considerations+when+selecting+a+quantitative+proteomics+strategy.">Options and considerations when selecting a quantitative proteomics strategy.</a> Nat Biotechnol. 28, 710-721 (2010).</li><li>Marx, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+proteomics.">Targeted proteomics.</a> Nat Methods. 10, 19-22 (2013).</li><li>Roberts, L. D., Souza, A. L., Gerszten, R. E., Clish, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+metabolomics.">Targeted metabolomics.</a> Curr Protoc Mol Biol. , (2012).</li><li>Folch, J., Lees, M., Sloane Stanley, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+method+for+the+isolation+and+purification+of+total+lipides+from+animal+tissues.">A simple method for the isolation and purification of total lipides from animal tissues.</a> J Biol Chem. 226, 497-509 (1957).</li><li>Nakayasu, E. S., 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=MPLEx:+a+Robust+and+Universal+Protocol+for+Single-Sample+Integrative+Proteomic,+Metabolomic,+and+Lipidomic+Analyses.">MPLEx: a Robust and Universal Protocol for Single-Sample Integrative Proteomic, Metabolomic, and Lipidomic Analyses.</a> mSystems. 1, (2016).</li><li>Bligh, E. G., Dyer, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+rapid+method+of+total+lipid+extraction+and+purification.">A rapid method of total lipid extraction and purification.</a> Can J Biochem Physiol. 37, 911-917 (1959).</li><li>Pomraning, K. 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=Multi-omics+analysis+reveals+regulators+of+the+response+to+nitrogen+limitation+in+Yarrowia+lipolytica.">Multi-omics analysis reveals regulators of the response to nitrogen limitation in Yarrowia lipolytica.</a> BMC Genomics. 17, 138 (2016).</li><li>Tisoncik-Go, 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=Integrated+Omics+Analysis+of+Pathogenic+Host+Responses+during+Pandemic+H1N1+Influenza+Virus+Infection:+The+Crucial+Role+of+Lipid+Metabolism.">Integrated Omics Analysis of Pathogenic Host Responses during Pandemic H1N1 Influenza Virus Infection: The Crucial Role of Lipid Metabolism.</a> Cell Host Microbe. 19, 254-266 (2016).</li><li>Kyle, J. E., 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=Uncovering+biologically+significant+lipid+isomers+with+liquid+chromatography,+ion+mobility+spectrometry+and+mass+spectrometry.">Uncovering biologically significant lipid isomers with liquid chromatography, ion mobility spectrometry and mass spectrometry.</a> Analyst. 141, 1649-1659 (2016).</li><li>Lovelace, E. S., 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=Silymarin+Suppresses+Cellular+inflammation+by+inducing+reparative+stress+signaling.">Silymarin Suppresses Cellular inflammation by inducing reparative stress signaling.</a> J Nat Prod. 78, 1990-2000 (1990).</li><li>Kim, Y. M., 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=Diel+metabolomics+analysis+of+a+hot+spring+chlorophototrophic+microbial+mat+leads+to+new+hypotheses+of+community+member+metabolisms.">Diel metabolomics analysis of a hot spring chlorophototrophic microbial mat leads to new hypotheses of community member metabolisms.</a> Front Microbiol. 6, 209 (2015).</li><li>Pomraning, K. 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=Comprehensive+Metabolomic,+Lipidomic+and+microscopic+profiling+of+Yarrowia+lipolytica+during+lipid+accumulation+identifies+targets+for+increased+lipogenesis.">Comprehensive Metabolomic, Lipidomic and microscopic profiling of Yarrowia lipolytica during lipid accumulation identifies targets for increased lipogenesis.</a> PLoS One. 10, e0123188 (2015).</li><li>Huang, E. L., 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=The+fungus+gardens+of+leaf-cutter+ants+undergo+a+distinct+physiological+transition+during+biomass+degradation.">The fungus gardens of leaf-cutter ants undergo a distinct physiological transition during biomass degradation.</a> Environ Microbiol Rep. 6, 389-395 (2014).</li><li>Deatherage Kaiser, B. L., 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+Multi-Omic+View+of+Host-Pathogen-Commensal+Interplay+in+Salmonella-Mediated+Intestinal+Infection.">A Multi-Omic View of Host-Pathogen-Commensal Interplay in Salmonella-Mediated Intestinal Infection.</a> PLoS One. 8, e67155 (2013).</li><li>Kim, Y. M., 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=Salmonella+modulates+metabolism+during+growth+under+conditions+that+induce+expression+of+virulence+genes.">Salmonella modulates metabolism during growth under conditions that induce expression of virulence genes.</a> Mol Biosyst. 9, 1522-1534 (2013).</li><li>Ansong, C., 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+multi-omic+systems+approach+to+elucidating+Yersinia+virulence+mechanisms.">A multi-omic systems approach to elucidating Yersinia virulence mechanisms.</a> Mol Biosyst. 9, 44-54 (2013).</li><li>Bordbar, 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=Model-driven+multi-omic+data+analysis+elucidates+metabolic+immunomodulators+of+macrophage+activation.">Model-driven multi-omic data analysis elucidates metabolic immunomodulators of macrophage activation.</a> Mol Syst Biol. 8, 558 (2012).</li><li>Hu, Z. P., 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=Metabolomic+response+of+human+skin+tissue+to+low+dose+ionizing+radiation.">Metabolomic response of human skin tissue to low dose ionizing radiation.</a> Mol Biosyst. 8, 1979-1986 (2012).</li><li>Perera, 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=Dengue+virus+infection+perturbs+lipid+homeostasis+in+infected+mosquito+cells.">Dengue virus infection perturbs lipid homeostasis in infected mosquito cells.</a> PLoS Pathog. 8, e1002584 (2012).</li><li>Gao, X., 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+reversed-phase+capillary+ultra-performance+liquid+chromatography-mass+spectrometry+(UPLC-MS)+method+for+comprehensive+top-down/bottom-up+lipid+profiling.">A reversed-phase capillary ultra-performance liquid chromatography-mass spectrometry (UPLC-MS) method for comprehensive top-down/bottom-up lipid profiling.</a> Anal Bioanal Chem. 402, 2923-2933 (2012).</li><li>Sorensen, C. M., 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=Perturbations+in+the+lipid+profile+of+individuals+with+newly+diagnosed+type+1+diabetes+mellitus:+Lipidomics+analysis+of+a+Diabetes+Antibody+Standardization+Program+sample+subset.">Perturbations in the lipid profile of individuals with newly diagnosed type 1 diabetes mellitus: Lipidomics analysis of a Diabetes Antibody Standardization Program sample subset.</a> Clin Biochem. 43, 948-956 (2010).</li><li>Diamond, D. L., 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=Temporal+proteome+and+lipidome+profiles+reveal+hepatitis+C+virus-associated+reprogramming+of+hepatocellular+metabolism+and+bioenergetics.">Temporal proteome and lipidome profiles reveal hepatitis C virus-associated reprogramming of hepatocellular metabolism and bioenergetics.</a> PLoS Pathog. 6, e1000719 (2010).</li><li>Alquier, T., 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=Deletion+of+GPR40+impairs+glucose-induced+insulin+secretion+in+vivo+in+mice+without+affecting+intracellular+fuel+metabolism+in+islets.">Deletion of GPR40 impairs glucose-induced insulin secretion in vivo in mice without affecting intracellular fuel metabolism in islets.</a> Diabetes. 58, 2607-2615 (2009).</li><li>Ding, 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=Application+of+the+accurate+mass+and+time+tag+approach+in+studies+of+the+human+blood+lipidome.">Application of the accurate mass and time tag approach in studies of the human blood lipidome.</a> J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 871, 243-252 (2008).</li><li>Rasmussen, A. L., 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=Systems+virology+identifies+a+mitochondrial+fatty+acid+oxidation+enzyme,+dodecenoyl+coenzyme+A+delta+isomerase,+required+for+hepatitis+C+virus+replication+and+likely+pathogenesis.">Systems virology identifies a mitochondrial fatty acid oxidation enzyme, dodecenoyl coenzyme A delta isomerase, required for hepatitis C virus replication and likely pathogenesis.</a> J Virol. 85, 11646-11654 (2011).</li><li>Manza, L. L., Stamer, S. L., Ham, A. J., Codreanu, S. G., Liebler, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sample+preparation+and+digestion+for+proteomic+analyses+using+spin+filters.">Sample preparation and digestion for proteomic analyses using spin filters.</a> Proteomics. 5, 1742-1745 (2005).</li><li>Wisniewski, J. R., Zougman, A., Nagaraj, N., Mann, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Universal+sample+preparation+method+for+proteome+analysis.">Universal sample preparation method for proteome analysis.</a> Nat Methods. 6, 359-362 (2009).</li><li>Zhou, J. 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=Simple+sodium+dodecyl+sulfate-assisted+sample+preparation+method+for+LC-MS-based+proteomics+applications.">Simple sodium dodecyl sulfate-assisted sample preparation method for LC-MS-based proteomics applications.</a> Anal Chem. 84, 2862-2867 (2012).</li><li>Anderson, J. C., 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=Decreased+abundance+of+type+III+secretion+system-inducing+signals+in+Arabidopsis+mkp1+enhances+resistance+against+Pseudomonas+syringae.">Decreased abundance of type III secretion system-inducing signals in Arabidopsis mkp1 enhances resistance against Pseudomonas syringae.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 111, 6846-6851 (2014).</li><li>Chourey, K., 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=Direct+cellular+lysis/protein+extraction+protocol+for+soil+metaproteomics.">Direct cellular lysis/protein extraction protocol for soil metaproteomics.</a> J Proteome Res. 9, 6615-6622 (2010).</li><li>Kim, S., Gupta, N., Pevzner, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectral+probabilities+and+generating+functions+of+tandem+mass+spectra:+a+strike+against+decoy+databases.">Spectral probabilities and generating functions of tandem mass spectra: a strike against decoy databases.</a> J Proteome Res. 7, 3354-3363 (2008).</li><li>Kim, S., Pevzner, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MS-GF++makes+progress+towards+a+universal+database+search+tool+for+proteomics.">MS-GF+ makes progress towards a universal database search tool for proteomics.</a> Nat Commun. 5, 5277 (2014).</li><li>Cole, J. K., 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=Phototrophic+biofilm+assembly+in+microbial-mat-derived+unicyanobacterial+consortia:+Model+systems+for+the+study+of+autotroph-heterotroph+interactions.">Phototrophic biofilm assembly in microbial-mat-derived unicyanobacterial consortia: Model systems for the study of autotroph-heterotroph interactions.</a> Front Microbiol. 5, (2014).</li><li>Isaacson, T., 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=Sample+extraction+techniques+for+enhanced+proteomic+analysis+of+plant+tissues.">Sample extraction techniques for enhanced proteomic analysis of plant tissues.</a> Nat Protoc. 1, 769-774 (2006).</li></ol>

Es importante tener en cuenta que no todos los laboratorios tendrán el mismo equipo disponible para que ciertos métodos, por ejemplo el paso de lisis, pueden ser adaptados. Aquí utilizamos un vórtex y sonicando, sin embargo el uso de una batidora de grano grande 50 mL funcionaría. Si no encuentra un liofilizador con una temperatura del colector de-105 ° C, las muestras pueden ser secadas bajo una corriente de nitrógeno. También tipos de suelo varían mucho y pueden incluir arena, limo, arcilla, turba y Marga (<em...

Evaluación de las comunidades microbianas del suelo tiene importantes implicaciones para la comprensión de carbono bicicleta y el cambio climático. Sin embargo estudios recientes han puesto de manifiesto dificultades, como la falta de los genomas secuenciados de microbiota en varios tipos de suelo y la función desconocida de muchas de las proteínas detectadas. Resultado de estos desafíos debido al suelo que la comunidad microbiana más compleja conocida hasta la fecha1,2,3. Análisis multi-omic, que combinan los resultados de la metagenómica, metatranscriptomic, metaproteomic, metabolómicos y lipidómicos estudios, recientemente se han aplicado en numerosos estudios de suelo para obtener una mayor comprensión en los microbios presentes, mientras que obtener información completa sobre los cambios moleculares que debido a las perturbaciones ambientales1,4,5. Un reto con multi-omic estudios que es la espectrometría de masas (MS)-basado en mediciones metaproteomic, metabolómicos y lipidómicos requieren típicamente un proceso de extracción específico para cada omic que MS compatible6,7 , 8 , 9. estos procedimientos precisa hacen su aplicación extremadamente difícil o imposible cuando sólo hay una cantidad limitada de muestra disponible. Estos desafíos han llevado a investigar un simultáneo metabolitos, proteínas y lípidos (MPLEx) método de extracción capaz de masas o volúmenes de muestra pequeños, mejorar la precisión y proporcionando más rápidas preparaciones de muestra para los análisis de tres 10. hasta la fecha, no hay ningún procedimiento de extracción suelo alternativo que puede lograr todos estos objetivos.
Para habilitar multi-omic global análisis de una muestra de suelo solo, un protocolo de extracción con disolvente orgánico basado en cloroformo, metanol y agua separaciones fue utilizado10. Este método fue desarrollado originalmente para lípido total extracciones9,11 y más recientemente fue modificado para la extracción simultánea de metabolitos, proteínas y lípidos de una sola muestra12,13 ,14,15,16,17,18,19,20,21,22, 23,24,25,26,27,28,29,30, lo que permite menor cantidad de muestra y variabilidad experimental10. En el protocolo MPLEx, cloroformo no es miscible con agua, que proporciona la base para el trifásico separación química de los componentes de la muestra en distintas fracciones. Por lo tanto, la fase superior acuosa contiene los metabolitos hidrofílicos, seguidos de un disco de proteína y una capa lipídica en la fase de cloroformo del fondo (figura 1). Cuando MPLEx se aplica a la mayoría de los suelos, desechos de partículas se acumulan en la parte inferior de los tubos de muestreo y pueden ser desechado después de que se recogen todas las capas. Cada tipo de suelo puede ser diferente, sin embargo y en suelos altamente orgánicos como turba, los restos de suelo permanece en la capa media y no caen en la parte inferior del tubo de muestreo. MPLEx proporciona varias ventajas al aislamiento de la molécula de múltiples tipos de la misma muestra como 1) pequeñas cantidades de muestra pueden utilizarse para el análisis de multi-omic, 2) multi-omic extracciones de la misma muestra disminución variabilidad general experimental, y 3) mayor número de muestras se puede preparar mucho más rápido para mayor rendimiento de estudios10. Juntos estos beneficios son vitales para ofrecer mejores capacidades de medición para la evaluación de las muestras de suelo y de sus comunidades microbianas complejas.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Chloroform</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>650498</td>
			<td>Stored at -20&#176;C !Caution chloroform has acute potential health effects, skin irritation and possible chemical burns, irritation to the respiratory system, may affect the kidneys, liver, heart. Wear suitable protective glasses, clothing and gloves, work in a fume hood.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>34860</td>
			<td>Stored at -20&#176;C !Caution Methanol may cause respiratory tract, skin and eye irritation, may damage the nerves, kidneys and liver. Wear suitable protective glasses, clothing and gloves, work in a fume hood.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Purified water from Millipore</td>
			<td>Milli-Q</td>
			<td></td>
			<td>Water purification system.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium dodecyl sulfate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>L6026</td>
			<td>!Caution SDS causes acute toxicity and is flammable. It is a skin, eye and airway irritant. Wear gloves and safety glasses.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soil protein extraction kit</td>
			<td>MoBio, NoviPure Soil Protein Extraction Kit, Qiagen</td>
			<td>30000-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DL-dithiothreitol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>43815</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1M Trizma HCL</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T2694</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trichloroacetic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T0699</td>
			<td>!Caution TCA is caustic, toxic and may cause skin burns. Wear gloves and safety glasses.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>650501</td>
			<td>Stored at -20&#176;C !Caution Acetone may cause respiratory tract and skin and eye irritation. Flammable liquid and vapor. Wear safety glasses gloves and a lab coat, work in a fume hood.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Urea</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>208884</td>
			<td>!Caution Urea is an eye and skin irritant, use gloves and safety glasses</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium bicarbonate</td>
			<td>Fluka</td>
			<td>09830</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin</td>
			<td>Promega</td>
			<td>V528A</td>
			<td>20&#181;g vials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bicinchoninic acid protein assay kit</td>
			<td>Pierce</td>
			<td>23227</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium Formate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>09735</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitrile</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>34998</td>
			<td>!Caution Acetonitrile is a skin and eye irritant. Highly flammable. Wear gloves and safety glasses. Work in a fume hood.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trifluoroacetic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T6508</td>
			<td>!Caution TFA is extremely hazardous in case of skin contact, eye contact, ingestion and inhalation. May produce tissue damage particularly on mucous membranes of eyes, mouth and respiratory tract. Skin contact may produce burns. Wear gloves, lab coat, safety glasses and work in a fume hood.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methoxyamine hydrochloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>226904</td>
			<td>!Caution Methoxyamine hydrochloride causes severe burns and serious damage to eyes, may cause sensitization by skin contact. Wear safety glasses, gloves and lab coat, work in a fume hood.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyridine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>270970</td>
			<td>!Caution Pyridine can cause skin and eye irritation, central nervous system depression. Vapor may cause flash fire. Wear safety glasses, gloves and lab coat, work in a fume hood.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-Methyl-N-(trimethylsilyl)trifluoroacetamide with 1% trimethylchlorosilane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>69478</td>
			<td>!Caution MSTFA + 1% TMCS can cause skin corrosion, serious eye damage and specific target organ toxicity. Flammable liquid and vapor. Wear safety glasses, gloves and lab coat, work in a fume hood.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P9541</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Milli-Q water purification system</td>
			<td>Millipore</td>
			<td></td>
			<td>model MPGP04001</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex</td>
			<td>Scientific Industries</td>
			<td>SI-0236</td>
			<td>Vortex Genie 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Probe sonicator</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td></td>
			<td>model FB505</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Refrigerated centrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td></td>
			<td>model 5810R</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50mL tube swinging bucket rotor</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>A-4-44</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50mL fixed angle rotor</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>FA-45-6-30</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Balance</td>
			<td>OHAUS</td>
			<td></td>
			<td>model V22PWE150IT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Serological pipette controller</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>12-654-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10mL, 25mL glass serological pipettes</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td>13-678-27F, 13-678-36D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermomixer with Thermotop</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5382000015, 5308000003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.9 &#8211; 2.0 mm blend stainless steel beads</td>
			<td>NextAdvance</td>
			<td>SSB14B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.15 mm garnet beads</td>
			<td>MoBio</td>
			<td>13122-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic stir plate</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td>11-100-16SH</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic stir bar</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td>14512130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH paper strips, pH range 0&#8211;14</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td>M95903</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15mL, 50mL conical polypropylene centrifuge tube</td>
			<td>Genesee Scientific</td>
			<td>21-103 21-108</td>
			<td>chloroform compatible</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50mL vortex attachment</td>
			<td>MoBio</td>
			<td>13000-V1-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ice bucket</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td>02-591-44</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>27.25x70mm glass vials</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td>03-339-22K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Breathe Easier plate membranes</td>
			<td>Midwest Scientific</td>
			<td>BERM-2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alcohol wipes</td>
			<td>Diversified Biotech</td>
			<td>BPWP-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heater shaker incubator</td>
			<td>Benchmark, Incu-Shaker Mini</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analog rotisserie tube rotator</td>
			<td>SoCal BioMed, LLC</td>
			<td>82422001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter-Aided-Sample-Prep kit</td>
			<td>FASP; Expedeon</td>
			<td>44250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microplate reader</td>
			<td>Biotek, EPOCH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-20 Degree Celsius Freezer</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>13986149</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-80 Degree Celsius Freezer</td>
			<td>Stirling Ultracold</td>
			<td>SU78OUE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Q-Exactive ion trap mass spectrometer</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agilent 7890A gas chromatograph coupled with a single quadrupole 5975C mass spectrometer</td>
			<td>Agilent Technologies, Inc.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LTQ-Orbitrap Velo</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Waters NanoEquityTM UPLC system</td>
			<td>Millford, MA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>250mL media bottle</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td>1395-250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Waters vial</td>
			<td>Waters</td>
			<td>186002805</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass MS sample vial and inserts</td>
			<td>MicroSolv</td>
			<td>9502S-WCV, 9502S-02ND</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass HPLC vial and snap caps</td>
			<td>MicroSolv</td>
			<td>9512C-0DCV, 9502C-10C-B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HPLC 96-well plate</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>5042-6454</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Large glass vial 27.25x70mm</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td>03-339-22K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lyophilizer</td>
			<td>Labconco</td>
			<td>7934021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polished stainless steel flat head spatula</td>
			<td>Spoonula; FisherBrand</td>
			<td>14-375-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kim wipes</td>
			<td>Kimberly-Clark</td>
			<td>34721</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>XBridge C18, 250x4.6 mm, 5 &#956;M with 4.6x20 mm guard column</td>
			<td>Waters</td>
			<td>186003117, 186003064</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agilent 1100 series HPLC system</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>G1380-90000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.7mL centrifuge tube</td>
			<td>Sorenson</td>
			<td>11700</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hamilton Glass Syringes, 5mL, 50&#181;L and 250&#181;L</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>81517, 80975, 81175</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pasteur Pipettes</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td>13-678-20A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pasteur Pipette Bulbs</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z111597</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bath Sonicator</td>
			<td>Branson 1800 Ultrasonic Cleaner</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Centrifuge</td>
			<td colspan="2">Labconco Centrivap Acid-Resistant Concentrator System</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MicroSpin Columns, C18 Silica</td>
			<td>The Nest Group</td>
			<td>SEM SS18V</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the mplex protocol for multi-omic analyses of soil samples

Espectrometría de masas (MS)-base metaproteomic integrado, metabolómicos y lipidómicos (multi-omic) estudios están transformando nuestra capacidad de comprender y caracterizar las comunidades microbianas en sistemas ambientales y biológicos. Estas mediciones están permitiendo incluso mejorados análisis de comunidades microbianas de suelo complejas, que son los más complejos sistemas microbianos conocidos hasta la fecha. Análisis multi-omic, sin embargo, tienen problemas de preparación de muestra, puesto que típicamente son necesarias extracciones separadas para cada estudio de omic, así grandemente ampliando el tiempo de preparación y cantidad de muestra necesaria. Para solucionar esta limitación, un 3 en 1 método para la extracción simultánea de metabolitos, proteínas y lípidos (MPLEx) de la misma muestra de suelo fue creado mediante la adaptación de un enfoque basado en solvente. Este protocolo MPLEx ha demostrado para ser sencilla y robusta para muchos tipos de muestras, incluso cuando se utilizan para cantidades limitadas de muestras complejas. El método MPLEx también permitió la medición rápida multi-omic necesaria para obtener una mejor comprensión de los miembros de cada comunidad microbiana, mientras que la evaluación de los cambios ocurridos en las perturbaciones biológicas y ambientales.

Cuando se utiliza el protocolo MPLEx para extraer moléculas de suelo de pradera nativa de Kansas (un suelo Mollisol), los análisis por triplicado previeron resultados 3376 péptidos, 105 lípidos y 102 metabolitos polares (todas las identificaciones únicas). Mientras que el protocolo MPLEx ha sido bien establecido para la extracción general de lípidos y metabolitos12,13,14,<sup cl...

Watch this Scientific Journal Video about The MPLEx Protocol for Multi-omic Analyses of Soil Samples at JoVE.com

The MPLEx Protocol for Multi-omic Analyses of Soil Samples

Un protocolo se presenta de forma simultánea extracción de metabolitos, proteínas y lípidos en una muestra de suelo solo, permitiendo tiempos de preparación de muestra reducida y multi-omic análisis de espectrometría de masas de las muestras con cantidades limitadas.

El protocolo MPLEx para Multi-omic análisis de muestras de suelo

Mass spectrometry (MS)-based integrated metaproteomic, metabolomic, and lipidomic (multi-omic) studies are transforming our ability to understand and ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Transport of Surface-modified Carbon Nanotubes through a Soil Column

Transporte de nanotubos de carbono modificado en la superficie a través de una columna de suelo

Carbon nanotubes (CNTs) are widely manufactured nanoparticles, which are being utilized in a number of consumer products, such as sporting goods, ...

Investigación

Química

A Direct, Early Stage Guanidinylation Protocol for the Synthesis of Complex Aminoguanidine-containing Natural Products

Un directa, Protocolo Guanidinylation Etapa Temprana para la Síntesis de complejos productos naturales que contiene aminoguanidina-

The guanidine functional group, displayed most prominently in the amino acid arginine, one of the fundamental building blocks of life, is an important ...

Protocol for the Synthesis of Ortho-trifluoromethoxylated Aniline Derivatives

Protocol for the Synthesis of Ortho-trifluoromethoxylated Aniline Derivatives

Protocolo para la Síntesis de<em&gt; Ortho</em&gt; derivados de anilina -trifluoromethoxylated

Molecules bearing trifluoromethoxy (OCF3) group often show desired pharmacological and biological properties. However, facile synthesis of ...

A Protocol for the Production of Gliadin-cyanoacrylate Nanoparticles for Hydrophilic Coating

Un protocolo para la producción de nanopartículas gliadina-cianoacrilato para el recubrimiento hidrofílico

This article presents a protocol for the production of protein-based nanoparticles that changes the hydrophobic surface to hydrophilic by a simple spray ...

A Simple and Efficient Protocol for the Catalytic Insertion Polymerization of Functional Norbornenes

Un protocolo simple y eficaz para la inserción catalítico de polimerización norbornenos funcionales

Norbornene can be polymerized by a variety of mechanisms, including insertion polymerization whereby the double bond is polymerized and the bicyclic ...

A Protocol for Safe Lithiation Reactions Using Organolithium Reagents

Un protocolo para las reacciones de litiación segura usando reactivos orgánicos de litio

Organolithium reagents are powerful tools in the synthetic chemist&#39;s toolbox. However, the extreme pyrophoric nature of the most reactive reagents ...

An Optimized Protocol for the Efficient Radiolabeling of Gold Nanoparticles by Using a 125I-labeled Azide Prosthetic Group

An Optimized Protocol for the Efficient Radiolabeling of Gold Nanoparticles by Using a 125I-labeled Azide Prosthetic Group

Un protocolo optimizado para el radiomarcaje eficaz de nanopartículas de oro mediante el uso de una<sup&gt; 125</sup&gt; Azida grupo prostético marcado con I

Here, we demonstrate a detailed protocol for the radiosynthesis of a 125I-labeled azide prosthetic group and its application to the efficient ...

Facile Protocol for the Synthesis of Self-assembling Polyamine-based Peptide Amphiphiles (PPAs) and Related Biomaterials

Facile Protocol for the Synthesis of Self-assembling Polyamine-based Peptide Amphiphiles PPAs and Related Biomaterials

Protocolo fácil para la síntesis de uno mismo-montaje base poliamina péptido Anfífilos (PPAs) y relacionados con biomateriales

Polyamine-based Peptide Amphiphiles (PPAs) are a new class of self-assembling amphiphilic biomaterials-related to the peptide amphiphiles (PAs). ...

Automation of a Positron-emission Tomography (PET) Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production

Automation of a Positron-emission Tomography PET Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production

Automatización de un protocolo de emisión de positrones la tomografía (PET) radiosonda síntesis de producción clínica

The development of new positron-emission tomography (PET) tracers is enabling researchers and clinicians to image an increasingly wide array of biological ...

Biological Samples Preparation for Speciation at Cryogenic Temperature using High-Resolution  X-Ray Absorption Spectroscopy

Preparación de muestras biológicas para la especiación a temperatura criogénica mediante espectroscopia de absorción de rayos X de alta resolución

The study of elements with X-ray absorption spectroscopy (XAS) is of particular interest when studying the role of metals in biological systems. Sample ...