Name: self-standing electrochemical set-up to enrich anode-respiring bacteria on-site
Uploaded: 2018-07-24T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Self-standing Electrochemical Set-up to Enrich Anode-respiring Bacteria On-site at JoVE.com

Wij willen erkennen van Roger Raiche en David McCrory voor ons toegang tot de ceders en raadpleging op locaties voor langdurige incubatie. Wij danken ook de ceders veld bemanning tijdens het seizoen 2013-2014: Shino Suzuki, Shunichi Ishii, Greg Wanger, Grayson Chadwick, Bonita Lam en Matthew Schechter. Extra dankzij Shino Suzuki en Gijs Kuenen voor inzichtelijke onderzoek en kweken van ondersteuning. Dit werk werd gefinancierd door middel van een Grant-in-Aid voor jonge wetenschappers A en B van de Society van Japan voor de promotie van wetenschap (JSPS) KAKENHI Grant nummer 17H 04969 en 26810085, respectievelijk, en het Japan Agency voor medisch onderzoek en ontwikkeling (17gm6010002h0002). Amerikaanse financiering verstrekt door de ons Office of Global Marine Research (N62909-17-1-2038) en het centrum voor donkere energie biosfeer onderzoeken (C-DEBI) (OCE0939564) en de NASA astrobiologie Instituut - leven ondergronds (NAI-LU) (NNA13AA92A). Onderdeel van dit werk werd uitgevoerd als onderdeel van een samenleving van Japan voor de bevordering van Wetenschappen: op korte termijn postdoctoral fellowship voor Annette Rowe (PE15019) aan de Universiteit van Tokio in het lab van Kazuhito Hashimoto.

1. bouw van een twee-elektrode systeem voor milieu incubatie
<ol><li>
Voorbereiding van het materiaal van de anode en de behandeling van Carbon voelde elektrode (Figuur 2).
	<ol>
<li>Snijd de carbon voelde om gelijke afmetingen afhankelijk van gewenste biomassa verrijking. Geniet van elke elektrode in 90% ethanol voor 30 min, dan ten minste 8 keer spoelen met gedeïoniseerd water, sonicating voor 1 min na elke spoeling.</li>
		<li>De elektroden tweemaal in 1 M HCl, roeren ...

<ol>
	<li>Nealson, K. H., Saffarini, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Iron+and+manganese+in+anaerobic+respiration:+environmental+significance,+physiology,+and+regulation.">Iron and manganese in anaerobic respiration: environmental significance, physiology, and regulation.</a> Annual Reviews of Microbiology. 48, 311-343 (1994).</li><li>Lovley, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bug+juice:+harvesting+electricity+with+microorganisms.">Bug juice: harvesting electricity with microorganisms.</a> Nature Reviews Microbiology. 4 (7), 497-508 (2006).</li><li>Rabaey, K., Rozendal, 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=Microbial+electrosynthesis+-+revisiting+the+electrical+route+for+microbial+production.">Microbial electrosynthesis - revisiting the electrical route for microbial production.</a> Nature Reviews Microbiology. 8 (10), 706-716 (2010).</li><li>Lovley, D. R., Coates, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioremediation+of+metal+contamination.">Bioremediation of metal contamination.</a> Current Opinion in Biotechnology. 8 (3), 285-289 (1997).</li><li>Dinh, H. 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=Iron+corrosion+by+novel+anaerobic+microorganisms.">Iron corrosion by novel anaerobic microorganisms.</a> Nature. 427 (6977), 829-832 (2004).</li><li>Myers, C. R., Nealson, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacterial+manganese+reduction+and+growth+with+manganese+oxide+as+the+sole+electron+acceptor.">Bacterial manganese reduction and growth with manganese oxide as the sole electron acceptor.</a> Science. 240 (4857), 1319-1321 (1988).</li><li>Lovley, D. R., Phillips, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+mode+of+microbial+energy+metabolism:+organic+carbon+oxidation+coupled+to+dissimilatory+reduction+of+iron+or+manganese.">Novel mode of microbial energy metabolism: organic carbon oxidation coupled to dissimilatory reduction of iron or manganese.</a> Applied and Environmental Microbiology. 54 (6), 1472-1480 (1988).</li><li>Arnold, R. G., DiChristina, T. J., Hoffmann, 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=Reductive+dissolution+of+Fe(III)+oxides+by+Pseudomonas+sp+200.">Reductive dissolution of Fe(III) oxides by Pseudomonas sp 200.</a> Biotechnology and Bioengineering. 32 (9), 1081-1096 (1988).</li><li>Rowe, A. 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=In+situ+electrochemical+enrichment+and+isolation+of+a+magnetite-reducing+bacterium+from+a+high+pH+serpentinizing+spring.">In situ electrochemical enrichment and isolation of a magnetite-reducing bacterium from a high pH serpentinizing spring.</a> Environmentakl Microbiology. 19 (6), 2272-2285 (2017).</li><li>Suzuki, 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=Microbial+diversity+in+The+Cedars,+an+ultrabasic,+ultrareducing,+and+low+salinity+serpentinizing+ecosystem.">Microbial diversity in The Cedars, an ultrabasic, ultrareducing, and low salinity serpentinizing ecosystem.</a> Proceedings of the National Academy of Science U S A. 110 (38), 15336-15341 (2013).</li><li>Suzuki, 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=Physiological+and+genomic+features+of+highly+alkaliphilic+hydrogen-utilizing+Betaproteobacteria+from+a+continental+serpentinizing+site.">Physiological and genomic features of highly alkaliphilic hydrogen-utilizing Betaproteobacteria from a continental serpentinizing site.</a> Nature Communications. 5, 3900 (2014).</li><li>McCollom, T. 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=Temperature+trends+for+reaction+rates,+hydrogen+generation,+and+partitioning+of+iron+during+experimental+serpentinization+of+olivine.">Temperature trends for reaction rates, hydrogen generation, and partitioning of iron during experimental serpentinization of olivine.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 181, 175-200 (2016).</li><li>Morrill, P. 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=Geochemistry+and+geobiology+of+a+present-day+serpentinization+site+in+California:+The+Cedars.">Geochemistry and geobiology of a present-day serpentinization site in California: The Cedars.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 109, 222-240 (2013).</li><li>Okamoto, A., Nakamura, R., Hashimoto, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In-vivo+identification+of+direct+electron+transfer+from+Shewanella+oneidensis+MR-1+to+electrodes+via+outer-membrane+OmcA-MtrCAB+protein+complexes.">In-vivo identification of direct electron transfer from Shewanella oneidensis MR-1 to electrodes via outer-membrane OmcA-MtrCAB protein complexes.</a> Electrochimica Acta. 56 (16), 5526-5531 (2011).</li><li>Okamoto, A., Hashimoto, K., Nakamura, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Spectroelectrochemical Investigation on Biological Electron Transfer Associated with Anode Performance in Microbial Fuel Cells. , 207-222 (2012).</li><li>Deng, X., Nakamura, R., Hashimoto, K., Okamoto, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electron+from+an+Extracellular+Electrode+by+Desulfovibrio+ferrophilus+Strain+IS5+Without+Using+Hydrogen+as+an+Electron+Carrier.">Electron from an Extracellular Electrode by Desulfovibrio ferrophilus Strain IS5 Without Using Hydrogen as an Electron Carrier.</a> Electrochemistry. 83 (7), 529-531 (2015).</li></ol>

In de beschreven studie tonen we de verrijking van een microbiële consortium, in situ huidige productie gekoppeld. De waargenomen patronen in de huidige steun microbiële activiteit in dit systeem na verloop van korte en lange tijd schalen. De kritieke stap voor de bouw van een functioneel twee-elektrode (type van stookmiddel kerker)-systeem is te identificeren en met behulp van een locatie met een stabiele water-niveau en de zuurstofconcentratie in de omgeving. De kathode is blootgesteld aan zuurstof in de luc...

Verschillende minerale-reducerende microben is aangetoond dat het gebruik van solid-phase mineralen als terminal elektronen acceptoren, door extracellulaire elektronentransport (EET) processen die het gedrag van elektronen aan de buitenkant van de cel via redox enzymen1. EET is van cruciaal belang, niet alleen voor de microbe-mineraal processen te hebben, maar ook toegepaste energie- en milieutechnologie, zoals microbiële brandstofcellen2, elektrode synthese3en bioremediatie4. Nieuwe EET-staat bacteriën zijn zeer gegeerd en zijn uitvoerig bestudeerd van een fundamentele of toegepaste perspectief5. Wij alleen hebben echter slechts beperkt inzicht in de ecologische of Biogeochemische betekenis van deze bacteriën. De meerderheid van de EET-staat microben zijn geïsoleerd na verrijking van aqua, sediment of anaërobe digereerovens voor solide elektronen acceptoren zoals MnO2, Fe2O3 of klaar elektroden met laboratorium6, 7 , 8. echter, deze methoden produceren vaak soortgelijke consortia en potentieel missen meer gevoelige taxa die domineren kunnen laag energieverbruik of lage biomassa systemen, het vermogen van deze microben aan te passen aan het lab of een cultuur milieu9 vertekenende . Meestal voor lage biomassa omgevingen, zijn grote hoeveelheden water vanaf een site gefilterd, zodat er bacteriecellen concentreren. Echter EET-staat bacteriën vertonen vaak anaërobe stofwisseling en dus zuurstof blootstelling verder kan remmen of te voorkomen dat hun teelt. Alternatieve on-site methodologieën te concentreren cellen zonder ze aan zuurstof bloot te stellen kunnen de isolatie van EET-staat bacteriën vergemakkelijken. Wij rapporteren hier instellingsdetails voor een on-site elektrochemische techniek te verrijken EET-staat microbe gedurende een lange periode van tijd zonder de behoefte voor een externe stroombron.
Met behulp van onze experimenten van de electrocultivation van een zeer alkalische Lente in Noord-Californië, de ceders10, beschrijven we deze on-site elektrochemische techniek. De geochemie van de veren op de ceders zijn beïnvloed door de serpentinization in de ondergrond. De veren zijn zeer reductieve, met zuurstofconcentraties onder de limiet van detectie onder de lucht water interface markeren het potentieel voor de productie van de microbiële energie via EET in deze functioneel zuurstofvrije omgeving11. Er is echter geen bewijs ter ondersteuning van EET-staat microben van al-Arz (in 16S rRNA of Metagenomic analyse). Hoewel deze omgeving heeft gekenmerkt als elektron accepteerder beperkt, het potentieel voor het gebruik van onoplosbare mineralen als terminal elektronen acceptoren, met inbegrip van mineralen zoals het ijzer baring mineralen die uit serpentinization (dat wil zeggen voortvloeien, magnesiet), is niet uitgebreid onderzochte12geweest. Wij daarom ingezet onze elektrochemische systeem op Camping voorjaar, een hoge pH-veer op de ceders, te verrijken voor EET-staat microben (figuur1)13.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="688">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Carbon felt sheet</td>
			<td style="width:147px;">n/a</td>
			<td style="width:115px;">n/a</td>
			<td style="width:212px;">Used for anode and cathode</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Titanium wire</td>
			<td>The Nilaco Cooporation</td>
			<td>TI-451485</td>
			<td>Used to construct fuel cell system</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Graphite epoxy</td>
			<td style="width:147px;">Electrolytica lnc.</td>
			<td style="width:115px;">n/a</td>
			<td style="width:212px;">Used to connect the 
			electrodes and Ti wire</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:215px;">Drying oven</td>
			<td style="width:147px;">Yamato</td>
			<td style="width:115px;">DY300</td>
			<td style="width:212px;">bake the electrode to 
			solidify conductive graphite epoxy</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Digital multi meter</td>
			<td style="width:147px;">Fluke</td>
			<td style="width:115px;">616-1454</td>
			<td style="width:212px;">to check the ohmic value 
			of resistance</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:215px;">Dissolved oxygen probe</td>
			<td style="width:147px;">Sper Science</td>
			<td style="width:115px;">#&#160; 850045</td>
			<td style="width:212px;">to check the oxygen 
			concentration in the environments</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Resistor</td>
			<td style="width:147px;">Sodial</td>
			<td style="width:115px;"></td>
			<td style="width:212px;">Used to construct fuel cell 
			system</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Conducting wire</td>
			<td style="width:147px;">Pico</td>
			<td style="width:115px;">81141s</td>
			<td style="width:212px;">Used to construct fuel cell 
			system</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Voltmeter and Data logger</td>
			<td style="width:147px;">T&#38;D corporation</td>
			<td style="width:115px;">VR-71</td>
			<td>Used for data recording</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:215px;">Hydrogen Hexachloroplatinate(IV) Hexahydrate</td>
			<td style="width:147px;">wako</td>
			<td style="width:115px;">18497-13-7</td>
			<td>Used for electropolation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Citric acid</td>
			<td style="width:147px;">Wako</td>
			<td style="width:115px;">038-06925</td>
			<td>Used for electropolation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Sulfuric acid</td>
			<td style="width:147px;">Wako</td>
			<td style="width:115px;">192-04696</td>
			<td>Used for electropolation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">HCl</td>
			<td style="width:147px;">Wako</td>
			<td style="width:115px;">083-01095</td>
			<td>Used for electrode washing</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Glass cylinder</td>
			<td style="width:147px;">N/A</td>
			<td style="width:115px;">N/A</td>
			<td style="width:212px;">Custom-made, used as the electrochemical reactor</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:215px;">PTFE cover and base</td>
			<td style="width:147px;">N/A</td>
			<td style="width:115px;">N/A</td>
			<td style="width:212px;">Custom-made, used as a cover and a foundation of the electrochemical reactor</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:215px;">Buthyl rubber</td>
			<td style="width:147px;">N/A</td>
			<td style="width:115px;">N/A</td>
			<td style="width:212px;">Custom-made, inserted between each component of electrochemical reactor</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Septa</td>
			<td style="width:147px;">GL Science</td>
			<td style="width:115px;">3007-16101</td>
			<td style="width:212px;">Used as an injection port of electrochemical reactor</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Indium tin-doped oxide (ITO) electrode</td>
			<td style="width:147px;">GEOMATEC</td>
			<td style="width:115px;">No.0001</td>
			<td style="width:212px;">Used as a working electrode, 5&#937;/sq</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Ag/AgCl KCl saturated electrode</td>
			<td style="width:147px;">HOKUTO DENKO</td>
			<td style="width:115px;">HX-R5</td>
			<td style="width:212px;">Used as a reference electrode, &#934;0.30mm</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Platinum wire</td>
			<td style="width:147px;">The Nilaco Cooporation</td>
			<td style="width:115px;">PT-351325</td>
			<td style="width:212px;">Used as a counter electrode</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">NaHCO3</td>
			<td style="width:147px;">Wako</td>
			<td style="width:115px;">191-01305</td>
			<td style="width:212px;">Used for The Cedars Media (CMS)</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:215px;">CaCO3</td>
			<td style="width:147px;">Wako</td>
			<td style="width:115px;">030-00385</td>
			<td style="width:212px;">Used for CMS</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:215px;">NH4Cl</td>
			<td style="width:147px;">Wako</td>
			<td style="width:115px;">011-03015</td>
			<td style="width:212px;">Used for CMS</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:215px;">MgCl2&#160;&#8226; 6H2O</td>
			<td style="width:147px;">Wako</td>
			<td style="width:115px;">135-00165</td>
			<td style="width:212px;">Used for CMS</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">NaOH&#160;</td>
			<td style="width:147px;">Wako</td>
			<td style="width:115px;">198-13765</td>
			<td style="width:212px;">Used for CMS</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:215px;">Na2SO4</td>
			<td style="width:147px;">Wako</td>
			<td style="width:115px;">194-03355</td>
			<td style="width:212px;">Used for CMS</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:215px;">K2HPO4</td>
			<td style="width:147px;">Wako</td>
			<td style="width:115px;">164-04295</td>
			<td style="width:212px;">Used for CMS</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">CABS</td>
			<td style="width:147px;">SANTA CRUZ</td>
			<td style="width:115px;">SC-285279</td>
			<td style="width:212px;">Used for CMS</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Incubator</td>
			<td style="width:147px;">TOKYO RIKAKIKAI CO. LTD.</td>
			<td style="width:115px;">LTI-601SD</td>
			<td style="width:212px;">Used for precultivation</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:215px;">Autoclave machine</td>
			<td style="width:147px;">TOMY SEIKO CO. LTD.</td>
			<td style="width:115px;">LSX-500</td>
			<td style="width:212px;">Used for sterilization of the electrochemical reactor and the medium</td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:215px;">Clean bench</td>
			<td style="width:147px;">SANYO</td>
			<td style="width:115px;">MCV-91BNF</td>
			<td style="width:212px;">Used to prevent the contamination of the electrochemical reactor and the medium with other microbes</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Centrifuge separator</td>
			<td style="width:147px;">Eppendorf</td>
			<td style="width:115px;">5430R</td>
			<td style="width:212px;">Rotational speed upto 6000&#215;g is required</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:215px;">Nitrogen gas generator</td>
			<td style="width:147px;">Puequ CO. LTD.</td>
			<td style="width:115px;">PNTN-2</td>
			<td style="width:212px;">Nitrogen gas cylinder can also be used instead of gas generator</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">UV-vis spectrometer</td>
			<td style="width:147px;">SHIMADZU</td>
			<td style="width:115px;">UV-1800</td>
			<td style="width:212px;">Used for optimization of cell density</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:215px;">Potentiostat</td>
			<td style="width:147px;">BioLogic</td>
			<td style="width:115px;">VMP3</td>
			<td style="width:212px;">Used for biofilm formation and kinetic isotope effect experiments</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:215px;">Thermal water circulator</td>
			<td style="width:147px;">AS ONE</td>
			<td style="width:115px;">TR-1A</td>
			<td style="width:212px;">Used for maintanance of temperature of electrochemcial reactor</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Faraday cage</td>
			<td style="width:147px;">HOKUTO DENKO</td>
			<td style="width:115px;">HS-201S</td>
			<td style="width:212px;">Used for electrochemical experiments</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Anaerobic Chamber</td>
			<td style="width:147px;">COY</td>
			<td style="width:115px;">TypeB (Vinyl)</td>
			<td style="width:212px;">TO conduct experiments 
			under anaerobic condition</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ultraclean DNA Extraction kit</td>
			<td style="width:147px;">MoBio</td>
			<td style="width:115px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

self-standing electrochemical set-up to enrich anode-respiring bacteria on-site

Anaërobe ademhaling, in combinatie met elektronentransport tot onoplosbare mineralen (hierna: extracellulaire elektronentransport [EET]) wordt beschouwd als essentieel voor microbiële energieproductie en persistentie in veel ondergrond omgevingen, met name die oplosbare terminal elektronen acceptoren ontbreekt. EET-staat microben zijn met succes geïsoleerd uit verschillende omgevingen, de diversiteit van de bacteriën EET staat weliswaar nog slecht begrepen, met name in moeilijk-aan-sample, lage energie of extreme omgevingen, zoals velen ondergrond ecosystemen. Hier beschrijven we een on-site elektrochemische systeem om te verrijken EET-kunnen bacteriën met behulp van een anode als een accepteerder respiratoire terminal elektron. Deze anode is verbonden met een kathode kunnen katalyseren van de abiotische zuurstof vermindering. Vergelijken deze aanpak met electrocultivation-methoden die gebruikmaken van een potentiostaat voor de elektrode potentiële signatuur, hoeft het twee-elektrode-systeem niet een externe stroombron. Presenteren we een voorbeeld van onze on-site verrijking gebruikt in een alkalische vijver op de ceders, een terrestrische serpentinization site in Noord-Californië. Eerdere pogingen om te cultiveren minerale reducerend bacteriën mislukten, die is waarschijnlijk te wijten aan de aard van de lage-biomassa van deze site en/of de lage relatieve overvloed van metaal vermindering van microben. Voorafgaand aan de uitvoering van de verrijking van onze twee-elektrode, we het verticale profiel van het gehalte aan opgeloste zuurstof gemeten. Dit konden we de koolstof plaats voelde anode en platina-galvanische carbon voelde kathode op een diepte die anaërobe en aërobe zou ondersteunen processen, respectievelijk. Na on-site incubatie, we verder verrijkt de anodic elektrode in het laboratorium en een aparte microbiële Gemeenschap ten opzichte van de oppervlakte-ingeschrevenen of biofilm gemeenschappen normaal gesproken waargenomen bij de ceders bevestigd. Deze verrijking vervolgens geleid tot het isolement van de eerste electrogenic microbe van de ceders. Deze methode van on-site microbiële verrijking heeft de potentie om sterk verbeteren het isolement van EET-kunnen bacteriën uit lage biomassa of moeilijk te monster habitats.

Huidige productie werd met succes gemeten voor ongeveer 3 maanden met behulp van een datalogger spanning zoals afgebeeld in Figuur 3. Ditmaal werd gekozen als het was de langste stabiele incubatieperiode voor het voorjaar, als gevolg van de sterke daling regens op het gebied van de lente. Een kortere periode kan volstaan, echter een langere periode sterkere verrijking van biomassa bieden kan. We de aansluiting van de twee-elektrode systeem na een incubatieper...

Watch this Scientific Journal Video about Self-standing Electrochemical Set-up to Enrich Anode-respiring Bacteria On-site at JoVE.com

Self-standing Electrochemical Set-up to Enrich Anode-respiring Bacteria On-site

On-site microbiële verrijking of in situ -teelttechnieken kunnen het vergemakkelijken van het isolement van de microbiële taxa moeilijk-aan-cultuur, vooral uit laag-biomassa of geochemically extreme omgevingen. Hier beschrijven we een elektrochemische opstelling zonder gebruik te maken van een externe krachtbron te verrijken van microbiële stammen die kunnen extracellulaire elektronentransport (EET).

Zichzelf staande elektrochemische Set-up te verrijken Anode-respiring bacteriën ter plaatse

Anaerobic respiration coupled with electron transport to insoluble minerals (referred to as extracellular electron transport [EET]) is thought to be ...

Research

JoVE Journal

Environment

A Technique to Screen American Beech for Resistance to the Beech Scale Insect (Cryptococcus fagisuga Lind.)

A Technique to Screen American Beech for Resistance to the Beech Scale Insect Cryptococcus fagisuga Lind.

Een techniek om Screen Amerikaanse Beech voor Weerstand tegen de Beech Scale Insect (<em&gt; Cryptococcus fagisuga</em&gt; Lind.)

Beech bark disease (BBD) results in high levels of initial mortality, leaving behind survivor trees that are greatly weakened and deformed.&#160;The ...

Laboratory Simulation of an Iron(II)-rich Precambrian Marine Upwelling System to Explore the Growth of Photosynthetic Bacteria

Laboratory Simulation of an IronII-rich Precambrian Marine Upwelling System to Explore the Growth of Photosynthetic Bacteria

Laboratorium Simulatie van een ijzer (II) -rijke Precambrium Marine Upwelling Systeem om Ontdek de groei van de fotosynthetische bacteriën

A conventional concept for the deposition of some Precambrian Banded Iron Formations (BIF) proceeds on the assumption that ferrous iron [Fe(II)] upwelling ...

Ecotoxicological Method with Marine Bacteria Vibrio anguillarum to Evaluate the Acute Toxicity of Environmental Contaminants

Ecotoxicological Method with Marine Bacteria Vibrio anguillarum to Evaluate the Acute Toxicity of Environmental Contaminants

Ecotoxicologische methode met mariene bacteriën<em&gt; Vibrio anguillarum</em&gt; De acute toxiciteit van milieuverontreinigende stoffen beoordelen

Bacteria are an important component of the ecosystem, and microbial community alterations can have a significant effect on biogeochemical cycling and food ...

Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron (Oxy)Hydroxides, Trace Elements, and Bacteria

Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron OxyHydroxides, Trace Elements, and Bacteria

Experimentele kolominstelling voor het bestuderen van anaërobe biogeochemische interacties tussen ijzer (Oxy) hydroxiden, sporenelementen en bacteriën

Fate and speciation of trace elements (TEs), such as arsenic (As) and mercury (Hg), in aquifers are closely related to physio-chemical conditions, such as ...

Adherence of Bacteria to Plant Surfaces Measured in the Laboratory

Hechting van bacteriën te planten oppervlakken gemeten in het laboratorium

This manuscript describes a method to measure bacterial binding to axenic plant surfaces in the light microscope and through the use of viable cell ...

On-Site Molecular Detection of Soil-Borne Phytopathogens Using a Portable Real-Time PCR System

On-Site moleculaire detectie van bodem-gedragen planteziekteverwekkers met behulp van een draagbare Real-Time PCR-systeem

On-site diagnosis of plant diseases can be a useful tool for growers for timely decisions enabling the earlier implementation of disease management ...

Detection of 3-Nitrotyrosine in Atmospheric Environments via a High-performance Liquid Chromatography-electrochemical Detector System

Detection of 3-Nitrotyrosine in Atmospheric Environments via a High-performance Liquid Chromatography-electrochemical Detector System

Detectie van 3-Nitrotyrosine in de atmosferische omgeving via een High-performance Liquid Chromatography-elektrochemische Detector systeem

3-nitrotyrosine (3-NT) is generated from the tyrosine residue in atmospheric bio-aerosol proteins via a reaction with ozone (O3) and nitrogen dioxide ...

An Optimized Rhizobox Protocol to Visualize Root Growth and Responsiveness to Localized Nutrients

Een geoptimaliseerde Rhizobox Protocol bij het visualiseren van de wortelgroei en responsiviteit gelokaliseerde nutriënten

Roots are notoriously difficult to study. Soil is both a visual and mechanical barrier, making it difficult to track roots in situ without destructive ...

Composition and Distribution Analysis of Bioaerosols Under Different Environmental Conditions

Samenstelling en analyse van de verdeling van Bioaerosols onder verschillende omgevingsomstandigheden

Variable microorganisms in particulate matter (PM) under different environmental conditions may have significant impacts on human health. In this study, ...

Measurement of the Potential Rates of Dissimilatory Nitrate Reduction to Ammonium Based on 14NH4+/15NH4+ Analyses via Sequential Conversion to N2O

Measurement of the Potential Rates of Dissimilatory Nitrate Reduction to Ammonium Based on 14NH4+/15NH4+ Analyses via Sequential Conversion to N2O

Meting van de potentiële tarieven van dissimilatorische nitraatreductie naar Ammonium op basis van 14NH4+/15NH4+ Analyses via sequentiële conversie naar N2O

The importance of understanding the fate of nitrate (NO3&#8722;), which is the dominant N species transferred from terrestrial to aquatic ecosystems, has ...