Name: growing magnetotactic bacteria of the genus magnetospirillum: strains msr-1, amb-1 and ms-1
Uploaded: 2018-10-17T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Growing Magnetotactic Bacteria of the Genus Magnetospirillum: Strains MSR-1, AMB-1 and MS-1 at JoVE.com

Wij Richard B. Frankel bedanken voor zijn hulp met MTB culturen, Adam P. Hitchcock Xiaohui Zhu voor hun steun bij het opzetten van de MTB-culturen op McMaster University en Marcia Reid voor opleiding en toegang tot de faciliteit van elektronenmicroscopie (McMaster University, Faculteit der medische wetenschappen). Dit werk werd gesteund door de natuurwetenschappen, Engineering onderzoek Raad van Canada (NSERC) en de ons National Science Foundation.

1. installatie van de N-2 -Station
Opmerking: Kies de binnendiameter van de buis zodat het kan worden aangesloten op de gastank met minimale lekkage en zodat de cilinder van een kunststof spuit van 1 mL strak in deze buis past. Een illustratie van de volledige N2 vergassing station wordt gegeven in Figuur 1.
<ol><li>Veilig installeren een N2 gastank dicht bij een bank waarop er is genoeg ruimte om in te stellen naar het station<s...

<ol>
	<li>Blakemore, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetotactic+bacteria.">Magnetotactic bacteria.</a> Annual Reviews in Microbiology. 36 (1), 217-238 (1982).</li><li>Uebe, R., Sch&#252;ler, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetosome+biogenesis+in+magnetotactic+bacteria.">Magnetosome biogenesis in magnetotactic bacteria.</a> Nature Reviews Microbiology. 14 (10), 621 (2016).</li><li>Faivre, D., Schuler, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetotactic+bacteria+and+magnetosomes.">Magnetotactic bacteria and magnetosomes.</a> Chemical Reviews. 108 (11), 4875-4898 (2008).</li><li>Bazylinski, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+biomineralization+of+magnetite+(Fe3O4)+and+greigite+(Fe3S4)+in+a+magnetotactic+bacterium.">Controlled biomineralization of magnetite (Fe3O4) and greigite (Fe3S4) in a magnetotactic bacterium.</a> Applied and Environmental Microbiology. 61 (9), 3232-3239 (1995).</li><li>Lef&#232;vre, C. 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=Diversity+of+magneto-aerotactic+behaviors+and+oxygen+sensing+mechanisms+in+cultured+magnetotactic+bacteria.">Diversity of magneto-aerotactic behaviors and oxygen sensing mechanisms in cultured magnetotactic bacteria.</a> Biophysical Journal. 107 (2), 527-538 (2014).</li><li>Heyen, U., Sch&#252;ler, D. <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+magnetosome+formation+by+microaerophilic+Magnetospirillum+strains+in+an+oxygen-controlled+fermentor.">Growth and magnetosome formation by microaerophilic Magnetospirillum strains in an oxygen-controlled fermentor.</a> Applied Microbiology and Biotechnology. 61 (5-6), 536-544 (2003).</li><li>Blakemore, R. P., Maratea, D., Wolfe, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+and+pure+culture+of+a+freshwater+magnetic+spirillum+in+chemically+defined+medium.">Isolation and pure culture of a freshwater magnetic spirillum in chemically defined medium.</a> Journal of bacteriology. 140 (2), 720-729 (1979).</li><li>Oestreicher, Z., Lower, S. K., Lin, W., Lower, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Collection,+isolation+and+enrichment+of+naturally+occurring+magnetotactic+bacteria+from+the+environment.">Collection, isolation and enrichment of naturally occurring magnetotactic bacteria from the environment.</a> Journal of Visualized Experiments. (69), (2012).</li><li>P&#243;sfai, M., Lef&#232;vre, M., Trubitsyn, C., Bazylinski, D. A., Frankel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phylogenetic+significance+of+composition+and+crystal+morphology+of+magnetosome+minerals.">Phylogenetic significance of composition and crystal morphology of magnetosome minerals.</a> Frontiers in Microbiology. 4, 344 (2013).</li><li>Wolfe, R. S., Thauer, R. K., Pfennig, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+'capillary+racetrack'+method+for+isolation+of+magnetotactic+bacteria.">A 'capillary racetrack' method for isolation of magnetotactic bacteria.</a> FEMS Microbiology Ecology. 3 (1), 31-35 (1987).</li><li>Sch&#252;bbe, 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=Characterization+of+a+spontaneous+nonmagnetic+mutant+of+Magnetospirillum+gryphiswaldense+reveals+a+large+deletion+comprising+a+putative+magnetosome+island.">Characterization of a spontaneous nonmagnetic mutant of Magnetospirillum gryphiswaldense reveals a large deletion comprising a putative magnetosome island.</a> Journal of Bacteriology. 185 (19), 5779-5790 (2003).</li><li>Nadkarni, R., Barkley, S., Fradin, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+methods+to+measure+the+magnetic+moment+of+magnetotactic+bacteria+through+analysis+of+their+trajectories+in+external+magnetic+fields.">A comparison of methods to measure the magnetic moment of magnetotactic bacteria through analysis of their trajectories in external magnetic fields.</a> PloS One. 8 (12), e82064 (2013).</li><li>Waisbord, N., Lef&#232;vre, C. T., Bocquet, L., Ybert, C., Cottin-Bizonne, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Destabilization+of+a+flow+focused+suspension+of+magnetotactic+bacteria.">Destabilization of a flow focused suspension of magnetotactic bacteria.</a> Physical Review Fluids. 1 (5), 053203 (2016).</li><li>Komeili, A., Vali, H., Beveridge, T. J., Newman, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetosome+vesicles+are+present+before+magnetite+formation,+and+MamA+is+required+for+their+activation.">Magnetosome vesicles are present before magnetite formation, and MamA is required for their activation.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101 (11), 3839-3844 (2004).</li><li>Scheffel, 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=An+acidic+protein+aligns+magnetosomes+along+a+filamentous+structure+in+magnetotactic+bacteria.">An acidic protein aligns magnetosomes along a filamentous structure in magnetotactic bacteria.</a> Nature. 440 (7080), 110 (2006).</li><li>Zhu, 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=Measuring+spectroscopy+and+magnetism+of+extracted+and+intracellular+magnetosomes+using+soft+X-ray+ptychography.">Measuring spectroscopy and magnetism of extracted and intracellular magnetosomes using soft X-ray ptychography.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (51), E8219-E8227 (2016).</li><li>Sch&#252;ler, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+analysis+of+a+subcellular+compartment:+the+magnetosome+membrane+in+Magnetospirillum+gryphiswaldense.">Molecular analysis of a subcellular compartment: the magnetosome membrane in Magnetospirillum gryphiswaldense.</a> Archives of Microbiology. 181 (1), 1-7 (2004).</li><li>Kolinko, I., 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=Biosynthesis+of+magnetic+nanostructures+in+a+foreign+organism+by+transfer+of+bacterial+magnetosome+gene+clusters.">Biosynthesis of magnetic nanostructures in a foreign organism by transfer of bacterial magnetosome gene clusters.</a> Nature Nanotechnology. 9 (3), 193 (2014).</li><li>Hergt, 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=Magnetic+properties+of+bacterial+magnetosomes+as+potential+diagnostic+and+therapeutic+tools.">Magnetic properties of bacterial magnetosomes as potential diagnostic and therapeutic tools.</a> Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 293 (1), 80-86 (2005).</li><li>Lefevre, C. 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=Novel+magnetite-producing+magnetotactic+bacteria+belonging+to+the+Gammaproteobacteria.">Novel magnetite-producing magnetotactic bacteria belonging to the Gammaproteobacteria.</a> The ISME Journal. 6 (2), 440 (2012).</li><li>Williams, T. J., Lef&#232;vre, C. T., Zhao, W., Beveridge, T. J., Bazylinski, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetospira+thiophila+gen.+nov.,+sp.+nov.,+a+marine+magnetotactic+bacterium+that+represents+a+novel+lineage+within+the+Rhodospirillaceae+(Alphaproteobacteria).">Magnetospira thiophila gen. nov., sp. nov., a marine magnetotactic bacterium that represents a novel lineage within the Rhodospirillaceae (Alphaproteobacteria).</a> International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 62 (10), 2443-2450 (2012).</li><li>Zhu, 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=Isolation+and+characterization+of+a+marine+magnetotactic+spirillum+axenic+culture+QH-2+from+an+intertidal+zone+of+the+China+Sea.">Isolation and characterization of a marine magnetotactic spirillum axenic culture QH-2 from an intertidal zone of the China Sea.</a> Research in Microbiology. 161 (4), 276-283 (2010).</li></ol>

De specifieke O2 concentratie vereisten van MTB maken hen niet-triviaal om te groeien in het laboratorium. Een belangrijke stap van het protocol voor opgietvloeistof is de eerste verwijdering van alle O2 van het middel om de uiteindelijke concentratie door het toevoegen van een bepaald volume van O2, vlak voor de inenting. Het is gebleken dat MSR-1 groeit onder bijna volledig aërobe omstandigheden, echter het magnetisme van de cellen wordt drastisch verminderd. Uit hetzelfde onderzoek bl...

Magnetotactic bacteriën (MTB) vertegenwoordigen een breed scala van gram-negatieve prokaryoten alomtegenwoordig in zoet water en mariene aquatische habitats1. Deze bacteriën delen het vermogen te produceren van magnetische kristallen gemaakt van magnetiet (Fe3O4) of greigiet (Fe3S4), die in de meeste gevallen geassembleerd in ketens in de cellen. Dit bijzondere structurele motief is te wijten aan de aanwezigheid van verschillende specifieke proteïnen die zowel in het cytoplasma van de bacteriën en op het lipide membraan dat elke crystal2 omringt. Elke individuele crystal en haar omringende membraan vesikel heet een magnetosome en is variërend in grootte van ongeveer 30 tot 50 nm in3soorten Magnetospirillum . Vanwege de rangschikking van de keten van magnetosomes bezitten deze bacteriën een permanente magnetische dipoolmoment dat maakt ze passief uitlijnen met extern toegepaste magnetische velden. Daarom deze bacteriën actief zwemmen langs de magnetische veldlijnen, handelend als zelfrijdende micro-kompassen vermoedelijk tot meer effectief de meest gunstige omstandigheden zoeken (bv., O2 concentratie) voor groei.
Een interessante eigenschap van MTB is hun vermogen om zowel de chemie en de kristallografie van hun magnetosome kristallen te regelen. De meeste stammen produceren relatief hoge zuiverheid kristallen van hetzij magnetiet hetzij greigiet, hoewel sommige biomineralize beide mineralen4. In alle gevallen kunnen de bacteriën exact bepalen de grootte en de vorm van hun één magnetische domein kristallen. Dit verklaart waarom een grote hoeveelheid onderzoek is begonnen met het ontwikkelen van een beter begrip van hoe MTB voeren dit biomineralization proces. Inzicht in dit proces mogelijk de onderzoekers te kleermaker-merk magnetisch nanokristallen voor veel commerciële en medische toepassingen.
Een aanzienlijke belemmering voor uitgebreid onderzoek op MTB is de moeilijkheid van het kweken van hen in het laboratorium. De meeste soorten, met inbegrip van de spanningen in dit werk gebruikt zijn obligately microaerophilic als volwassen met O2 als een accepteerder terminal elektron. Dit verklaart waarom deze bacteriën zijn meestal te vinden op het overgangsgebied tussen oxic en zuurstofvrije omstandigheden (de IME-zuurstofvrije interface, OAI). Dit toont duidelijk aan dat MTB hebben precieze O2 concentratie vereisten die natuurlijk moet rekening worden gehouden bij het opstellen van groei media voor deze organismen. Bovendien, de grote bestaande diversiteit aan MTB betekent dat verschillende soorten verschillende soorten chemische verlopen en voedingsstoffen om optimale groei te realiseren zal moeten.
In dit werk, beschrijven we de methoden voor de teelt van drie van de meest bestudeerde MTB: Magnetospirillum magneticum (stam AMB-1), M. magnetotacticum (MS-1) en M. gryphiswaldense (MSR-1). Deze soorten behoren tot de klasse van de Alphaproteobacteria in de stam van de Proteobacteria fylogenetisch, zijn spiraalvormige in morfologie en bezitten een polar flagellum aan elk uiteinde van de cel. Wij bieden de protocollen voor de groeiende stam MSR-1 in zowel vloeibare als O2 concentratie verloop semi-vaste voedingsbodems, gebaseerd op eerder gepubliceerde middellange recepten5,6. Ook presenteren we een gedetailleerd protocol voor de teelt van stammen AMB-1 en MS-1 in gewijzigde magnetische Spirillen groei Medium (MGSM)7.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1029px;" width="1028">
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">AMB-1</td>
			<td style="width:437px;">American Type Culture Collection (ATCC)</td>
			<td style="width:119px;">ATCC 700264</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">MS-1</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>ATCC 31632&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">MSR-1</td>
			<td>Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ)</td>
			<td>DSM 6361</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">Ferric citrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F3388-250G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">Trace mineral supplement</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>MD-TMS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">KH2PO4</td>
			<td>EMD</td>
			<td>PX1565-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">MgSO4.7 H2O</td>
			<td>EMD</td>
			<td>MX0070-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">HEPES</td>
			<td>BioShop Canada Inc</td>
			<td>HEP001.250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">NaNO3</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S5506-250G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">Yeast extract</td>
			<td>Fischer scientific</td>
			<td>DF210929</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;">Peptone</td>
			<td>Fischer scientific</td>
			<td>DF0436-17-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">Potassium L-lactate solution (60%)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>60389-250ML-F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">D-(-)-Quinic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>138622</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">FeCl3.6H2O</td>
			<td>Fischer scientific</td>
			<td>I88-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">Vitamin supplement</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>MD-VS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">Sodium succinate hexahydrate</td>
			<td>Fischer scientific</td>
			<td>S413-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">Sodium L-tartrate dibasic dihydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>228729-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">Sodium acetate trihydrate</td>
			<td>EMD</td>
			<td>SX0255-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">Resazurin</td>
			<td>Difco</td>
			<td>0704-13</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">Ascorbic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A4544-25G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">K2HPO4</td>
			<td>Caledon</td>
			<td>6620-1-65</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;">FeCl2 .4H2O</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>44939-250G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">Sodium bicarbonate</td>
			<td>EMD</td>
			<td>SX0320-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">NaCl</td>
			<td>Caledon</td>
			<td>7560-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;">NH4Cl</td>
			<td>EMD</td>
			<td>1011450500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;">CaCl2.2 H2O</td>
			<td>EMD</td>
			<td>1023820500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">Agar A</td>
			<td>Bio Basic Canada Inc</td>
			<td>FB0010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;">L-cysteine.HCl.H2O</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C7880-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">1.0 mL syringes</td>
			<td>Fischer scientific</td>
			<td>B309659</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">25G&#160; x 1 needles</td>
			<td>BD</td>
			<td>305125</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">125 mL serum bottles</td>
			<td>Wheaton</td>
			<td>223748</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">20 mm aluminum seals</td>
			<td>Wheaton</td>
			<td>224223-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;">20mm E-Z Crimper</td>
			<td>Wheaton</td>
			<td>W225303</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">Butyl-rubber stoppers</td>
			<td>Bellco Glass, Inc.</td>
			<td>2048-11800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">Hungate tubes</td>
			<td>Chemglass (VWR)</td>
			<td>CLS-4208-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">Septum stopper, 13mm, Hungate</td>
			<td>Bellco Glass, Inc.</td>
			<td>2047-11600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:307px;">Glass culture Tubes</td>
			<td>Corning (VWR)</td>
			<td>9826-16X</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;">Hydrochloric acid 36.5-38%, BioReagent</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>H1758-100ML</td>
			<td>11.6 - 12 N</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

growing magnetotactic bacteria of the genus magnetospirillum: strains msr-1, amb-1 and ms-1

Magnetotactic bacteriën zijn gram-negatieve, sporenvormende, hoofdzakelijk aquatische prokaryoten alomtegenwoordig in zoetwater- en mariene habitats. Ze worden gekenmerkt door hun vermogen om te biomineralize magnetosomes, die magnetische nanometer middelgrote kristallen van magnetiet (Fe3O4) of greigiet (Fe3S4 zijn) omgeven door een lipide dubbelgelaagde membraan, binnen hun cytoplasma. Voor de meeste bekende magnetotactic bacteriën, worden magnetosomes geassembleerd in ketens in het cytoplasma, waardoor verlenen een permanente magnetische dipoolmoment op de cellen, en waardoor ze passief uitlijnen met externe magneetvelden. Vanwege deze specifieke kenmerken hebben magnetotactic bacteriën een groot potentieel voor commerciële en medische toepassingen. Echter, de meeste soorten zijn microaerophilic en hebben specifieke O2 concentratie vereisten, waardoor ze moeilijker te groeien routinematig dan veel andere bacteriën zoals Escherichia coli. Hier presenteren we gedetailleerde protocollen voor het kweken van drie van de meest bestudeerde stammen van magnetotactic bacteriën, alle behorend tot het geslacht Magnetospirillum. Deze methoden toestaan voor een nauwkeurige besturing van de concentratie van O2 ter beschikking gesteld van de bacteriën, om ervoor te zorgen dat ze normaal groeien en synthetiseren van magnetosomes. Groeiende magnetotactic bacteriën voor verdere studies met behulp van deze procedures vereist geen het Vejle te worden een expert in de microbiologie. De algemene methoden gepresenteerd in dit artikel kunnen ook worden gebruikt om te isoleren en cultuur van de andere magnetotactic bacteriën, hoewel het is waarschijnlijk dat groei media chemische samenstelling zal moeten worden gewijzigd.

Succesvolle voorbereiding van de groei-media kan als volgt worden beoordeeld. Aan het einde van het proces, duidelijke oplossingen (dwz., vrij van een eventueel neerslag) moeten worden verkregen (dit geldt voor zowel de vloeibare media en het O2 kleurovergang semi-solide medium). Een afbeelding weergeven het verwachte aspect van de MSR-1 opgietvloeistof voordat inoculatie kan worden gezien in Figuur 2a. Een succesvolle O2 concen...

Watch this Scientific Journal Video about Growing Magnetotactic Bacteria of the Genus Magnetospirillum: Strains MSR-1, AMB-1 and MS-1 at JoVE.com

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

Groeiende Magnetotactic bacteriën van het geslacht Magnetospirillum: stammen MSR-1, AMB-1 en MS-1

Presenteren we een procedure voor het kweken van verschillende stammen van Magnetospirillum in twee verschillende soorten media groei. Magnetospirillum gryphiswaldense stam MSR-1 groeit zowel in vloeibare als in O2 concentratie verloop semi-vaste voedingsbodems terwijl M. magneticum stam AMB-1 en M. magnetotacticum stam MS-1 worden geteeld in vloeistof.

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

Deze methode maakt het mogelijk om drie verschillende soorten magnetotactische bacteriën genaamd MSR-1, AMB-1 en MS-1 te kweken. Alle zoetwatersoorten, en allemaal van het geslacht magnetospirillum. Het is een essentiële eerste stap voor elke vorm van reproduceerbaar onderzoek waarbij deze organismen betrokken zijn.Magnetotactische bacteriën hebben zeer specifieke zuurstofbehoeften, daarom ontwikkelden ze een magnetisch navigatiesysteem. Het is dus erg belangrijk om de hoeveelheid zuurstof die beschikbaar is voor hen te controleren. Al dit protocol is geoptimaliseerd voor een paar specifieke stammen van zoetwatermagnetopirilla.De details kunnen worden geoptimaliseerd om tegemoet te komen aan de zuurstof- en voedingsbehoeften van andere magnetotactische bacteriën. Installeer veilig een stikstofgastank in de buurt van een bankje waarop voldoende ruimte is om het stikstofstation in te stellen. Sluit een stuk buizen aan op de tank die lang genoeg is om het gebied te bereiken waar het station zal worden gebouwd.Breng indien nodig Teflon-tape aan bij de uitgang van de tank om lekkage te voorkomen. Om een station te bouwen dat vijf flessen medium tegelijk kan borrelen, snijd dan vier stukken buizen van maximaal vijf centimeter lang. Monteer de stukken buizen in een lijn met drie 3-weg T-vormige kunststof fittingen.Sluit het ene uiteinde van deze lijn aan op het stuk buizen bij de output van de stikstoftank door middel van een extra T-vormige fitting. Voeg een 90-graden elleboog montage aan de andere kant. Gebruik tape om de structuur te bevestigen aan een horizontale metalen staaf geplaatst aproximately 30 centimeter boven de bank.Sluit vijf stukken buizen van maximaal 20 centimeter lang aan op de drie uitgangen van de geïnstalleerde fittingen. Verwijder de zuigers van vijf een-milliliter plastic spuiten, en snijd het grotere uiteinde van deze spuiten, waarbij alleen het gegradueerde deel. Vul deze spuiten met katoen, zorg ervoor dat ze niet te strak inpakken.Steek de spuiten in de 20 centimeter lange verticale stukken buizen. Zet het gas aan en gebruik zeepwater om ervoor te zorgen dat er geen lekkage is wanneer stikstof stroomt. Verwijder de doppen van vijf naalden van 25 meter en steek deze naalden in stukjes dunne buizen van 10 centimeter.Bevestig de geprepareerde naalden aan de spuiten van het stikstofstation. Zorg ervoor dat stikstof door alle vijf de lijnen stroomt en houd het station stand-by. Bereid een ferric citraatoplossing van 10 millimolar door 0,245 gram ferric citraat toe te voegen aan 100 milliliter gedestilleerd water.Verwarm en roer om op te lossen totdat een oranje heldere oplossing is verkregen. Autoclave de oplossing met behulp van een standaard cyclus van ten minste 15 minuten blootstelling bij 121 graden Celsius voor het opslaan van de gesteriliseerde voorraad oplossing bij kamertemperatuur in het donker. Om vijf flessen vloeibare groeimedium voor MSR-1 te bereiden, voegt u de in een tekstprotocol vermelde chemicaliën toe aan een beker met 300 milliliter gedestilleerd water.Toevoeging van de steriele ferric citraat en minerale oplossingen moet worden uitgevoerd onder de vlam van een Bunsen brander met behulp van steriele technieken. Steriele omstandigheden zijn essentieel om besmetting van de cultuur door andere bacteriële soorten te voorkomen. Pas na de toevoeging van alle chemicaliën de pH aan op 7,0 met één molaire natriumhydroxideoplossing.Doe het vers bereide medium in serumflessen van 125 milliliter en giet 60 milliliter medium in elke fles. Bubble stikstof in het medium gedurende 30 minuten om de opgeloste zuurstof te verwijderen met behulp van de kleine slang aangesloten op het stikstofstation. Plaats een butyl rubberstop op de top van elke fles, waardoor een kleine opening om het overtollige gas om de fles te verlaten.Na 30 minuten sluit u elke fles af met de bereide stop en een aluminium afdichting. De aluminium afdichting zorgt ervoor dat de fles tijdens de rest van het protocol verzegeld blijft. Koppel de naalden en de dunne slang los van het stikstofstation en vervang ze door schone naalden.Pas de kleppen van de stikstoftank zo aan dat een zachte, continue gasstroom de tank verlaat. Steek nu een van de naalden die verbonden zijn met de stikstoftank in een fles medium via de rubberstop. Steek onmiddellijk een andere schone naald in dezelfde fles.Herhaal deze stap voor de andere flessen, en laat stikstof stromen voor ongeveer 30 minuten om de lucht in de flessen te vervangen door stikstof. Na 30 minuten koppel je een fles los van het stikstofstation door de overeenkomstige naald te verwijderen. Wacht een paar seconden tot de druk in de fles medium afneemt tot atmosferische druk en verwijder de tweede naald.Herhaal deze stap voor alle resterende flessen. Om 120 milliliter halfvast groeimedium voor MSR-1 voor te bereiden, bedek het bekerglas met aluminiumfolie en beklad de oplossing die is voorbereid zoals beschreven in het tekstprotocol. Bereid vlak voor het einde van de autoclavecyclus een nieuwe 4%cysteïneoplossing voor en pas de pH aan op 7.0 met een vijf molaire natriumhydroxideoplossing, zoals beschreven in het tekstprotocol.Laat het medium na autoclaving afkoelen tot 50 tot 60 graden Celsius en breng de beker onder de vlam van een Bunsen-brander. Verwijder de aluminiumfolie en voeg snel de chemische stoffen in het tekstprotocol toe met behulp van steriele technieken terwijl u zachtjes roert. Voeg 1,2 milliliter filter gesteriliseerde cysteïne oplossing.Na de toevoeging van alle chemicaliën, breng het warme medium in 16 milliliter steriele schroefdop Hungate buizen. Breng 12 milliliter van het medium in elke buis, en verzegel de buizen. Om stammen MSR-1, AMB-1 en MS-1 in vloeibaar medium te inenten, vlam je de toppen van de zuurstof en verse medium flessen door ethanol op de stoppers aan te brengen en door de vlam van een Bunsen-brander te laten gaan.Met behulp van een steriele spuit en een naald, extract een milliliter zuurstof uit de zuurstoffles en breng het in de verse middelgrote fles. Bij gebruik van het entmateriaal uit een andere cultuur geteeld in een glazen fles, vlam beide flessen. Dan inenting een milliliter van de oudere cultuur in het verse medium.Broed de cultuur op 32 graden Celsius, en inenten in vers medium na vier tot zeven dagen. Om MSR-1 in zuurstofgradiënt, semisolid middel, te inenten, controleer of de buis van vers middel een goed-bepaalde OAI toont, die door een roze aan kleurloze interface ongeveer één tot drie centimeters onder de oppervlakte van het middel wordt gematerialiseerd. Als het entmateriaal afkomstig is van een andere zuurstofconcentratie gradiënt semisolid cultuur, oogst de bacteriën door het aspirating 50 microliters van de cultuur met een steriele pipet tip geplaatst op de band gevormd door de bacteriën.Langzaam inenten deze bacteriën op de OAI in het verse medium, het vermijden van het verstoren van de interface. Sluit de buis af en laat de bacteriën groeien tussen de 25 graden Celsius en 30 graden Celsius. Om ervoor te zorgen dat de bacteriën zowel magnetisch als modaal zijn, plaatst u een druppel cultuur op de microscoopbekledingsslip.Draai de afdekstrook om en installeer deze op een O-ring die op een glazen schuif rust. Zorg ervoor dat de druppel de onderste dia niet raakt. Plaats de hangende druppel onder een microscoop en focus op een rand van de druppel.Plaats de zuidpool van een magneet dicht bij die rand, en kijk hoe de bacteriën naar de rand zwemmen. Draai de magneet om ze te laten zwemmen in de tegenovergestelde richting. Hier worden de flessen vloeibare media getoond voor inenting en na bacteriële groei.Troebelheid in de tweede fles geeft aan dat bacteriën groeien. Deze twee keer versnelde film toont het verwachte resultaat van een opknoping drop experiment voor een modale en magnetische magnetotactische bacteriën cultuur. De bacteriën zwommen in eerste instantie naar de rand van de druppel wanneer een magnetisch veld wordt aangebracht.Wanneer de veldrichting van de magneet wordt omgekeerd, zwommen de bacteriën weg van de rand waar het magnetisch veld wordt aangebracht. Hier getoond zijn buizen van halfvast medium voor inenting en na bacteriële groei. Zoals verwacht, een band van bacteriën vormen op de oxic-anoxische interface en migreert na verloop van tijd als zuurstof wordt verbruikt en de interface omhoog beweegt.Hier is een representatieve elektronenmicrograaf van een magnetisch spirillum te zien. De flagella worden aangegeven door de zwarte pijlen, terwijl de rode pijlen de magnetosomen tonen. Bij een poging deze procedure, het is zeer belangrijk om te onthouden dat magnetotactische bacteriën hebben zeer specifieke zuurstofniveau eisen om zowel goed groeien en magnetosoom produceren.Dit protocol laat zien hoe het zuurstofgehalte in de groeimedia te controleren en te controleren om de micro-omstandigheden te bereiken die door deze organismen worden bekoos. Volgens deze methode kunnen hoge concentraties van gezonde en zeer magnetische cellen worden verkregen. Op deze manier kunnen experimenten die grote hoeveelheden bacteriën vereisen worden uitgevoerd, zoals magnetosoomextractie, genomische en genetische studies, of observatie van collectieve beweging door microscopie.De mogelijkheid om magnetotactische bacteriën te kweken in het lab is echt wat wetenschappers heeft toegestaan om op systematische wijze de fascinerende biochemische en fysische eigenschappen van deze organismen te onderzoeken.

Research

JoVE Journal

Biology

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

Purification of the M. magneticum Strain AMB-1 Magnetosome Associated Protein MamA&Delta;41

Purification of the M. magneticum Strain AMB-1 Magnetosome Associated Protein MamAÃƒÅ½Ã¢â‚¬Â41

Zuivering van het M. magneticum Strain AMB-1 Magnetosome geassocieerd eiwit MamAΔ41

Magnetotactic bacteria comprise a diverse group of aquatic microorganisms that are able to orientate themselves along geomagnetic fields. This behavior is ...

High-throughput Screening and Biosensing with Fluorescent C. elegans Strains

High-throughput Screening and Biosensing with Fluorescent C. elegans Strains

High-throughput screening &#39;en biosensing met fluorescerende C. elegans Stammen

High-throughput screening (HTS) is a powerful approach for identifying chemical modulators of biological processes.  However, many compounds identified in ...

The Green Monster Process for the Generation of Yeast Strains Carrying Multiple Gene Deletions

The Green Monster Werkwijze voor de generatie van giststammen dragen Meerdere gendeleties

Phenotypes  for a gene deletion are often revealed only when the mutation is tested in a  particular genetic background or environmental condition1,2. ...

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

Collection, Isolatie en Verrijking van natuurlijk voorkomende Magnetotactic Bacteriën van het milieu

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

Monitoring Intraspecies Competition in a Bacterial Cell Population by Cocultivation of Fluorescently Labelled Strains

Monitoring intraspecies competitie in een bacteriële celpopulatie door cocultivatie van fluorescerend gelabelde stammen

Many microorganisms such as bacteria proliferate extremely fast and the populations may reach high cell densities. Small fractions of cells in a ...

Measuring the Effects of Bacteria on C. Elegans Behavior Using an Egg Retention Assay

Measuring the Effects of Bacteria on C. Elegans Behavior Using an Egg Retention Assay

Het meten van de effecten van bacteriën op<em&gt; C. Elegans</em&gt; Gedrag Met behulp van een Ei Retention Assay

C. elegans egg-laying behavior is  affected by environmental cues such as osmolarity1 and  vibration2. In the total absence of food C. elegans also cease ...

Measurement of mRNA Decay Rates in Saccharomyces cerevisiae Using rpb1-1 Strains

Measurement of mRNA Decay Rates in Saccharomyces cerevisiae Using rpb1-1 Strains

Meting van mRNA Decay tarieven in<em&gt; Saccharomyces cerevisiae</em&gt; Het gebruik van<em&gt; Rpb1-1</em&gt; Stammen

mRNA steady state levels vary depending on environmental conditions. Regulation of the steady state accumulation levels of an mRNA ensures that the ...

Using Digital Image Correlation to Characterize Local Strains on Vascular Tissue Specimens

Met behulp van Digital Image Correlation Local Spanningen op vaatweefsel Monsters karakteriseren

Characterization of the mechanical behavior of biological and engineered soft tissues is a central component of fundamental biomedical research and ...

Colorimetric Detection of Bacteria Using Litmus Test

Colorimetrische Detectie van bacteriën met behulp van lakmoesproef

There are increasing demands for simple but still effective methods that can be used to detect specific pathogens for point-of-care or field applications. ...

Light Sheet Fluorescence Microscopy of Plant Roots Growing on the Surface of a Gel

Lichtwaaier fluorescentiemicroscopie van plantenwortels Kweken op het oppervlak van een gel

One of the key questions in understanding plant development is how single cells behave in a larger context of the tissue. Therefore, it requires the ...