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

Nous remercions Richard B. Frankel pour son aide avec cultures MTB, Adam P. Hitchcock et Xiaohui Zhu pour leur soutien pendant la mise en place des cultures de VTT à l’Université McMaster et Marcia Reid pour la formation et l’accès à la facilité de la microscopie électronique (McMaster University, Faculté des Sciences de la santé). Ce travail a été soutenu par les Sciences naturelles et génie conseil recherche du Canada (CRSNG) et le US National Science Foundation.

1. installation de la Station de2 N
Remarque : Choisissez le diamètre intérieur du tuyau pour qu’il peut être relié au réservoir de gaz avec fuite minimale et que le cylindre d’une seringue de 1 mL en plastique s’adapte étroitement dans ce tube. Une illustration de la complète N2 station de gazage est fournie à la Figure 1.
<ol><li>En toute sécurité installer un réservoir de gaz N2 à proximité d’un banc sur ...

<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>

Les exigences de concentration de2 O spécifiques de m. tuberculosis rendent non négligeable à cultiver en laboratoire. Une étape clé du protocole pour le milieu liquide est la suppression initiale de tous les O2 du milieu afin de contrôler la concentration finale en ajoutant un volume précis d’O2, juste avant l’inoculation. Il a été démontré que MSR-1 pousse dans des conditions aérobies presque complètement, cependant, le magnétisme des cellules est considérablement ré...

Bactéries magnétotactiques (MTB) représentent un large éventail d’omniprésents dans les habitats aquatiques d’eau douce et1gramnégatives procaryotes. Ces bactéries ont la capacité de produire les cristaux magnétiques en magnétite (Fe3O4) ou greigite Fe3S4, qui sont le plus souvent assemblés dans des chaînes à l’intérieur des cellules. Ce motif structural particulière est due à la présence de plusieurs protéines spécifiques agissant aussi bien dans le cytoplasme de la bactérie et sur la membrane lipidique qui entoure chaque cristal2. Chaque cristal individuel et ses vésicules de membrane environnante est appelé un magnétosomale et est variant entre 30 et 50 nm de Magnetospirillum espèces3. En raison de la configuration de la chaîne de magnétosomes, ces bactéries possèdent un moment magnétique permanent qui les rend aligner passivement des champs magnétiques appliqués extérieurement. Par conséquent, ces bactéries activement nagent le long des lignes de champ magnétique, en tant que micro-boussoles automoteurs vraisemblablement à plus localiser efficacement les conditions les plus favorables (e.g., concentration de O2 ) pour la croissance.
Une propriété intéressante de m. tuberculosis est leur capacité à réguler la chimie et la cristallographie de leurs cristaux magnétosomale. La plupart des souches produisent des cristaux relativement haute pureté de magnétite ou greigite, bien que certains biomineralize les deux minéraux4. Dans tous les cas, les bactéries sont capables de contrôler avec précision la taille et la forme de leurs cristaux domaine magnétique unique. C’est ce qui explique pourquoi un grand nombre de recherches est entrepris pour développer une meilleure compréhension de comment MTB effectuer ce processus de biominéralisation. Compréhension de ce processus pourrait permettre aux chercheurs de travailler-faire des nanocristaux magnétiques pour de nombreuses applications commerciales et médicales.
Un obstacle de taille à des recherches approfondies sur les VTT a été la difficulté de leur culture en laboratoire. La plupart des espèces, y compris les souches utilisées dans ce travail, sont obligatoirement microaérophiles lorsqu’il est cultivé avec O2 comme accepteur terminal d’électron. C’est ce qui explique pourquoi ces bactéries se trouvent le plus souvent à la zone de transition entre les conditions oxiques et anoxiques (l’interface oxic-anoxiques, OAI). Cela montre clairement que les VTT ont O2 concentration aux exigences précises qui doit évidemment être pris en compte lorsqu’ils établissent des milieux de culture pour ces organismes. De plus, la grande diversité existante de VTT implique que différentes souches aura besoin de différents types de gradients chimiques et d’éléments nutritifs pour une croissance optimale.
Dans ce travail, nous décrivons les méthodes pour la culture de trois du plus largement étudié VTT : Magnetospirillum magneticum (souche AMB-1), M. magnetotacticum (MS-1) et M. gryphiswaldense (MSR-1). Ces espèces phylogénétiquement appartiennent à la classe Alphaproteobacteria du phylum des Proteobacteria , sont hélicoïdales en morphologie et possèdent un flagelle polaire à chaque extrémité de la cellule. Nous fournissons les protocoles pour la culture de la souche MSR-1 en liquide et en O2 gradient de concentration semi-solide médias, sur la base des recettes moyennes publiées antérieurement5,6. Nous présentons également un protocole détaillé pour la culture de souches AMB-1 et MS-1 mis à jour le magnétique Spirillum croissance moyenne (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

Magnétostatiques bactéries sont Gram négatifs, mobiles, principalement aquatiques procaryotes omniprésents dans les habitats d’eau douce et marins. Ils sont caractérisés par leur capacité de magnétosomes biomineralize, qui sont magnétiques taille nanométrique cristaux de magnétite (Fe3O4) ou greigite (Fe3S4) entouré d’une membrane lipidique bi-couche, dans leur cytoplasme. Pour la plupart des bactéries magnétotactiques connus, magnétosomes sont assemblés dans les chaînes dans le cytoplasme, ce qui confère un moment magnétique permanent aux cellules et obligeant à aligner passivement avec les champs magnétiques externes. En raison de ces caractéristiques, les bactéries magnétotactiques ont un grand potentiel pour des applications commerciales et médicales. Cependant, la plupart des espèces sont microaérophiles et ont des exigences spécifiques de O2 concentration, ce qui les rend plus difficiles à se développer régulièrement que beaucoup d’autres bactéries comme Escherichia coli. Nous présentons des protocoles détaillés pour la culture de trois des souches de bactéries magnétotactiques, tous appartenant au genre Magnetospirillumplus largement étudiés. Ces méthodes permettent un contrôle précis de la concentration de2 O mis à la disposition de la bactérie, afin de s’assurer qu’ils poussent normalement et synthétisent les magnétosomes. Croissance des bactéries magnétotactiques pour poursuivre ses études à l’aide de ces procédures ne nécessite pas l’expérimentateur d’être un expert en microbiologie. Les méthodes générales présentées dans cet article peuvent aussi servir à isoler et à la culture des autres bactéries magnétotactiques, bien qu’il soit probable que composition chimique de la croissance médias devront être modifiées.

Succès de la préparation des milieux de croissance peut être évaluée comme suit. À la fin du processus, des solutions claires (i.e., libre de tout précipité) doit être obtenu (Ceci vaut pour les milieux liquides et le milieu semi-solide dégradé O2 ). Une photo montrant l’aspect attendu du milieu liquid MSR-1 avant l’inoculation peut être vu dans la Figure 2 a. Un milieu semi-solide succès O2 gradient de concentr...

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

Croissance des bactéries magnétotactiques du genre Magnetospirillum: souches MSR-1, 1-AMB et MS-1

Nous présentons une procédure pour la culture de plusieurs souches de Magnetospirillum dans deux différents types de milieux de culture. Magnetospirillum gryphiswaldense souche MSR-1 est cultivée en liquide et en gradient de concentration2 O milieu semi solide alors que M. magneticum souche AMB-1 et M. magnetotacticum souche MS-1 sont cultivés en milieu liquide.

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

Cette méthode permet de cultiver trois espèces différentes de bactéries magnétoactiques appelées MSR-1, AMB-1 et MS-1. Toutes les espèces d’eau douce, et toutes du genre magnétospirillum. Il s’agit d’une première étape essentielle pour toute recherche reproductible impliquant ces organismes.Les bactéries magnétoactiques ont des besoins en oxygène très spécifiques, c’est pourquoi elles ont développé un système de navigation magnétique. Il est donc très important de contrôler la quantité d’oxygène à leur disposition. Tout ce protocole a été optimisé pour quelques souches spécifiques de magnétospirille d’eau douce.Ses détails peuvent être optimisés afin de répondre aux besoins en oxygène et en nutriments d’autres bactéries magnétoactiques. Installez en toute sécurité un réservoir de gaz azoté près d’un banc sur lequel il y a suffisamment d’espace pour installer la station d’azote. Connectez un morceau de tube au réservoir qui est assez long pour atteindre la zone où la station sera construite.Si nécessaire, appliquez du ruban téflon à la sortie du réservoir pour éviter toute fuite. Pour construire une station capable de bouillonner cinq bouteilles de milieu en même temps, couper quatre morceaux de tube d’aproximately cinq centimètres de longueur. Assemblez les morceaux de tube en ligne avec trois raccords en plastique en forme de T à trois sens.Connectez une extrémité de cette ligne au morceau de tube à la sortie du réservoir d’azote grâce à un raccord supplémentaire en forme de T. Ajouter un raccord de coude à 90 degrés à l’autre extrémité. Utilisez du ruban adhésif pour fixer la structure à une tige métallique horizontale placée aproximately 30 centimètres au-dessus du banc.Connectez cinq morceaux de tubes d’une longueur aproximately de 20 centimètres aux trois sorties des raccords installés. Retirez les pistons de cinq seringues en plastique d’un millilitre et coupez l’extrémité la plus grande de ces seringues, en ne conservant que la partie graduée. Remplissez ces seringues de coton, en prenant soin de ne pas emballer trop étroitement.Insérez les seringues dans les tubes verticaux de 20 centimètres de long. Allumez le gaz et utilisez de l’eau savonneuse pour vous assurer qu’il n’y a pas de fuite lorsque l’azote coule. Retirez les bouchons de cinq aiguilles de calibre 25 et insérez ces aiguilles dans des morceaux de tubes minces de 10 centimètres.Fixez les aiguilles préparées aux seringues de la station d’azote. Assurez-vous que l’azote circule dans les cinq lignes et gardez la station en veille. Préparer une solution de citrate ferrique de 10 millimères en ajoutant 0,245 gramme de citrate ferrique à 100 millilitres d’eau déionisée distillée.Chauffer et remuer pour dissoudre jusqu’à ce qu’une solution claire orange soit obtenue. Autoclavez la solution à l’aide d’un cycle standard d’au moins 15 minutes d’exposition à 121 degrés Celsius avant de stocker la solution de stock stérilisé à température ambiante dans l’obscurité. Pour préparer cinq bouteilles de milieu de croissance liquide pour MSR-1, ajoutez les produits chimiques énumérés dans un protocole texte à un bécher contenant 300 millilitres d’eau déionisée distillée.L’ajout du citrate ferrique stérile et des solutions minérales doit être effectué sous la flamme d’un brûleur Bunsen à l’aide de techniques de stérilisation. Les conditions stériles sont essentielles pour éviter la contamination de la culture par d’autres espèces bactériennes. Après l’ajout de tous les produits chimiques, réglez le pH à 7,0 avec une solution molaire d’hydroxyde de sodium.Distribuez le milieu fraîchement préparé dans des bouteilles de sérum de 125 millilitres, versant 60 millilitres de milieu dans chaque bouteille. Bullez l’azote dans le milieu pendant 30 minutes pour enlever l’oxygène dissous à l’aide du petit tube relié à la station d’azote. Placez un bouchon en caoutchouc butyl sur chaque bouteille, en laissant une petite ouverture pour permettre à l’excès de gaz de sortir de la bouteille.Après 30 minutes, sertir chaque bouteille avec le bouchon préparé et un joint en aluminium. Le joint en aluminium garantit que la bouteille reste scellée pendant le reste du protocole. Déconnecter les aiguilles et les tubes minces de la station d’azote et les remplacer par des aiguilles propres.Ajustez les vannes du réservoir d’azote de sorte qu’un flux de gaz doux et continu sorte du réservoir. Maintenant, insérez l’une des aiguilles reliées au réservoir d’azote dans une bouteille de milieu à travers le bouchon en caoutchouc. Insérez immédiatement une autre aiguille propre dans la même bouteille.Répétez cette étape pour les autres bouteilles, et laissez couler l’azote pendant environ 30 minutes pour remplacer l’air dans les bouteilles par de l’azote. Après 30 minutes, déconnecter une bouteille de la station d’azote en enlevant l’aiguille correspondante. Attendez quelques secondes jusqu’à ce que la pression dans la bouteille de milieu diminue à la pression atmosphérique, et retirez la deuxième aiguille.Répétez cette étape pour toutes les bouteilles restantes. Pour préparer 120 millilitres de milieu de croissance semi-soluble pour MSR-1, recouvrez le bécher de papier d’aluminium et autoclavez la solution préparée comme décrit dans le protocole textuel. Juste avant la fin du cycle de l’autoclave, préparer une solution fraîche de cystéine de 4% et ajuster le pH à 7,0 avec une solution d’hydroxyde de sodium cinq molaire, tel que décrit dans le protocole de texte.Après l’autoclaving, laisser refroidir le milieu à 50 à 60 degrés Celsius, et amener le bécher sous la flamme d’un brûleur Bunsen. Retirer le papier d’aluminium et ajouter rapidement les produits chimiques énumérés dans le protocole texte à l’aide de techniques stériles tout en remuant doucement. Ajouter 1,2 millilitres de solution de cystéine stérilisée filtre.Après l’ajout de tous les produits chimiques, transférer le milieu chaud dans 16 millilitres stérile bouchon à vis Hungate tubes. Transférer 12 millilitres du milieu dans chaque tube et sceller les tubes. Pour inoculer les souches MSR-1, AMB-1 et MS-1 dans un milieu liquide, flammez le dessus de l’oxygène et des bouteilles moyennes fraîches en appliquant de l’éthanol sur les bouchons et en les passant à travers la flamme d’un brûleur Bunsen.À l’aide d’une seringue stérile et d’une aiguille, extraire un millilitre d’oxygène de la bouteille d’oxygène et la transférer dans la bouteille moyenne fraîche. Si vous utilisez l’inoculum d’une autre culture cultivée dans une bouteille en verre, flammez les deux bouteilles. Puis inoculer un millilitre de la culture plus ancienne dans le milieu frais.Incuber la culture à 32 degrés Celsius, et l’inoculer dans un milieu frais après quatre à sept jours. Pour inoculer MSR-1 en gradient d’oxygène, milieu semi-solide, vérifiez que le tube de milieu frais affiche un OAI bien défini, matérialisé par une interface rose à incolore d’environ un à trois centimètres sous la surface du milieu. Si l’inoculum vient d’une autre culture semisolide de gradient de concentration d’oxygène, récoltez les bactéries en aspirant 50 microlitres de la culture avec une pointe stérile de pipette placée sur la bande formée par les bactéries.Inoculer lentement ces bactéries à l’OAI dans le milieu frais, en évitant de perturber l’interface. Sceller le tube et laisser les bactéries se développer entre 25 degrés Celsius et 30 degrés Celsius. Pour s’assurer que les bactéries sont à la fois magnétiques et modales, placez une goutte de culture sur le glissement de couverture du microscope.Retournez le bordereau de couvercle et installez-le sur un anneau O reposant sur une glissière en verre. Assurez-vous que la chute ne touche pas la glissière inférieure. Placez la goutte suspendue sous un microscope et concentrez-vous sur un bord de la gouttelette.Placez le pôle sud d’un aimant près de ce bord, et regardez les bactéries nager vers le bord. Retournez l’aimant pour les faire nager dans la direction opposée. On y voit les bouteilles de liquide avant l’inoculation et après la croissance bactérienne.La turbidité dans la deuxième bouteille indique que les bactéries se développent. Ce film deux fois accéléré montre le résultat attendu d’une expérience de chute suspendue pour une culture modale et magnétique des bactéries magnétoactiques. Les bactéries ont d’abord nagé vers le bord de la gouttelette lorsqu’un champ magnétique est appliqué.Lorsque la direction du champ de l’aimant est inversée, les bactéries ont nagé loin du bord où le champ magnétique est appliqué. On y voit des tubes de milieu semi-soluble avant l’inoculation et après la croissance bactérienne. Comme prévu, une bande de bactéries se forme à l’interface oxique-anoxique et migre au fil du temps à mesure que l’oxygène est consommé et que l’interface monte.On y voit un micrographe électronique représentatif d’un spirillum magnétique. La flagelle est indiquée par les flèches noires, tandis que les flèches rouges montrent les magnétosomes. Lors de la tentative de cette procédure, il est très important de se rappeler que les bactéries magnétoactiques ont des besoins très spécifiques niveau d’oxygène afin à la fois de croître correctement et de produire du magnétosome.Ce protocole montre comment contrôler et surveiller les niveaux d’oxygène dans le média de croissance afin d’atteindre les micro-conditions privilégiées par ces organismes. Suivant cette méthode, des concentrations élevées de cellules saines et hautement magnétiques peuvent être obtenues. De cette façon, des expériences qui nécessitent de grandes quantités de bactéries peuvent être réalisées, telles que l’extraction du magnétosome, des études génomiques et génétiques, ou l’observation du mouvement collectif par microscopie.La possibilité de cultiver des bactéries magnétoactiques en laboratoire est vraiment ce qui a permis aux scientifiques d’explorer de manière systématique les propriétés biochimiques et physiques fascinantes de ces organismes.

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

Purification de la M. magneticum Strain AMB-1 Protein magnétosome Associated MamAΔ41

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

Recherche

Biologie

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

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Criblage à haut débit et de biodétection avec fluorescent C. elegans Souches

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

Le processus de monstre vert pour la génération de souches de levure portant la délétion de gènes multiples

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

Collecte, l&#39;isolement et l&#39;enrichissement des bactéries présentes naturellement magnétotactique de l&#39;Environnement

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

Surveillance de la compétition intraspécifique dans une population de cellules bactériennes par cocultivation de souches marquées par fluorescence

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

Mesurer les effets des bactéries sur<em&gt; C. Elegans</em&gt; Comportement aide d&#39;un test de rétention d&#39;oeufs

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

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Mesure de la dégradation de l&#39;ARNm Tarifs en<em&gt; Saccharomyces cerevisiae</em&gt; Utilisation<em&gt; Rpb1-1</em&gt; Les souches

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

Utilisation de corrélation d&#39;images à caractériser les souches locales sur des échantillons de tissus vasculaires

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

Détection colorimétrique de bactéries à l&#39;aide de test Litmus

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

Fiche Fluorescence Microscopy Lumière de racines de plante qui pousse sur la surface d&#39;un 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 ...