Name: growing magnetotactic bacteria of the genus magnetospirillum: strains msr-1, amb-1 and ms-1
Uploaded: 2018-10-17T15:00:00
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Agradecemos a ajuda com culturas MTB, Adam P. Hitchcock e Xiaohui Zhu pelo seu apoio ao estabelecimento das culturas MTB na McMaster University e Marcia Reid para formação e acesso ao centro de microscopia eletrônica (McMaster University, Richard B. Frankel Faculdade de Ciências da saúde). Este trabalho foi apoiado por ciências naturais e engenharia pesquisa Conselho de Canadá (NSERC) e nos National Science Foundation.

1. instalação da estação2 N
Nota: Escolha o diâmetro interno do tubo de modo que ele pode ser conectado ao tanque com vazamento mínimo e para que o cilindro de uma seringa de plástico de 1 mL se encaixa firmemente esta tubulação. Uma ilustração da completa N2 gaseamento estação é fornecida na Figura 1.
<ol><li>Com segurança, instale um tanque de gasolina de2 N perto de um banco em que não há espaço suficiente pa...

<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>

Os requisitos específicos O2 concentração de MTB torná-los não-trivial para crescer no laboratório. Uma etapa chave do protocolo para o meio líquido é a remoção inicial de todos O2 do meio a fim de controlar a concentração final, adicionando um volume determinado de O2, só antes da inoculação. Tem sido demonstrado que MSR-1 cresce sob condições aeróbias quase totalmente, no entanto, o magnetismo das células é drasticamente reduzido. Os resultados do mesmo estudo mostra...

Bactérias de magnetotactic (MTB) representam uma ampla gama de bactérias Gram-negativas procariontes onipresentes em habitats aquáticos de água doce e Marinha1. Estas bactérias compartilham a capacidade de produzir cristais magnéticos feitos de magnetita (Fe3O4) ou greigite (Fe3S4), que são na maioria dos casos, montados em cadeias dentro das células. Este motivo estrutural particular é devido à presença de várias proteínas específicas, atuando tanto no citoplasma das bactérias e na membrana lipídica que envolve cada cristal2. Cada cristal individual e suas vesículas de membrana circundante é chamado um magnetosome e está variando em tamanho de cerca de 30 a 50 nm no Magnetospirillum magnetotacticum espécie3. Por causa do arranjo de cadeia de magnetossomas, estas bactérias possuem um momento de dipolo magnético permanente que lhes faz alinhar passivamente aplicados externamente campos magnéticos. Portanto, estas bactérias nadam ativamente ao longo das linhas de campo magnético, atuando como microbússolas automotoras presumivelmente a mais efetivamente localizar as condições mais favoráveis (EG., concentração de O2 ) para o crescimento.
Uma propriedade interessante de MTB é sua capacidade de regular tanto a química e a cristalografia de seus cristais de magnetosome. Maioria das cepas produzem cristais relativamente alta pureza de magnetita ou greigite, embora alguns biomineralizar ambos minerais4. Em todos os casos, as bactérias são capazes de controlar com precisão o tamanho e a forma de seus cristais de único domínio magnético. Isto explica por que uma grande quantidade de pesquisa é realizada para desenvolver um melhor entendimento de como MTB executar esse processo de biomineralização. Compreender esse processo pode permitir que os pesquisadores costurar-fazer nanocristais magnéticos para muitas aplicações comerciais e médicas.
Um obstáculo substancial à extensa pesquisa sobre MTB tem sido a dificuldade de fazê-los crescer em laboratório. A maioria das espécies, incluindo as estirpes utilizadas neste trabalho, são anaeróbias microaerofílicas quando crescido com O2 como um aceitador terminal de electrões. Isto explica por que essas bactérias são mais frequentemente encontradas na zona de transição entre as condições oxic e anóxica (a interface oxic-anóxica, OAI). Isto mostra claramente que MTB têm requisitos de concentração precisos de2 de O que obviamente precisa ser levado em conta quando planear meios de crescimento para esses organismos. Além disso, a grande diversidade existente de MTB implica que vão precisar de diferentes estirpes diferentes tipos de gradientes químicos e nutrientes para alcançar o crescimento ideal.
Neste trabalho, descrevemos os métodos para o cultivo de três o mais extensamente estudada MTB: magneticum Magnetospirillum magnetotacticum (estirpe AMB-1), M. magnetotacticum (MS-1) e M. gryphiswaldense (MSR-1). Estas espécies filogeneticamente pertencem à classe do filo Proteobacteria Alphaproteobacteria , são helicoidais em morfologia e possuem um flagelo polar em cada extremidade da célula. Nós fornecemos os protocolos para o cultivo de estirpe MSR-1 em líquido e O gradiente de concentração semi-sólido mídia2 , com base em receitas médias publicados anteriormente5,6. Também apresentamos um protocolo detalhado para o cultivo de cepas AMB-1 e MS-1 em modificados magnético Spirillum crescimento médio (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

Bactérias de magnetotactic são Gram-negativas, motile, principalmente aquáticos procariontes onipresentes em habitats de água doce e marinhos. Eles são caracterizados pela sua capacidade de biomineralizar magnetossomas, que são magnéticos nanômetros de tamanho cristais de magnetita (Fe3O4) ou greigite (Fe3S4) rodeados por uma membrana de bicamada lipídica, dentro deles citoplasma. Para a maioria das bactérias de magnetotactic conhecido, magnetossomas são montadas em correntes dentro do citoplasma, desse modo, conferindo um momento de dipolo magnético permanente para as células e levando-os a alinhar passivamente com campos magnéticos externos. Devido a estas características específicas, bactérias de magnetotactic tem um grande potencial para aplicações comerciais e médicos. No entanto, a maioria das espécies são microaerófila e ter O2 concentração requisitos específicos, tornando-os mais difíceis de crescer, rotineiramente, do que muitas outras bactérias tais como Escherichia coli. Aqui nós apresentamos protocolos detalhados para o cultivo de três das estirpes de bactérias de magnetotactic, todas pertencentes ao gênero Magnetospirillum magnetotacticummais amplamente estudadas. Estes métodos permitem o controle preciso da concentração2 O disponibilizado para as bactérias, a fim de assegurar que eles crescem normalmente e sintetizam magnetossomas. Crescimento de bactérias de magnetotactic para estudos adicionais usando estes procedimentos não exige o experimentalista deve ser um especialista em microbiologia. Os métodos gerais apresentados neste artigo também podem ser usados para isolar e cultura a outras bactérias de magnetotactic, embora seja provável que a composição química de mídia de crescimento precisará ser modificado.

Preparação de sucesso da mídia crescimento pode ser avaliada como segue. No final do processo, desmarque soluções (i. e., livre de qualquer precipitado) deve ser obtida (isto é verdade para o meio líquido e o meio O2 gradiente semi-sólido). Uma foto mostrando o aspecto esperado de meio líquido MSR-1 antes de inoculação pode ser vista na Figura 2a. Sucesso O2 gradiente de concentração semi meio sólido é sinalizado ...

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

Crescimento de bactérias de Magnetotactic do género Magnetospirillum magnetotacticum: cepas MSR-1, AMB-1 e MS-1

Apresentamos um procedimento para o cultivo de várias estirpes de Magnetospirillum magnetotacticum em dois tipos diferentes de meios de crescimento. Magnetospirillum magnetotacticum gryphiswaldense estirpe MSR-1 é cultivado em líquido e O gradiente de concentração de2 meios semi-sólidos enquanto cepa de M. magneticum AMB-1 e M. magnetotacticum cepa MS-1 são cultivadas em meio líquido.

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

Este método permite o cultivo de três espécies diferentes de bactérias magnetotacticas chamadas MSR-1, AMB-1 e MS-1. Todas as espécies de água doce, e todas do gênero magnetospirillum. É um primeiro passo essencial para qualquer tipo de pesquisa reprodutível envolvendo esses organismos.As bactérias magnetotacticas têm requisitos de oxigênio muito específicos, e é por isso que desenvolveram um sistema de navegação magnética. Por isso, é muito importante controlar a quantidade de oxigênio disponível para eles. Todo este protocolo foi otimizado para algumas cepas específicas de magnetospirilla de água doce.Seus detalhes podem ser otimizados para acomodar os requisitos de oxigênio e nutrientes de outras bactérias magnetotacticas. Instale com segurança um tanque de gás nitrogênio perto de um banco no qual há espaço suficiente para configurar a estação de nitrogênio. Conecte um pedaço de tubo ao tanque que é tempo suficiente para chegar à área onde a estação será construída.Se necessário, aplique fita Teflon na saída do tanque para evitar qualquer vazamento. Para construir uma estação capaz de borbulhar cinco garrafas de meio ao mesmo tempo, corte quatro pedaços de tubulação de aproximadamente cinco centímetros de comprimento. Monte os pedaços de tubo em uma linha com três encaixes plásticos em forma de T de 3 vias.Conecte uma extremidade desta linha ao pedaço de tubo na saída do tanque de nitrogênio através de um encaixe extra em forma de T. Adicione um encaixe de cotovelo de 90 graus na outra extremidade. Use fita adesiva para anexar a estrutura a uma haste metálica horizontal colocada aproximadamente 30 centímetros acima do banco.Conecte cinco pedaços de tubulação de aproximadamente 20 centímetros de comprimento às três saídas dos encaixes instalados. Remova os pistões de cinco seringas plásticas de um mililitro e corte a extremidade maior dessas seringas, mantendo apenas a parte graduada. Encha essas seringas com algodão, tomando cuidado para não embalar muito bem.Insira as seringas nos pedaços verticais de tubo de 20 centímetros de comprimento. Ligue o gás e use água com sabão para garantir que não haja vazamento quando o nitrogênio estiver fluindo. Remova as tampas de cinco agulhas de calibre 25 e insira essas agulhas em pedaços de 10 centímetros de tubulação fina.Coloque as agulhas preparadas nas seringas da estação de nitrogênio. Certifique-se de que o nitrogênio está fluindo através das cinco linhas, e mantenha a estação em espera. Prepare uma solução de citrato ferrico de 10 mililitros adicionando 0,245 gramas de citrato férrico a 100 mililitros de água destilada desionizada.Aqueça e mexa para dissolver até obter uma solução laranja clara. Autoclave a solução usando um ciclo padrão de pelo menos 15 minutos de exposição a 121 graus Celsius antes de armazenar a solução de estoque esterilizada à temperatura ambiente no escuro. Para preparar cinco garrafas de meio de crescimento líquido para MSR-1, adicione os produtos químicos listados em um protocolo de texto a um béquer contendo 300 mililitros de água destilada desofilada.A adição do citrato estéril e das soluções minerais deve ser realizada sob a chama de um queimador Bunsen usando técnicas estéreis. Condições estéreis são essenciais para evitar a contaminação da cultura por outras espécies bacterianas. Após a adição de todos os produtos químicos, ajuste o pH para 7.0 com uma solução de hidróxido de sódio molar.Distribua o meio recém-preparado em garrafas de soro de 125 mililitros, despejando 60 mililitros de meio em cada garrafa. Bolha de nitrogênio no meio por 30 minutos para remover o oxigênio dissolvido usando o pequeno tubo conectado à estação de nitrogênio. Coloque uma rolha de borracha de butyl em cima de cada garrafa, deixando uma pequena abertura para permitir que o excesso de gás saia da garrafa.Após 30 minutos, sele cada garrafa com a rolha preparada e um selo de alumínio. O selo de alumínio garante que a garrafa permaneça selada durante o resto do protocolo. Desconecte as agulhas e o tubo fino da estação de nitrogênio e substitua-as por agulhas limpas.Ajuste as válvulas do tanque de nitrogênio para que um fluxo suave e contínuo de gás saia do tanque. Agora, insira uma das agulhas conectadas ao tanque de nitrogênio em uma garrafa de meio através da rolha de borracha. Insira imediatamente outra agulha limpa na mesma garrafa.Repita este passo para as outras garrafas e deixe o nitrogênio fluir por cerca de 30 minutos para substituir o ar nas garrafas por nitrogênio. Após 30 minutos, desconecte uma garrafa da estação de nitrogênio removendo a agulha correspondente. Aguarde alguns segundos até que a pressão na garrafa de médio diminua para pressão atmosférica e remova a segunda agulha.Repita este passo para todas as garrafas restantes. Para preparar 120 mililitros de meio de crescimento semisólida para MSR-1, cubra o béquer com papel alumínio e autoclave a solução preparada conforme descrito no protocolo de texto. Pouco antes do fim do ciclo da autoclave, prepare uma nova solução de cisteína de 4% e ajuste o pH para 7.0 com uma solução de hidróxido de sódio molar de cinco molares, conforme descrito no protocolo de texto.Depois de autoclaving, deixe o meio esfriar até 50 a 60 graus Celsius, e leve o béquer sob a chama de um queimador bunsen. Remova a folha de alumínio e adicione rapidamente os produtos químicos listados no protocolo de texto usando técnicas estéreis enquanto mexe suavemente. Adicione 1,2 mililitros de solução de cisteína esterilizada por filtro.Após a adição de todos os produtos químicos, transfira o meio quente para tubos de chave estéril de 16 mililitros. Transfira 12 mililitros do meio para cada tubo e sele os tubos. Para inocular as cepas MSR-1, AMB-1 e MS-1 em meio líquido, inflama os topos do oxigênio e garrafas médias frescas aplicando etanol nas rolhas e passando-os através da chama de um queimador Bunsen.Usando uma seringa estéril e uma agulha, extraia um mililitro de oxigênio da garrafa de oxigênio e transfira-o para a garrafa média fresca. Se usar o inóculo de outra cultura cultivada em uma garrafa de vidro, inflama as duas garrafas. Em seguida, inocular um mililitro da cultura mais antiga para o meio fresco.Incubar a cultura a 32 graus Celsius, e inocula-a em meio fresco após quatro a sete dias. Para inocular o MSR-1 no gradiente de oxigênio, meio semisólido, verifique se o tubo de meio fresco exibe um OAI bem definido, materializado por uma interface rosa a incolor cerca de um a três centímetros abaixo da superfície do meio. Se o inóculo vem de outra cultura semisódica gradiente de concentração de oxigênio, colmeia as bactérias aspirando 50 microliters da cultura com uma ponta de pipeta estéril colocada na faixa formada pela bactéria.Inocular lentamente essas bactérias no OAI no meio fresco, evitando perturbar a interface. Sele o tubo e deixe as bactérias crescerem entre 25 graus Celsius e 30 graus Celsius. Para garantir que as bactérias sejam magnéticas e modais, coloque uma gota de cultura no deslizamento da tampa do microscópio.Gire o deslizamento da tampa e instale-o em um anel O descansando em um slide de vidro. Certifique-se de que a gota não toque no slide inferior. Coloque a gota pendurada sob um microscópio e concentre-se em uma borda da gota.Coloque o polo sul de um ímã perto dessa borda, e observe as bactérias nadarem em direção à borda. Vire o ímã para fazê-los nadar na direção oposta. Aqui são mostradas as garrafas de mídia líquida antes da inoculação e após o crescimento bacteriano.A turbidez na segunda garrafa indica que as bactérias estão crescendo. Este filme duas vezes acelerado mostra o resultado esperado de um experimento de queda suspensa para uma cultura de bactérias magnetotacticas modais e magnéticas. As bactérias inicialmente nadaram em direção à borda da gotícula quando um campo magnético é aplicado.Quando a direção do campo do ímã é invertida, as bactérias nadaram para longe da borda onde o campo magnético é aplicado. Aqui são mostrados tubos de meio semisólido antes da inoculação e após o crescimento bacteriano. Como esperado, um grupo de bactérias se forma na interface oxico-anoxic e migra ao longo do tempo à medida que o oxigênio é consumido e a interface se move para cima.Mostrado aqui é um micrografo eletrônico representativo de um espi trilhão magnético. A flagela é indicada pelas setas negras, enquanto as setas vermelhas mostram os magnetosmos. Ao tentar este procedimento, é muito importante lembrar que as bactérias magnetotacticas têm requisitos muito específicos de nível de oxigênio, a fim de crescer adequadamente e produzir magnetosome.Este protocolo mostra como controlar e monitorar os níveis de oxigênio na mídia de crescimento, a fim de alcançar as micro condições preferidas por esses organismos. Seguindo este método, altas concentrações de células saudáveis e altamente magnéticas podem ser obtidas. Dessa forma, podem ser realizados experimentos que requerem grandes quantidades de bactérias, como extração magnetômica, estudos genômicos e genéticos, ou observação do movimento coletivo por microscopia.A possibilidade de cultivar bactérias magnetotacticas em laboratório é realmente o que permitiu aos cientistas explorar de forma sistemática as fascinantes propriedades bioquímicas e físicas desses organismos.

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

Purificação do M. magneticum Strain AMB-1 proteína associada Magnetosome MamAΔ41

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

Biologia

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

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

Alto rendimento Triagem e Biossensoriais com Fluorescente C. elegans Cepas

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

O Processo de monstro verde para a Geração de linhagens de levedura de transporte deleções de genes múltiplos

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

Isolamento, coleta e Enriquecimento de bactérias naturais magnetotáticas do Meio Ambiente

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

Monitorando a competição de subespécies em uma população de células bacterianas por cocultivação de cepas fluorescentes rotuladas

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

Medição dos Efeitos de bactérias em<em&gt; C. Elegans</em&gt; Comportamento Usando um Retenção Ensaio Egg

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

Medição das taxas de decaimento de mRNA em Saccharomyces cerevisiae usando cepas rpb1-1

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

Usando Correlação Digital de Imagem para caracterizar as cepas de locais vasculares amostras de tecido

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

Detecção Colorimétrico de bactérias usando teste decisivo

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

Microscopia de Luz Folha de fluorescência das raízes das plantas que crescem na superfície de um 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 ...