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 Richard B. Frankel por su ayuda con MTB culturas Adam P. Hitchcock y Xiaohui Zhu su apoyo durante la configuración de las culturas MTB en la Universidad de McMaster y Marcia Reid para la formación y el acceso a las instalaciones de microscopía electrónica (McMaster University, Facultad de Ciencias de la salud). Este trabajo fue apoyado por las ciencias naturales e Ingeniería investigación Consejo de Canadá (NSERC) y la Fundación Nacional de ciencia.

1. instalación de la estación2 de N
Nota: Elija el diámetro interno de la tubería por lo que se puede conectar al tanque de gas con fuga mínima y para que el cilindro de una jeringa de plástico de 1 mL se ajusta firmemente en esta tubería. Para ilustrar el completa N2 estación de burbujeo se proporciona en la figura 1.
<ol><li>Con seguridad, instale un tanque de gas N2 cerca de un banco en el que hay espacio 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>

Los requisitos específicos de concentración de2 O de MTB hacen no trivial para crecer en el laboratorio. Un paso clave del Protocolo de medio líquido es la eliminación inicial de todos O2 del medio para el control de la concentración final mediante la adición de un volumen definido de O2, justo antes de la inoculación. Se ha demostrado que el MSR-1 crece en condiciones aerobias casi completamente, sin embargo, el magnetismo de las células se reduce drásticamente. Los resultados d...

Magnétotactiques bacterias (MTB) representan una amplia gama de procariotas gramnegativos ubicuos en ambientes acuáticos de agua dulce y marinos1. Estas bacterias comparten la habilidad de producir cristales magnéticos de magnetita (Fe3O4) o greigite (Fe3S4), que son en la mayoría de los casos montada en cadenas dentro de las células. Este motivo estructural particular es debido a la presencia de varias proteínas específicas que actúan tanto en el citoplasma de la bacteria y la membrana lipídica que envuelve cada cristal2. Cada cristal individual y su vesícula de membrana circundante se llama un magnetosome y es que van en tamaño desde unos 30 a 50 nm en Magnetotacticum especies3. Debido a la disposición de la cadena de magnetosomes, estas bacterias poseen un permanente momento de dipolo magnético que hace alinear pasivamente con campos magnéticos aplicados externamente. Por lo tanto, estas bacterias nadan activamente a lo largo de líneas del campo magnético, actuando como automotores micro-brújulas presumiblemente más efectivamente localizar las condiciones más favorables (por ej., concentración de O2 ) para el crecimiento.
Una propiedad interesante de MTB es su capacidad para regular la química y la cristalografía de los cristales de magnetosome. Mayoría de las cepas produce cristales de pureza relativamente elevada de magnetita o greigite, aunque algunos biomineralize ambos minerales4. En todos los casos, las bacterias son capaces de controlar con precisión el tamaño y la forma de sus cristales solo dominio magnético. Esto explica por qué una gran cantidad de investigación se lleva a cabo para desarrollar una mejor comprensión de cómo MTB realizar este proceso de biomineralización. Comprender este proceso permitiría a los investigadores a adaptar-hacer nanocristales magnéticos para muchos usos médicos y comerciales.
Un obstáculo importante a la investigación extensa sobre MTB ha sido la dificultad de cultivarlas en el laboratorio. Mayoría de las especies, incluyendo las cepas utilizadas en este trabajo, es obligatoriamente microaerofílico cuando se cultiva con O2 como aceptor terminal de electrones. Esto explica por qué estas bacterias más a menudo se encuentran en la zona de transición entre condiciones anóxicas y óxicas (la interfaz oxic-anoxic, OAI). Esto claramente muestra que MTB O2 concentración requerimientos precisos que obviamente debe tenerse en cuenta al elaborar medios de cultivo para estos organismos. Por otra parte, la gran diversidad existente de MTB implica que diferentes cepas tendrán diferentes tipos de gradientes químicos y nutrientes para lograr un crecimiento óptimo.
En este trabajo, describimos los métodos para el cultivo de tres de la MTB más ampliamente estudiado: magneticum Magnetotacticum (cepa AMB-1), M. Magnetospirillum (MS-1) y M. gryphiswaldense (MSR-1). Estas especies pertenecen a la clase Alphaproteobacteria en el phylum proteobacterias filogenéticamente, son helicoidales en morfología y poseen un flagelo polar en cada extremo de la célula. Proporcionamos los protocolos para el cultivo de cepa MSR-1 en líquido y O gradiente de concentración semisólidos medios2 , basados en recetas medio previamente publicados5,6. También presentamos un protocolo detallado para el cultivo de cepas 1 AMB y 1 MS en modificado magnético Spirillum crecimiento medio (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

Magnétotactiques bacterias son procariotas Gram-negativos, móviles, principalmente acuáticos ubicuos en hábitats de agua dulce y marinos. Se caracterizan por su capacidad de magnetosomes biomineralize, que son magnéticos cristales tamaño de nanómetros de magnetita (Fe3O4) o greigite (Fe3S4) rodeados por una membrana de bicapa lipídica, en su citoplasma. Para la mayoría de las bacterias conocidas magnétotactiques, magnetosomes se montan en cadenas dentro del citoplasma, lo que confiere un permanente momento de dipolo magnético a las células y haciendo que alinear pasivamente con campos magnéticos externos. Debido a estas características específicas, magnétotactiques las bacterias tienen un gran potencial para aplicaciones comerciales y médicas. Sin embargo, la mayoría de especies son microaerofílicas y O2 concentración requisitos específicos, haciéndolos más difícil de cultivar rutinariamente que muchas otras bacterias como Escherichia coli. Aquí presentamos protocolos detallados para el cultivo de tres de las cepas más ampliamente estudiadas de bacterias magnétotactiques, todos pertenecientes al género Magnetotacticum. Estos métodos permiten un control preciso de la concentración de O2 a disposición de las bacterias, con el fin de asegurarse de que crecen normalmente y sintetizar magnetosomes. Cultivo de bacterias magnétotactiques para futuros estudios con estos procedimientos no requiere el experimentador a ser un experto en Microbiología. Los métodos generales presentados en este artículo pueden usarse para aislar y cultura otras bacterias magnétotactiques, aunque es probable que composición química de los medios de crecimiento tendrán que modificarse.

Exitosa preparación de los medios de crecimiento puede ser evaluada como sigue. Al final del proceso, claro soluciones (es decir., libre de cualquier precipitado) se debe obtener (esto es válido para los medios líquidos y el medio semisólido gradiente de O2 ). Una foto mostrando el aspecto esperado de medio líquido de MSR-1 antes de la inoculación puede verse en la Figura 2a. Un éxito medio semisólido O2 gradiente de con...

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

Cultivo de bacterias magnétotactiques del género Magnetotacticum: cepas MSR-1, 1 AMB y MS-1

Presentamos un procedimiento para el crecimiento de varias cepas de Magnetotacticum en dos tipos diferentes de medios de cultivo. Cepa gryphiswaldense Magnetotacticum MSR-1 se cultiva en líquido y gradiente de la concentración de O2 medios semisólidos mientras M. magneticum cepa 1 AMB y M. Magnetospirillum cepa MS-1 se cultivan en medio líquido.

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

Este método permite el cultivo de tres especies diferentes de bacterias magnetotácticas llamadas MSR-1, AMB-1 y MS-1. Todas las especies de agua dulce, y todas del género magnetospirillum. Es un primer paso esencial para cualquier tipo de investigación reproducible que involucre a estos organismos.Las bacterias magnetotácticas tienen requisitos de oxígeno muy específicos, por lo que desarrollaron un sistema de navegación magnética. Por lo tanto, es muy importante controlar la cantidad de oxígeno disponible para ellos. Todo este protocolo ha sido optimizado para algunas cepas específicas de magnetospirilla de agua dulce.Sus detalles se pueden optimizar para adaptarse a los requisitos de oxígeno y nutrientes de otras bacterias magnetotácticas. Instale de forma segura un tanque de gas nitrógeno cerca de un banco en el que haya suficiente espacio para instalar la estación de nitrógeno. Conecte un trozo de tubo al tanque que sea lo suficientemente largo como para llegar a la zona donde se construirá la estación.Si es necesario, aplique cinta de teflón a la salida del tanque para evitar cualquier fuga. Para construir una estación capaz de burbujear cinco botellas de medio al mismo tiempo, cortar cuatro trozos de tubo de aproximadamente cinco centímetros de longitud. Montar las piezas de tubo en una línea con tres accesorios de plástico en forma de T de 3 vías.Conecte un extremo de esta línea a la pieza de tubo a la salida del tanque de nitrógeno a través de un accesorio adicional en forma de T. Agregue un accesorio de codo de 90 grados en el otro extremo. Utilice cinta adhesiva para fijar la estructura a una varilla metálica horizontal colocada aproximadamente 30 centímetros por encima del banco.Conecte cinco piezas de tubo de aproximadamente 20 centímetros de longitud a las tres salidas de los accesorios instalados. Retire los pistones de cinco jeringas de plástico de un mililitro y corte el extremo más grande de estas jeringas, manteniendo sólo la parte graduada. Llene estas jeringas con algodón, teniendo cuidado de no empacar demasiado apretado.Inserte las jeringas en las piezas verticales de tubo de 20 centímetros de largo. Encienda el gas y use agua jabonosa para asegurarse de que no haya fugas cuando el nitrógeno fluya. Retire las tapas de cinco agujas de calibre 25 e inserte estas agujas en trozos de tubo delgado de 10 centímetros.Fije las agujas preparadas a las jeringas de la estación de nitrógeno. Asegúrese de que el nitrógeno fluye a través de las cinco líneas y mantenga la estación en espera. Preparar una solución de citrato férrico de 10 milímetros añadiendo 0,245 gramos de citrato férrico a 100 mililitros de agua desionizada destilada.Caliente y revuelva para disolver hasta obtener una solución transparente de naranja. Autoclave la solución utilizando un ciclo estándar de al menos 15 minutos de exposición a 121 grados Celsius antes de almacenar la solución de stock esterilizado a temperatura ambiente en la oscuridad. Para preparar cinco botellas de medio de crecimiento líquido para MSR-1, agregue los productos químicos enumerados en un protocolo de texto a un vaso de precipitados que contenga 300 mililitros de agua desionizada destilada.La adición del citrato férrico estéril y las soluciones minerales deben realizarse bajo la llama de un quemador Bunsen utilizando técnicas de esterilización. Las condiciones estériles son esenciales para evitar la contaminación del cultivo por otras especies bacterianas. Después de la adición de todos los productos químicos, ajuste el pH a 7.0 con una solución de hidróxido de sodio molar.Dispensar el medio recién preparado en botellas de suero de 125 mililitros, vertiendo 60 mililitros de medio en cada botella. Burbuja de nitrógeno en el medio durante 30 minutos para eliminar el oxígeno disuelto utilizando el pequeño tubo conectado a la estación de nitrógeno. Coloque un tapón de goma de butilo en la parte superior de cada botella, dejando una pequeña abertura para permitir que el exceso de gas salga de la botella.Después de 30 minutos, engarce cada botella con el tapón preparado y un sello de aluminio. El sello de aluminio asegura que la botella permanezca sellada durante el resto del protocolo. Desconecte las agujas y el tubo delgado de la estación de nitrógeno y reemplácelas con agujas limpias.Ajuste las válvulas del tanque de nitrógeno para que un flujo suave y continuo de gas salga del tanque. Ahora, inserte una de las agujas conectadas al tanque de nitrógeno en una botella de medio a través del tapón de goma. Inserte inmediatamente otra aguja limpia en el mismo frasco.Repita este paso para las otras botellas y deje que el nitrógeno fluya durante unos 30 minutos para reemplazar el aire de las botellas por nitrógeno. Después de 30 minutos, desconecte una botella de la estación de nitrógeno retirando la aguja correspondiente. Espere unos segundos hasta que la presión en la botella de medio disminuya a la presión atmosférica y retire la segunda aguja.Repita este paso para todas las botellas restantes. Para preparar 120 mililitros de medio de crecimiento semisólido para MSR-1, cubra el vaso con papel de aluminio y autoclave la solución preparada como se describe en el protocolo de texto. Justo antes del final del ciclo de autoclave, preparar una solución fresca de 4% de cisteína y ajustar el pH a 7.0 con una solución de hidróxido de sodio de cinco molares, como se describe en el protocolo de texto.Después del autoclaving, deje que el medio se enfríe a 50 a 60 grados Celsius, y lleve el vaso bajo la llama de un quemador Bunsen. Retire la lámina de aluminio y agregue rápidamente los productos químicos enumerados en el protocolo de texto utilizando técnicas estériles mientras agita suavemente. Añadir 1,2 mililitros de solución de cisteína esterilizada por filtro.Después de la adición de todos los productos químicos, transferir el medio caliente en 16 mililitros tubos de tornillo estéril Hungate. Transfiera 12 mililitros del medio a cada tubo y selle los tubos. Para inocular cepas MSR-1, AMB-1 y MS-1 en medio líquido, enmasca las tapas de las botellas medianas de oxígeno y fresco aplicando etanol en los tapones y pasándolas a través de la llama de un quemador Bunsen.Con una jeringa estéril y una aguja, extraiga un mililitro de oxígeno de la botella de oxígeno y transfiéralo al frasco mediano fresco. Si utiliza el inóculo de otro cultivo cultivado en una botella de vidrio, entella ambas botellas. Luego inocular un mililitro de la cultura más antigua en el medio fresco.Incubar el cultivo a 32 grados centígrados, e inocularlo en medio fresco después de cuatro a siete días. Para inocular MSR-1 en gradiente de oxígeno, medio semisólido, verifique que el tubo de medio fresco muestre un OAI bien definido, materializado por una interfaz de color rosa a incoloro de uno a tres centímetros por debajo de la superficie del medio. Si el inóculo proviene de otro cultivo semisólido gradiente de concentración de oxígeno, cosecha las bacterias aspirando 50 microlitros del cultivo con una punta de pipeta estéril colocada en la banda formada por las bacterias.Inocular lentamente estas bacterias en la OAI en el medio fresco, evitando perturbar la interfaz. Sella el tubo y deja que las bacterias crezcan entre 25 grados Centígrados y 30 grados centígrados. Para asegurarse de que las bacterias son magnéticas y modales, coloque una gota de cultivo en el resbalón de la cubierta del microscopio.Voltee el resbalón de la cubierta e instálelo en una junta tórica que descansa sobre un portaobjetos de vidrio. Asegúrese de que la caída no toque la diapositiva inferior. Coloque la gota colgante debajo de un microscopio y concéntrese en un borde de la gota.Coloque el polo sur de un imán cerca de ese borde, y observe cómo las bacterias nadan hacia el borde. Voltear el imán para hacerlos nadar en la dirección opuesta. Aquí se muestran las botellas de medios líquidos antes de la inoculación y después del crecimiento bacteriano.La turbidez en la segunda botella indica que las bacterias están creciendo. Esta película acelerada dos veces muestra el resultado esperado de un experimento de gota colgante para un cultivo de bacterias magnetotácticas modales y magnéticas. Las bacterias inicialmente nadaron hacia el borde de la gota cuando se aplica un campo magnético.Cuando se invierte la dirección del campo del imán, las bacterias nadan lejos del borde donde se aplica el campo magnético. Aquí se muestran tubos de medio semisólido antes de la inoculación y después del crecimiento bacteriano. Como era de esperar, una banda de bacterias se forma en la interfaz oxic-anoxic y migra con el tiempo a medida que se consume oxígeno y la interfaz se mueve hacia arriba.Aquí se muestra un micrografo electrónico representativo de un spirillum magnético. La flagelación se indica mediante las flechas negras, mientras que las flechas rojas muestran los magnetosomas. Al intentar este procedimiento, es muy importante recordar que las bacterias magnetotácticas tienen requisitos de nivel de oxígeno muy específicos para crecer adecuadamente y producir magnetosoma.Este protocolo muestra cómo controlar y monitorear los niveles de oxígeno en los medios de crecimiento con el fin de lograr las micro condiciones preferidas por estos organismos. Siguiendo este método, se pueden obtener altas concentraciones de células sanas y altamente magnéticas. De esta manera, se pueden realizar experimentos que requieren grandes cantidades de bacterias, como la extracción de magnetosomas, estudios genómicos y genéticos, o la observación del movimiento colectivo por microscopía.La posibilidad de cultivar bacterias magnetotácticas en el laboratorio es realmente lo que ha permitido a los científicos explorar de manera sistemática las fascinantes propiedades bioquímicas y físicas de estos 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

La purificación de la M. magneticum Tensión AMB-1 magnetosomas proteína asociada MamAΔ41

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

Investigación

Biología

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

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

Selección de alto rendimiento y biosensores fluorescentes con C. elegans Las 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

El Proceso de Monstruo Verde para la generación de cepas de levadura que llevan deleciones múltiples genes

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

Recolección, aislamiento y enriquecimiento de bacterias naturales magnetotácticas del Medio 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

Monitoreo De La Competencia Intraespecies En Una Población De Células Bacterianas Por Cocultivación De Cepas Marcadas Fluorescentemente

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

Medición de los efectos de las bacterias en<em&gt; C. Elegans</em&gt; Comportamiento El uso de un ensayo de retención de huevo

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

La medición de mRNA decadencia Tarifas en<em&gt; Saccharomyces cerevisiae</em&gt; Uso<em&gt; Rpb1-1</em&gt; Cepas

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

El uso de Correlación Digital de Imágenes para caracterizar cepas locales en muestras de tejido vascular

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

La detección colorimétrica de bacterias mediante prueba de fuego

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

Microscopía de luz Hoja de fluorescencia de las raíces de plantas que crecen en la superficie de 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 ...