Name: isolation and characterization of the natural microbiota of the model nematode caenorhabditis elegans
Uploaded: 2022-08-17T14:10:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Isolation and Characterization of the Natural Microbiota of the Model Nematode Caenorhabditis elegans at JoVE.com

نحن نعترف بالدعم المالي من مؤسسة العلوم الألمانية (المشروعان A1.1 و A1.2 لمركز الأبحاث التعاونية 1182 حول أصل ووظيفة الكائنات الحية). نشكر أعضاء مختبر شولنبورغ على نصائحهم ودعمهم.

1. إعداد المخازن المؤقتة والوسائط
<ol><li>قم بإعداد S-buffer بإضافة 5.85 جم من كلوريد الصوديوم ، و 1.123 جم من K 2 HPO 4 ، و 5.926 جم من KH 2 PO4 ، و 1 لتر من H2O منزوع الأيونات إلى دورقوأوتوكلاف لمدة 20 دقيقة عند 121 درجة مئوية.</li>
	<li>تحضير وسط لزج عن طريق إضافة S-buffer يحتوي على 1.2٪ (...

<ol>
	<li>Schulenburg, H., F&#233;lix, M. -. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+natural+biotic+environment+of+Caenorhabditis+elegans.">The natural biotic environment of Caenorhabditis elegans.</a> Genetics. 206 (1), 55-86 (2017).</li><li>Petersen, C., Dirksen, P., Prahl, S., Strathmann, E. A., Schulenburg, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+prevalence+of+Caenorhabditis+elegans+across+1.5+years+in+selected+North+German+locations:+the+importance+of+substrate+type,+abiotic+parameters,+and+Caenorhabditis+competitors.">The prevalence of Caenorhabditis elegans across 1.5 years in selected North German locations: the importance of substrate type, abiotic parameters, and Caenorhabditis competitors.</a> BMC Ecology. 14 (1), 4 (2014).</li><li>Petersen, C., 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=Travelling+at+a+slug's+pace:+possible+invertebrate+vectors+of+Caenorhabditis+nematodes.">Travelling at a slug's pace: possible invertebrate vectors of Caenorhabditis nematodes.</a> BMC Ecology. 15 (1), 19 (2015).</li><li>Berg, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assembly+of+the+Caenorhabditis+elegans+gut+microbiota+from+diverse+soil+microbial+environments.">Assembly of the Caenorhabditis elegans gut microbiota from diverse soil microbial environments.</a> The ISME Journal. 10 (8), 1998-2009 (2016).</li><li>Samuel, B. S., Rowedder, H., Braendle, C., F&#233;lix, M. -. A., Ruvkun, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Caenorhabditis+elegans+responses+to+bacteria+from+its+natural+habitats.">Caenorhabditis elegans responses to bacteria from its natural habitats.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 113 (27), 3941-3949 (2016).</li><li>Dirksen, P., 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=The+native+microbiome+of+the+nematode+Caenorhabditis+elegans:+gateway+to+a+new+host-microbiome+model.">The native microbiome of the nematode Caenorhabditis elegans: gateway to a new host-microbiome model.</a> BMC Biology. 14 (1), 38 (2016).</li><li>Johnke, J., Dirksen, P., Schulenburg, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Community+assembly+of+the+native+C.+elegans+microbiome+is+influenced+by+time,+substrate+and+individual+bacterial+taxa.">Community assembly of the native C. elegans microbiome is influenced by time, substrate and individual bacterial taxa.</a> Environmental Microbiology. 22 (4), 1265-1279 (2020).</li><li>Zhang, F., 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=Caenorhabditis+elegans+as+a+model+for+microbiome+research.">Caenorhabditis elegans as a model for microbiome research.</a> Frontiers in Microbiology. 8, 485 (2017).</li><li>Dirksen, P., 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=CeMbio+-+The+Caenorhabditis+elegans+microbiome+resource.">CeMbio - The Caenorhabditis elegans microbiome resource.</a> G3 Genes|Genomes|Genetics. 10 (9), 3025-3039 (2020).</li><li>Zimmermann, J., 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=The+functional+repertoire+contained+within+the+native+microbiota+of+the+model+nematode+Caenorhabditis+elegans.">The functional repertoire contained within the native microbiota of the model nematode Caenorhabditis elegans.</a> The ISME Journal. 14 (1), 26-38 (2019).</li><li>Kissoyan, K. A. B., 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=Exploring+effects+of+C.+elegans+protective+natural+microbiota+on+host+physiology.">Exploring effects of C. elegans protective natural microbiota on host physiology.</a> Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 12, 775728 (2022).</li><li>Zhang, F., 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=Natural+genetic+variation+drives+microbiome+selection+in+the+Caenorhabditis+elegans+gut.">Natural genetic variation drives microbiome selection in the Caenorhabditis elegans gut.</a> Current Biology. 31 (12), 2603-2618 (2021).</li><li>Berg, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TGF&#946;/BMP+immune+signaling+affects+abundance+and+function+of+C.+elegans+gut+commensals.">TGF&#946;/BMP immune signaling affects abundance and function of C. elegans gut commensals.</a> Nature Communications. 10 (1), 604 (2019).</li><li>Kissoyan, K. A. B., 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=Natural+C.+elegans+microbiota+protects+against+infection+via+production+of+a+cyclic+lipopeptide+of+the+viscosin+group.">Natural C. elegans microbiota protects against infection via production of a cyclic lipopeptide of the viscosin group.</a> Current Biology. 29 (6), 1030-1037 (2019).</li><li>Watson, E., MacNeil, L. T., Arda, H. E., Zhu, L. J., Walhout, A. J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integration+of+metabolic+and+gene+regulatory+networks+modulates+the+C.+elegans+dietary+response.">Integration of metabolic and gene regulatory networks modulates the C. elegans dietary response.</a> Cell. 153 (1), 253-266 (2013).</li><li>Watson, E., 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=Interspecies+systems+biology+uncovers+metabolites+affecting+C.+elegans+gene+expression+and+life+history+traits.">Interspecies systems biology uncovers metabolites affecting C. elegans gene expression and life history traits.</a> Cell. 156 (4), 759-770 (2014).</li><li>MacNeil, L. T., Watson, E., Arda, H. E., Zhu, L. J., Walhout, A. J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diet-induced+developmental+acceleration+independent+of+TOR+and+insulin+in+C.+elegans.">Diet-induced developmental acceleration independent of TOR and insulin in C. elegans.</a> Cell. 153 (1), 240-252 (2013).</li><li>O'Donnell, M. P., Fox, B. W., Chao, P. -. H., Schroeder, F. C., Sengupta, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+neurotransmitter+produced+by+gut+bacteria+modulates+host+sensory+behaviour.">A neurotransmitter produced by gut bacteria modulates host sensory behaviour.</a> Nature. 583 (7816), 415-420 (2020).</li><li>Snoek, B. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+multi-parent+recombinant+inbred+line+population+of+C.+elegans+allows+identification+of+novel+QTLs+for+complex+life+history+traits.">A multi-parent recombinant inbred line population of C. elegans allows identification of novel QTLs for complex life history traits.</a> BMC Biology. 17 (1), 24 (2019).</li><li>Avery, L., Shtonda, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Food+transport+in+the+C.+elegans+pharynx.">Food transport in the C. elegans pharynx.</a> Journal of Experimental Biology. 206 (14), 2441-2457 (2003).</li><li>Zhang, J., 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=A+delicate+balance+between+bacterial+iron+and+reactive+oxygen+species+supports+optimal+C.+elegans+development.">A delicate balance between bacterial iron and reactive oxygen species supports optimal C. elegans development.</a> Cell Host &amp; Microbe. 26 (3), 400-411 (2019).</li><li>Petersen, C., 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=Ten+years+of+life+in+compost:+temporal+and+spatial+variation+of+North+German+Caenorhabditis+elegans+populations.">Ten years of life in compost: temporal and spatial variation of North German Caenorhabditis elegans populations.</a> Ecology and Evolution. 5 (16), 3250-3263 (2015).</li><li>F&#233;lix, M. -. A., Duveau, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Population+dynamics+and+habitat+sharing+of+natural+populations+of+Caenorhabditis+elegans+and+C.+briggsae.">Population dynamics and habitat sharing of natural populations of Caenorhabditis elegans and C. briggsae.</a> BMC Biology. 10 (1), 59 (2012).</li><li>Barri&#232;re, A., F&#233;lix, M. -. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temporal+dynamics+and+linkage+disequilibrium+in+natural+Caenorhabditis+elegans+populations.">Temporal dynamics and linkage disequilibrium in natural Caenorhabditis elegans populations.</a> Genetics. 176 (2), 999-1011 (2007).</li><li>Dolgin, E. S., F&#233;lix, M. -. A., Cutter, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hakuna+Nematoda:+genetic+and+phenotypic+diversity+in+African+isolates+of+Caenorhabditis+elegans+and+C.+briggsae.">Hakuna Nematoda: genetic and phenotypic diversity in African isolates of Caenorhabditis elegans and C. briggsae.</a> Heredity. 100 (3), 304-315 (2008).</li><li>Douglas, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+animal+models+for+microbiome+research.">Simple animal models for microbiome research.</a> Nature Reviews Microbiology. 17 (12), 764-775 (2019).</li><li>Barri&#232;re, A., F&#233;lix, M. -. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+C.+elegans+and+related+nematodes.">Isolation of C. elegans and related nematodes.</a> WormBook. , 1-19 (2014).</li><li>Weisburg, W. G., Barns, S. M., Pelletier, D. A., Lane, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=16S+ribosomal+DNA+amplification+for+phylogenetic+study.">16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic study.</a> Journal of Bacteriology. 173 (2), 697-703 (1991).</li><li>Brenner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+genetics+of+Caenorhabditis+elegans.">The genetics of Caenorhabditis elegans.</a> Genetics. 77 (1), 71-94 (1974).</li><li>Crombie, T. 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=Local+adaptation+and+spatiotemporal+patterns+of+genetic+diversity+revealed+by+repeated+sampling+of+Caenorhabditis+elegans+across+the+Hawaiian+Islands.">Local adaptation and spatiotemporal patterns of genetic diversity revealed by repeated sampling of Caenorhabditis elegans across the Hawaiian Islands.</a> Molecular Ecology. 31 (8), 2327-2347 (2022).</li><li>Haber, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolutionary+history+of+Caenorhabditis+elegans+inferred+from+microsatellites:+Evidence+for+spatial+and+temporal+genetic+differentiation+and+the+occurrence+of+outbreeding.">Evolutionary history of Caenorhabditis elegans inferred from microsatellites: Evidence for spatial and temporal genetic differentiation and the occurrence of outbreeding.</a> Molecular Biology and Evolution. 22 (1), 160-173 (2004).</li><li>Watson, E., 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=Metabolic+network+rewiring+of+propionate+flux+compensates+vitamin+B12+deficiency+in+C.+elegans.">Metabolic network rewiring of propionate flux compensates vitamin B12 deficiency in C. elegans.</a> eLife. 5, 17670 (2016).</li></ol>

الديدان الخيطية Caenorhabditis elegans هي واحدة من أكثر الكائنات النموذجية التي تمت دراستها بشكل مكثف في البحوث البيولوجية. تم تقديمه من قبل سيدني برينر في 1960s ، في الأصل لفهم تطور ووظيفة الجهاز العصبي29. منذ ذلك الحين ، أصبحت C. elegans نموذجا قويا لدراسة العمليات الأساسية في جميع ?...

في الطبيعة ، توجد C. elegans بشكل شائع في المواد النباتية الفاسدة ، وخاصة الفواكه الفاسدة مثل التفاح أو على أكوام السماد1. كما أنه يرتبط ببعض مضيفات اللافقاريات مثل الرخويات وقمل الخشب 2,3. هذه الموائل غنية بالميكروبات ، والتي لا تعمل فقط كغذاء للدودة ، ولكنها قد تشكل أيضا ارتباطات مستقرة معها. تم نشر معلومات عن تنوع الكائنات الحية الدقيقة المرتبطة بشكل طبيعي فقط في عام 20164،5،6. منذ ذلك الحين ، كشفت هذه الدراسات وعدد قليل فقط من الدراسات الحديثة أن C. elegans مرتبطة بمجموعة متنوعة من البكتيريا والفطريات ، بما في ذلك البكتيريا من جنس Pseudomonas ، Enterobacter ، Ochrobactrum ، Erwinia ، Comamonas ، Gluconobacter ، والعديد من الدراسات الأخرى6،7،8. يمكن للعديد من البكتيريا المرتبطة بها استعمار أمعاء الدودة بثبات ، على الرغم من أنها ليست كلها6،9،10،11،12. من المحتمل أن تكون ذات أهمية رئيسية لفهمنا لبيولوجيا C. elegans لأنها يمكن أن توفر التغذية ، وتحمي من مسببات الأمراض وربما الضغوطات الأخرى ، وتؤثر على سمات تاريخ الحياة المركزية مثل معدل التكاثر أو التطور أو الاستجابات السلوكية.
على سبيل المثال ، يمكن للعزلات المرتبطة بشكل طبيعي من أجناس Pseudomonas و Ochrobactrum وأيضا Enterobacter أو Gluconobacter أن تحمي الدودة من العدوى الممرضة والقتل بطرق مميزة5،6،11،13،14. تؤثر عزلة محددة من جنس Comamonas على الاستجابة الغذائية للديدان الخيطية وتطورها وعمرها وخصوبتها15،16،17. تنتج بكتيريا بروفيدنسيا التيرامين المعدل العصبي وبالتالي تعدل نشاط الجهاز العصبي المضيف والاستجابات السلوكية الناتجة18. تم إثبات أن مجموعة من البكتيريا المختلفة المرتبطة بشكل طبيعي تؤثر على معدل النمو السكاني والخصوبة والاستجابات السلوكية5،6،9،11،19.
حتى الآن ، لم يتم فهم التنوع والاتساق الدقيق لميكروبات C. elegans الأصلية عبر الموائل والمواقع الجغرافية بشكل كامل ، ولا يزال يتعين الكشف عن المزيد من الارتباطات بين الدودة والميكروبات من بيئتها. استخدمت العديد من الدراسات السابقة سلالات بكتيرية معزولة من بعض بيئة التربة ، أو موائل C. elegans الطبيعية ، أو من تجارب mesocosm (أي البيئات القائمة على المختبر التي تعيد إنشاء الموائل الطبيعية) مع سلالات مختبر C. elegans 4،5،20. على الرغم من أن هذه الدراسات حصلت على رؤى جديدة حول تأثير الميكروبات على سمات الديدان الخيطية المحددة (على سبيل المثال ، استقلاب الديدان الخيطية21) ، فإن أهمية هذه التفاعلات لبيولوجيا C. elegans في الطبيعة غير واضحة. لذلك ، تصف هذه المخطوطة طرق عزل C. elegans مباشرة عن الطبيعة وعزل الميكروبات المرتبطة بشكل طبيعي وتوصيفها لاحقا من كل من الديدان المفردة ومجموعات الديدان. الطرق الموصوفة هي نسخة محدثة ومحسنة من الإجراءات المستخدمة سابقا لعزل وتوصيف C. elegans الطبيعية والميكروبات الأصلية2،6،7. بالنظر إلى أن C. elegans موجود على نطاق واسع في المواد النباتية المتحللة في جميع أنحاء العالم (خاصة في الفواكه المتعفنة والمناطق المعتدلة وفي الخريف)1،2،22،23،24،25 ، يمكن تطبيق هذا البروتوكول من قبل أي مختبر كلما كان هناك اهتمام بربط C. elegans سمات الميكروبات المرتبطة بشكل طبيعي وبالتالي سياق أكثر صلة بشكل طبيعي. هذا الأخير محوري لفهم كامل لبيولوجيا الديدان الخيطية لأنه من المعروف من مجموعة متنوعة من الأنظمة المضيفة الأخرى أن الجراثيم المرتبطة بها يمكن أن تؤثر على خصائص تاريخ الحياة المتنوعة26 ، وهو جانب يتم إهماله حاليا إلى حد كبير في العديد من دراسات C. elegans عبر جميع تخصصات علوم الحياة تقريبا.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>COMSOL</td>
			<td>COMSOL</td>
			<td></td>
			<td>multiphysics simulation software</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

isolation and characterization of the natural microbiota of the model nematode caenorhabditis elegans

تتفاعل الديدان الخيطية Caenorhabditis elegans مع مجموعة كبيرة ومتنوعة من الكائنات الحية الدقيقة في الطبيعة. بشكل عام ، توجد C. elegans بشكل شائع في المواد النباتية الفاسدة ، وخاصة الفواكه الفاسدة مثل التفاح أو على أكوام السماد. كما أنه يرتبط ببعض مضيفات اللافقاريات مثل الرخويات وقمل الخشب. هذه الموائل غنية بالميكروبات ، والتي تعمل كغذاء ل C. elegans والتي يمكنها أيضا استعمار الأمعاء الخيطية باستمرار. حتى الآن ، لم يتم فهم التنوع الدقيق والاتساق لميكروبات C. elegans الأصلية عبر الموائل والمواقع الجغرافية بشكل كامل. هنا ، نصف نهجا مناسبا لعزل C. elegans عن الطبيعة وتوصيف الكائنات الحية الدقيقة للديدان. يمكن عزل الديدان الخيطية بسهولة عن مواد السماد أو التفاح المتعفن أو الرخويات أو جذبها عن طريق وضع التفاح على أكوام السماد. وقت الذروة للعثور على C. elegans في نصف الكرة الشمالي هو من سبتمبر حتى نوفمبر. يمكن غسل الديدان من مواد الركيزة المجمعة عن طريق غمر الركيزة في محلول عازل ، يليها جمع الديدان الخيطية ونقلها إلى وسط نمو الديدان الخيطية أو مخزن PCR المؤقت للتحليل اللاحق. نوضح كذلك كيف يمكن استخدام العينات لعزل وتنقية الكائنات الحية الدقيقة المرتبطة بالديدان ومعالجة الديدان لتحليل الحمض النووي الريبي الريبوسومي 16S لتكوين مجتمع الميكروبات. بشكل عام ، قد تحفز الطرق الموصوفة أبحاثا جديدة حول توصيف الكائنات الحية الدقيقة C. elegans عبر الموائل والمواقع الجغرافية ، مما يساعد على الحصول على فهم شامل لتنوع واستقرار ميكروبات الديدان الخيطية كأساس للبحث الوظيفي في المستقبل.

كثيرا ما توجد الديدان الخيطية C. elegans في الفواكه المتحللة ، مثل التفاح ، وكذلك عينات السماد. في شمال ألمانيا ، تم العثور على C. elegans وكذلك الأنواع الجنيسة (خاصة C. remanei ولكن أيضا C. briggsae) بشكل أساسي من سبتمبر حتى2 نوفمبر. توجد الديدان الخيطية بشكل شائع في المواد ال?...

Watch this Scientific Journal Video about Isolation and Characterization of the Natural Microbiota of the Model Nematode Caenorhabditis elegans at JoVE.com

Isolation and Characterization of the Natural Microbiota of the Model Nematode Caenorhabditis elegans

Caenorhabditis elegans هو أحد الأنواع النموذجية الرئيسية في علم الأحياء ، ومع ذلك يتم إجراء جميع الأبحاث تقريبا في غياب الميكروبات المرتبطة بها بشكل طبيعي. ستساعد الطرق الموضحة هنا على تحسين فهمنا لتنوع الميكروبات المرتبطة بها كأساس لأبحاث C. elegans الوظيفية المستقبلية.

عزل وتوصيف الجراثيم الطبيعية للنموذج الديدان الخيطية Caenorhabditis elegans

The nematode Caenorhabditis elegans interacts with a large diversity of microorganisms in nature. In general, C. elegans is commonly found in rotten plant ...

يسمح هذا البروتوكول برؤى جديدة حول الجراثيم الطبيعية ل C.elegans. في الوقت نفسه ، يمكن استخدام الميكروبات المعزولة في التجارب المعملية الخاضعة للرقابة لتوصيف تفاعلات مضيف الميكروبات وبيولوجيا C.elegans. يركز هذا البروتوكول على عزل الميكروبات المرتبطة ب C.elegans في الطبيعة ، والتي تعد بالتالي أساسية لفهم بيولوجيا هذا المضيف النموذجي المهم في سياق أكثر طبيعية.سيكون من المفيد أن تكون على دراية بمظهر Caenorhabditis مقارنة بالديدان الخيطية الأخرى. قد يكون التقطيع تحت نطاق التشريح أمرا صعبا في البداية ، لكن الممارسة ستكون مفيدة. ابدأ بجمع العينات البيئية مثل السماد أو الفواكه الفاسدة في أكياس بلاستيكية منفصلة أو أنابيب أو حاويات نظيفة.انشر قطع العينات البيئية المجمعة بالتساوي في طبق بتري معقم فارغ يبلغ طوله تسعة سنتيمترات وأضف ما يقرب من 20 ملليلتر من الوسط اللزج المعقم لتغطية العينة بالوسط. تحت مجهر التشريح ، ابحث عن نيماتودا Caenorhabditis باتباع الإرشادات الخاصة بعزل Caenorhabditis elegans والديدان الخيطية ذات الصلة. باستخدام ماصة من 20 إلى 100 ميكرولتر ، اجمع أصغر كمية ممكنة من السائل الذي يحتوي على نيماتودا Caenorhabditis من اللوحة وانقلها إلى طبق بتري الذي يبلغ طوله ثلاثة سنتيمترات والذي يحتوي على واحد إلى ثلاثة ملليلتر من M9T المعقم.لإنشاء مجموعة من الديدان ، يمكن نقل الديدان الفردية إلى صفيحة ذات وسط نمو الديدان الخيطية أو NGM. لغسل الديدان الخيطية وإزالة الميكروبات الموجودة خارج الديدان الخيطية ، احتضنها في M9T لمدة 10 إلى 15 دقيقة. ماصة من أصغر كمية ممكنة من السائل الذي يحتوي على الديدان الخيطية ونقلها إلى طبق بتري معقم جديد يبلغ طوله ثلاثة سنتيمترات يحتوي على واحد إلى ثلاثة ملليلتر من M9T الطازج.لتحديد غير متحيز للميكروبات المرتبطة بالديدان الخيطية ، قم بإعداد 96 صفيحة بئر مع ما يقرب من ثلاث حبات معقمة بقطر ملليمتر واحد وأضف خليطا من 19.5 ميكرولتر من محلول تفاعل البوليميراز المتسلسل و 0.5 ميكرولتر من البروتيناز K لكل بئر. انقل نيماتودا واحدة مغسولة إلى كل بئر بأقل قدر ممكن من السوائل. قم بتفكيك الديدان الخيطية المنقولة باستخدام خالط حبة لمدة ثلاث دقائق عند 30 هرتز وطرد مركزي للألواح أو الأنابيب عند 8،000 G لمدة 10 ثوان في درجة حرارة الغرفة للحصول على السائل إلى القاع.لتحديد C.elegans ، قم بتسخين العينات في دورة PCR لمدة ساعة واحدة عند 50 درجة مئوية و 15 دقيقة عند 95 درجة مئوية لعزل الحمض النووي للديدان الخيطية الفردية ، أو استخدم مجموعات تجارية لعزل الحمض النووي لمجموعات الديدان. قم بتجميد الحمض النووي المعزول عند 20 درجة مئوية تحت الصفر للتخزين طويل الأجل. استخدم الحمض النووي وزوج التمهيدي NLP 30 للأمام و NLP 30 للخلف وإنتاج منتج PCR زوج أساسي 154.لعزل البكتيريا ، قم بإعداد صفيحة من 96 بئرا مع ما يقرب من ثلاث حبات معقمة ملليمتر واحد ، و 20 ميكرولتر من المخزن المؤقت M9 لكل بئر ، وماصة نيماتودا واحدة مغسولة لكل بئر بأقل قدر ممكن من السوائل. قم بتفتيت الديدان الخيطية كما هو موضح قبل استخدام خالط الخرز ، متبوعا بطرد مركزي قصير للوحة لإيصال السائل إلى القاع. بمجرد الانتهاء من ذلك ، اجمع التعليق وقم بتخفيفه بشكل متسلسل بنسبة واحد إلى 10.لوحة ما يصل إلى 100 ميكرولتر من التعليق المخفف على لوحات أجار تسعة سنتيمترات. ثم احتضان الألواح عند 15 إلى 20 درجة مئوية لمدة 24 إلى 48 ساعة. للحصول على الثقافة البكتيرية النقية ، اختر مستعمرة واحدة من الصفيحة المحتضنة باستخدام حلقة معقمة أو عود أسنان وقم بخطها على صفيحة أجار جديدة تحتوي على نفس وسط الآجار المستخدم أثناء التنقية.تأكد من استخدام 1/3 من اللوحة فقط. ثم قم بتعقيم حلقة قابلة لإعادة الاستخدام أو استخدم حلقة معقمة جديدة واسحبها عبر الخط الأول لإنشاء خط ثان على جزء آخر من لوحة العينة. كرر ذلك عن طريق سحب حلقة عبر الخط الثاني وإنشاء الخط الثالث لتحقيق نمو مستعمرة واحدة.احتضان اللوحة تحت نفس ظروف النمو المستخدمة للعزل ، وإذا لزم الأمر ، كرر خطوة التنقية. تنمو المستعمرات النقية في وسط سائل باستخدام نفس درجة الحرارة وظروف النمو. بعد ذلك ، قم بتوصيف البكتيريا عن طريق استخراج الحمض النووي البكتيري من الثقافات السائلة النقية التي تضخم الحمض النووي الريبوزي الريبوسومي 16S باستخدام 27 بادئا أماميا و 1495 بادئا عكسيا وإجراء تفاعل البوليميراز المتسلسل كما هو موضح في النص.عندما تم توزيع عينات الفاكهة والسماد التي تم جمعها في أطباق بتري وغمرها في وسط سائل أو لزج ، أدى ذلك إلى مغادرة الديدان لمادة الركيزة والسباحة إلى سطح الوسط. تم عزل الميكروبات كمستعمرات مفردة نقية ولعبت التنقية دورا أساسيا حيث يمكن لبعض البكتيريا المرتبطة ب C.elegans تشكيل أغشية حيوية أو تجميعها بسهولة ، مما أدى إلى مزارع متعددة الأنواع. أدى تفاعل البوليميراز المتسلسل باستخدام البادئات الخاصة ب C.elegans ، وهي NLP 30 إلى الأمام و NLP 30 للخلف ، إلى تضخيم منتج زوج أساسي 154 ل C.elegans.أدى الحمض النووي المعزول من الديدان المفردة إلى ضعف نطاقات تفاعل البوليميراز المتسلسل ، في حين أن استخراج الحمض النووي من مجموعات الديدان التي تتكون من 50 دودة على الأقل أسفر عن كمية أكبر ونطاقات أكثر وضوحا. تم تأكيد نجاح تفاعل البوليميراز المتسلسل الخاص ب C.elegans من خلال تشغيل الحمض النووي لسلالة معملية وهي N2 كعنصر تحكم إيجابي في وقت واحد مع الحمض النووي للديدان الخيطية المعزولة الميكروبات في كل مكان. وبالتالي ، من الضروري العمل في ظل ظروف معقمة للتأكد من أن تلك الميكروبات المعزولة مرتبطة حقا بالدودة في الطبيعة.يمكن استخدام الميكروبات المعزولة لدراسة تفاعلات الميكروبات المضيفة أو دور الميكروبات في بيولوجيا المضيف ، على سبيل المثال ، الشيخوخة أو التطور أو المناعة في التجارب المعملية الخاضعة للرقابة. يتم استخدام الميكروبات المعزولة بهذه التقنية حاليا من قبل مجتمع C.elegans لتحسين فهم تنوع الميكروبات على لياقة المضيف أو دور الميكروبات في المناعة.

Research

JoVE Journal

Biology

Isolation and Characterization of the Natural Microbiota of the Model Nematode Caenorhabditis elegans

Stable Isotopic Profiling of Intermediary Metabolic Flux in Developing and Adult Stage Caenorhabditis elegans

Stable Isotopic Profiling of Intermediary Metabolic Flux in Developing and Adult Stage Caenorhabditis elegans

النظائر مستقرة من التنميط التمويه الاستقلابية المتوسطة في مرحلة تطوير والكبار انواع معينة ايليجانس</em

Stable isotopic profiling has long permitted sensitive investigations of the metabolic consequences of genetic mutations and/or pharmacologic therapies in ...

Isolation and In vitro Activation of Caenorhabditis elegans Sperm

Isolation and In vitro Activation of Caenorhabditis elegans Sperm

والعزلة في المختبر تفعيل انواع معينة ايليجانس الحيوانات المنوية

Males and hermaphrodites are the two naturally found sexual forms in the nematode C. elegans. The amoeboid sperm are produced by both males and ...

Measuring Caenorhabditis elegans Life Span in 96 Well Microtiter Plates

Measuring Caenorhabditis elegans Life Span in 96 Well Microtiter Plates

قياس انواع معينة ايليجانس الحياة سبان في 96 لوحات Microtiter حسنا

Lifespan is a biological process regulated by several genetic pathways. One strategy to investigate the biology of aging is to study animals that harbor ...

Vampiric Isolation of Extracellular Fluid from Caenorhabditis elegans

Vampiric Isolation of Extracellular Fluid from Caenorhabditis elegans

مصاصة للدماء العزل من السائل خارج الخلية من<em&gt; Caenorhabditis ايليجانس</em

The genetically tractable model organism C. elegans has provided insights into a myriad of biological questions, enabled by its short generation time, ...

Basic Caenorhabditis elegans Methods: Synchronization and Observation

Basic Caenorhabditis elegans Methods: Synchronization and Observation

الأساسية<em&gt; Caenorhabditis ايليجانس</em&gt; طرق: التزامن والمراقبة

Research into the molecular and developmental biology of the nematode Caenorhabditis elegans was begun in the early seventies by Sydney Brenner and it has ...

Using RNA-mediated Interference Feeding Strategy to Screen for Genes Involved in Body Size Regulation in the Nematode C. elegans

Using RNA-mediated Interference Feeding Strategy to Screen for Genes Involved in Body Size Regulation in the Nematode C. elegans

باستخدام الحمض النووي الريبي التي تتوسط استراتيجية التغذية التدخل للكشف عن الجينات المسؤولة عن تنظيم حجم الجسم في نيماتودا<em&gt; C. ايليجانس</em

Double-strand RNA-mediated interference (RNAi) is an effective strategy to knock down target gene expression1-3. It has been applied to many model systems ...

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

جمع وعزل والإثراء التي تحدث بصورة طبيعية بكتيريا Magnetotactic من البيئة

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

Using Caenorhabditis elegans as a Model System to Study Protein Homeostasis in a Multicellular Organism

Using Caenorhabditis elegans as a Model System to Study Protein Homeostasis in a Multicellular Organism

The folding and assembly of proteins is essential for protein function, the long-term health of the cell, and longevity of the organism. Historically, the ...

Cultivation of Caenorhabditis elegans in Three Dimensions in the Laboratory

Cultivation of Caenorhabditis elegans in Three Dimensions in the Laboratory

زراعة<em&gt; انواع معينة ايليجانس</em&gt; في ثلاثة أبعاد في المختبر

The use of genetic model organisms such as Caenorhabditis elegans has led to seminal discoveries in biology over the last five decades. Most of what we ...

Using Caenorhabditis elegans to Screen for Tissue-Specific Chaperone Interactions

Using Caenorhabditis elegans to Screen for Tissue-Specific Chaperone Interactions

استخدام Elegans Caenorhabditis إلى الشاشة لتفاعلات Chaperone الأنسجة محددة

Correct folding and assembly of proteins and protein complexes are essential for cellular function. Cells employ quality control pathways that correct, ...