Bromodeoxiuridina Labeling (BrdU) e separação de células subseqüentes Fluorescence Activated de Cultura independente de Identificação de carbono orgânico dissolvido de degradação bacterioplâncton
Summary
Bacterioplâncton ambientais são incubados com um modelo de carbono orgânico dissolvido composto (DOC) e um reagente rotulagem DNA, bromodeoxiuridina (BrdU). Depois, DOC-degradante células são separadas da comunidade em massa com base em sua incorporação BrdU elevada usando separação de células ativadas por fluorescência (FACS). Estas células são então identificadas por análises subseqüentes molecular.
Abstract
Micróbios são agentes importantes mediando a degradação do carbono dissolvido numerosos orgânico (DOC) substratos em ambientes aquáticos. No entanto, a identificação da taxa de bactérias que transformam a grupos específicos de DOC na natureza representa um desafio técnico.
Aqui nós descrevemos uma abordagem que os casais bromodeoxiuridina incorporação (BrdU), separação de células ativadas por fluorescência (FACS), e 16S rRNA gene baseada em análise molecular que permite que a cultura independente de identificação do bacterioplâncton capazes de degradar compostos DOC uma específicos em ambientes aquáticos. Microcosmos bacterioplâncton triplicado são configurados para receber tanto BrdU e um composto modelo DOC (DOC alterações), ou apenas BrdU (sem adição de controle). Substitutos BrdU as posições de timidina no DNA recentemente sintetizado bacteriana e BrdU marcado DNA pode ser prontamente 1,2 immunodetected. Através de uma de 24 horas de incubação bacterioplâncton, que são capazes de usar o composto adicionado DOC são esperados para ser seletivamente ativado, e, portanto, têm níveis mais elevados de incorporação de BrdU (células HI) que os não-responsivos células nas alterações DOC e células em no- Além controles (células de baixa incorporação de BrdU, células LI). Depois de imunodetecção de fluorescência, as células HI são distinguidos e separados fisicamente das células LI por separação de células ativadas por fluorescência (FACS) 3. Ordenado DOC-responsiva (células HI) são extraídos de DNA e identificados taxonomicamente por meio de 16S rRNA gene subseqüentes análises baseadas incluindo PCR, clonagem e sequenciamento de construção da biblioteca.
Protocol
Discussion
Casais a nossa abordagem incorporação de BrdU, FACS e 16S rDNA para permitir a análise em nível de espécie de identificação do bacterioplâncton que metabolizam os componentes individuais DOC em ambientes aquáticos. O ensaio de incorporação BrdU rótulos células bacterianas com base em atividades metabólicas, que permite a análise somente em bactérias ativas e, portanto, não inclui as células adormecidas. Em nossa abordagem, a incorporação é BrdU em bactérias in situ immunodetected …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Financiamento deste projeto foi fornecido pelo National Science Foundation concede OCE1029607 (para XM) e MCB0702125 (para MAM) eo Gordon e Betty Moore Foundation (a MAM).
Materials
| Name | Type | Company | Catalog number | Comments |
| BrdU | Reagent | Sigma | B5002-5G | |
| Lysozyme | Reagent | Sigma | L6876-5G | |
| Proteinase K | Reagent | Sigma | P2308-25MG | |
| In Situ Cell Proliferation Kit, FLUOS | Kit | Roche | 11810740001 | Consume more of Anti-BrdU-FLUOS and Incubation buffer per reaction than suggested by the manufacturer. |
| Frame-Seal Incubation Chambers | Material | Bio-Rad | SLF-1201 | |
| Polycarbonate Membrane Filters (142-mm-diameter, 1.0 μm-pore-size) | Material | Millipore | FALP14250 | |
| Polycarbonate Membrane Filters (25-mm-diameter, 0.2 μm-pore-size) | Material | Millipore | FGLP02500 | |
| illustra PuReTaq Ready-To-Go PCR Beads | Kit | GE Healthcare | 27-9559-01 | |
| QIAquick gel extraction kit | Kit | QIAGEN | 28704 | |
| FailSafe PCR System | Kit | EPICENTRE | FS99060 |
References
- Pernthaler, A., Pernthaler, J., Schattenhofer, M., Amann, R. Identification of DNA-synthesizing bacterial cells in coastal North Sea plankton. Appl. Environ. Microbiol. 68, 5728-5728 (2002).
- Urbach, E., Vergin, K. L., Giovannoni, S. J. Immunochemical detection and isolation of DNA from metabolically active bacteria. Appl. Environ. Microbiol. 65, 1207-12 (1999).
- Mou, X. Z., Hodson, R. E., Moran, M. A. Bacterioplankton assemblages transforming dissolved organic compounds in coastal seawater. Environ. Microbiol. 9, 2025-2025 (2007).
- Hodson, R. E., Dustman, W. A., Garg, R. P., Moran, M. A. In situ PCR for visualization of microscale distribution of specific genes and gene products in prokaryotic communities. Appl. Environ. Microbiol. 61, 4074-4074 (1995).
- Dinjens, W. N. Bromodeoxyuridine (BrdU) immunocytochemistry by exonuclease III (Exo III) digestion. Histochemistry. 98, 199-199 (1992).
- Kirchman, D. L., Yu, L. Y., Fuchs, B. M., Amann, R. Structure of bacterial communities in aquatic systems as revealed by filter PCR. Aquat. Microb. Ecol. 26, 13-13 (2001).
- Delong, E. F., Wickham, G. S., Pace, N. R. Phylogenetic stains: ribosomal RNA-based probes for the identification of single cells. Science. 243, 1360-1360 (1989).
- Artursson, V., Jansson, J. K. Use of bromodeoxyuridine immunocapture to identify active bacteria associated with arbuscular mycorrhizal hyphae. Appl. Environ. Microbiol. 69, 6208-6208 (2003).
- Mou, X. Z. Bacterial carbon processing by generalist species in the coastal ocean. Nature. 451, 708-708 (2008).
- Mou, X. Flow-cytometric cell sorting and subsequent molecular analyses for culture-independent identification of bacterioplankton involved in dimethylsulfoniopropionate transformations. Appl. Environ. Microbiol. 71, 1405-1405 (2005).
- Dean, F. B. Comprehensive human genome amplification using multiple displacement amplification. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99, 5261-5261 (2002).
