属磁性の走磁性細菌の成長: MSR 1、AMB 1 MS 1 株
Summary
成長媒体の 2 種類の磁性のいくつかの株の成長のための手順を紹介します。磁性 gryphiswaldense MSR 1 株で栽培されて液体と O2濃度勾配半固体メディアM. 細菌系統 AMB 1 およびM. magnetotacticum系統 MS 1 を液体培地で育つ。
Abstract
走磁性細菌は、淡水と海洋の生息地におけるユビキタス グラム陰性、運動性、主に水生微生物です。彼らは biomineralize マグネトソーム磁気ナノ結晶マグネタイト (Fe3O4) または greigite (Fe3S4) の内脂質二重膜に囲まれたである彼らの能力によって特徴付けられる、細胞質。ほとんど知られている走磁性細菌の細胞質、細胞に永久磁気双極子モーメントを授与し、受動的外部磁気フィールドに合わせてそれらを引き起こしている中鎖マグネトソームをまとめます。走磁性細菌ではこれらの特定の機能のため商業・医療用大きな可能性があります。ただし、ほとんどの種は微好気、大腸菌など他の多くの細菌よりも日常的に成長するが難しくして特定の O2濃度要件をあります。走磁性バクテリア属磁性に属するすべての最も広く研究の系統の 3 つを成長のための詳しいプロトコルをご紹介します。これらのメソッド、彼らは正常に成長し、合成マグネトソームを確保するために、細菌に可能 O2濃度の正確な制御を可能にします。これらのプロシージャを使用して研究のための走磁性細菌の成長する微生物学の専門家である験者を必要はありません。この記事で紹介した一般的な方法も使えますを分離し、他の走磁性細菌文化成長媒体の化学組成を変更する必要がありそうだが。
Introduction
走磁性細菌 (MTB) は、グラム陰性菌原淡水と海洋の水生生息地1のユビキタスの広い範囲を表します。これらの細菌は、マグネタイト (Fe3O4) ・ greigite (Fe3S4)、鎖の細胞の中に組み立てられるほとんどの場合は、磁気の結晶を生産する能力を共有します。この特定の構造モチーフは、機能を持ち、各結晶2を取り囲む脂質膜に細菌の細胞質にいくつかの特定の蛋白質の存在によるものです。それぞれの個々 の水晶とその周囲の膜小胞、磁性細菌と呼ばれる約 30 から 50 までサイズで及ぶ磁性種3nm。マグネトソームのチェーンの配置、ためこれらの細菌は、外部磁場と受動的に整列させる永久磁気双極子モーメントを所有しています。したがって、これらの細菌は、積極的に演技以上におそらく自走マイクロ コンパスは効果的に最も有利な条件を見つけて、磁力線に沿って泳ぐ (e.g。、O2濃度) の成長のため。
MTB の興味深いプロパティ化学・磁性細菌結晶の結晶構造解析の両方を調節できることです。ほとんどの系統はいくつか磁鉄鉱の greigite、比較的高純度結晶を生成 biomineralize 鉱物4両。すべてのケースでは、細菌は単一磁結晶の形状とサイズを正確に制御することができます。これは MTB がこのバイオミネラリゼーション プロセスを実行する方法のよりよい理解を開発する研究の偉大な量を実施する理由について説明します。このプロセスを理解する多くの商業および医療アプリケーションの磁気ナノ結晶をオーダーメイドするため研究が可能です。
MTB の広範な研究に相当な障害物は、実験室でそれらの成長の難しさをされています。この作業で使用する系統を含む、ほとんどの種は、偏性微好気 O2ターミナル電子受容体として成長してきたときです。これは、これらの細菌が好気、無酸素条件 (酸素-無酸素インターフェイス、OAI) 間の移行帯で最もよく見られる理由について説明します。これは明らかに MTB が明らかにこれらの有機体のための成長媒体を工夫を考慮する必要がある正確なの O2濃度要件であることを示しています。また、MTB の優れた既存の多様性は、異なる系統が異なるタイプの化学勾配と最適な成長を達成するために栄養素を必要がありますを意味します。
この作品で最も広く研究の MTB の 3 つの成長のための方法を述べる: , 一般講演(AMB 1 株)、 m. magnetotacticum (MS-1)、 m. gryphiswaldense (MSR-1)。これらの種系統プロテオ バクテリア門でAlphaproteobacteriaクラスに属する形態でヘリカル、セルの各端の極鞭毛を持っています。液体の O2濃度勾配半固体媒体、以前に発行された中レシピ5,6に基づく MSR 1 株の成長のためのプロトコルを提供します。変更された磁気スピリルム成長媒体 (MGSM)7の AMB 1 および MS 1 系統を成長のための詳しいプロトコルを提案する.
Protocol
Representative Results
Discussion
MTB 特有の O2濃度要件はように実験室で成長する非自明です。液体培地用のプロトコルの重要なステップは、O2、接種直前の明確なボリュームを追加して最終濃度を制御するために媒体からのすべての O2の初期の除去です。MSR 1 がほぼ完全に好気性の条件の下で育つ、しかし、細胞の磁性を大幅に削減、それを示されています。同じ調査の結果を示した、AMB 1 系統と MS-…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
電子顕微鏡施設 (マクマスター大学、訓練およびアクセス用 MTB 文化、アダム P. ヒッチコックとマクマスター大学で MTB 文化を設定中応援筱慧朱マルシア リードと彼の助けありがとうリチャード b. フランケル健康科学部)。この作品は、自然科学と工学研究会のカナダ (レベル) と米国立科学財団によって支えられました。
Materials
| AMB-1 | American Type Culture Collection (ATCC) | ATCC 700264 | |
| MS-1 | ATCC | ATCC 31632 | |
| MSR-1 | Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ) | DSM 6361 | |
| Ferric citrate | Sigma-Aldrich | F3388-250G | |
| Trace mineral supplement | ATCC | MD-TMS | |
| KH2PO4 | EMD | PX1565-1 | |
| MgSO4.7 H2O | EMD | MX0070-1 | |
| HEPES | BioShop Canada Inc | HEP001.250 | |
| NaNO3 | Sigma-Aldrich | S5506-250G | |
| Yeast extract | Fischer scientific | DF210929 | |
| Peptone | Fischer scientific | DF0436-17-5 | |
| Potassium L-lactate solution (60%) | Sigma-Aldrich | 60389-250ML-F | |
| D-(-)-Quinic acid | Sigma-Aldrich | 138622 | |
| FeCl3.6H2O | Fischer scientific | I88-100 | |
| Vitamin supplement | ATCC | MD-VS | |
| Sodium succinate hexahydrate | Fischer scientific | S413-500 | |
| Sodium L-tartrate dibasic dihydrate | Sigma-Aldrich | 228729-100G | |
| Sodium acetate trihydrate | EMD | SX0255-1 | |
| Resazurin | Difco | 0704-13 | |
| Ascorbic acid | Sigma-Aldrich | A4544-25G | |
| K2HPO4 | Caledon | 6620-1-65 | |
| FeCl2 .4H2O | Sigma-Aldrich | 44939-250G | |
| Sodium bicarbonate | EMD | SX0320-1 | |
| NaCl | Caledon | 7560-1 | |
| NH4Cl | EMD | 1011450500 | |
| CaCl2.2 H2O | EMD | 1023820500 | |
| Agar A | Bio Basic Canada Inc | FB0010 | |
| L-cysteine.HCl.H2O | Sigma-Aldrich | C7880-100G | |
| 1.0 mL syringes | Fischer scientific | B309659 | |
| 25G x 1 needles | BD | 305125 | |
| 125 mL serum bottles | Wheaton | 223748 | |
| 20 mm aluminum seals | Wheaton | 224223-01 | |
| 20mm E-Z Crimper | Wheaton | W225303 | |
| Butyl-rubber stoppers | Bellco Glass, Inc. | 2048-11800 | |
| Hungate tubes | Chemglass (VWR) | CLS-4208-01 | |
| Septum stopper, 13mm, Hungate | Bellco Glass, Inc. | 2047-11600 | |
| Glass culture Tubes | Corning (VWR) | 9826-16X | |
| Hydrochloric acid 36.5-38%, BioReagent | Sigma-Aldrich | H1758-100ML | 11.6 – 12 N |
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