DNA 안정 - 동위 원소 (DNA - SIP) 탐색
Summary
DNA 안정 – 동위 원소 탐색 특정 기판을 활용 능력이 미생물의 활성 커뮤니티를 식별하고 특징을 재배 독립 방법입니다. 무거운 동위 원소의 농축 기판의 동화는 미생물 바이오 매스로 분류 원자의 결합에 이르게한다. 밀도 기울기 ultracentrifugation은 하류 분자 분석을위한 DNA 라벨을 검색합니다.
Abstract
DNA 안정 – 동위 원소 (DNA – SIP) 프로빙 세포 바이오 매스로 특정 탄소 기판과 영양소 동화 활성 미생물을 식별을위한 강력한 기법입니다. 따라서,이 재배 독립적인 기술은 지상파 및 수생 환경에서 광범위한 거주 다양한 커뮤니티에 신진 대사 기능을 할당을위한 중요한 방법론을했습니다. 안정 동위 원소 – 라벨 화합물과 환경 샘플의 부화에 따라 추출 핵산은 다양한 밀도의 핵산을 분리하는 밀도 기울기 ultracentrifugation 이후 기울기 분별 (분리)를 받게됩니다. 세슘 염화에서 DNA의 정화는 이후 분자 특성 (예 : 지문, microarrays, 클론 라이브러리, metagenomics)의 DNA를 표시하고 unlabelled 검색합니다. 이 조브 비디오 프로토콜은 밀도 기울기 ultracentrifugation, 그라데이션 분류 및 라벨 DNA의 복구를위한 프로토콜의 시각을 단계별로 설명을 제공합니다. 프로토콜은 샘플 SIP 데이터와 하이라이트 중요한 팁을 포함하고 성공 DNA – SIP 분석을 보장하기 위해 고려되어야한다는주의.
Protocol
1. 시약의 준비 DNA – SIP는 실제 절차의 사전에 준비되어야 시약의 사용을 필요로합니다. 각 시약 준비에 대한 지침은이 섹션에 나열되어 있으며 이전 SIP 프로토콜 1 일부터 변경됩니다. SIP의 그라디언트를 준비 세슘 염화물 (CsCl) 솔루션 – 점차적으로 500 ML의 최종 볼륨에 증류수 및 탈이온수에 CsCl의 603.0 g (ddH 2 O)를 용해하여 7.163 M CsCl 솔루션을 준비합?…
Discussion
안정 동위 원소 탐색 – 실험의 적절한 설계 배경 unlabelled 사회 위의 레이블 DNA를 얻기 위해 매우 중요합니다. 부화 시간, 기판 농도, 배양 조건 (예 : 영양분, 토양 수분 함량), 교차 수유와 복제를 샘플에 관련된 고려 사항은 다른 10,18 논의와 우리는 SIP 부화를 디자인할 때 독자가이 간행물을 참조하는 것이 좋습니다되었습니다. 현재 프로토콜에 관련된, 그것은 SIP 그라디언트에서 데이터의…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 전략적 프로젝트와 자연 과학 및 캐나다 공학 연구 협의회 (NSERC)에서 JDN로 디스커버리 기금에 의해 지원되었다.
Materials
| Material Name | Tipo | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Bromophenol Blue | Reagent | Fisher Scientific | BP115-25 | |
| Cesium chloride | Reagent | Fisher Scientific | BP210-500 | |
| Ethanol, reagent grade | Reagent | Sigma-Aldrich | 652261 | |
| Ethidium bromide | Reagent | Sigma-Aldrich | E1510 | |
| Hydrochloric acid | Reagent | Fisher Scientific | 351285212 | |
| Linear polyacrylamide | Reagent | Applichem | A6587 | |
| Polyethylene Glycol 6000 | Reagent | VWR | CAPX1286L-4 | |
| Potassium Chloride | Reagent | Fisher Scientific | AC42409-0010 | |
| Sodium Chloride | Reagent | Fisher Scientific | S2711 | |
| Sodium Hydroxide pellets | Reagent | Fisher Scientific | S3181 | |
| Tris base | Reagent | Fisher Scientific | BP1521 | |
| Dark Reader | Equipment | Clare Chemical | DR46B | |
| Microcentrifuge | Equipment | Eppendorf | 5424 000.410 | |
| Nanodrop 2000 | Equipment | Fisher Scientific | 361013650 | |
| Infusion pump | Equipment | Braintree Scientific | N/A | Model Number: BSP See www.braintreesci.com for ordering details. |
| Tube sealer | Equipment | Beckman-Coulter | 358312 | |
| Ultracentrifuge | Equipment | Beckman-Coulter | ||
| Ultracentrifuge rotor | Equipment | Beckman-Coulter | 362754 | |
| Ultraviolet light source | Equipment | UVP Inc. | 95-0017-09 | Any UV source will suffice |
| Ultraviolet light face shield | Equipment | Fisher Scientific | 114051C | |
| Butyl rubber stoppers, gray | Material | Sigma-Aldrich | 27232 | |
| Centrifuge tubes | Material | Beckman-Coulter | 342412 | |
| Hypodermic needle, 23 gauge, 2” length | Material | BD | 305145 | |
| Microfuge tubes, 1.5 mL | Material | DiaMed | AD151-N500 | |
| Open center seals, 20 mm diameter | Material | Sigma-Aldrich | 27230-U | |
| Pasteur pipettes, glass | Material | Fisher Scientific | 13-678-6C | |
| Pipet tips | Material | DiaMed | BPS340-1000 | Catalogue number is for 200 μl tips. 10 or 20 μl tips may be purchased from the same source |
| Pump tubing 1.5 mm bore x 1.5 mm wall | Material | Appleton Woods | ||
| Screw-cap tubes, 15 mL | Material | DiaMed | AD15MLP-S | |
| Serum vials, 125 mL volume | Material | Sigma-Aldrich | Z114014 | |
| Syringe, 60 mL | Material | BD | 309653 |
Riferimenti
- Neufeld, J. D. DNA stable-isotope probing. Nat. Protocols. 2, 860-866 (2007).
- Neufeld, J. D., Boden, R., Moussard, H., Schäfer, H., Murrell, J. C. Substrate-specific clades of active marine methylotrophs associated with a phytoplankton bloom in a temperate coastal environment. Appl. Environ. Microbiol. 74, 7321-7328 (2009).
- Nercessian, O., Noyes, E., Kalyuzhnaya, M. G., Lidstrom, M. E., Chistoserdova, L. Bacterial populations active in metabolism of C1 compounds in the sediment of Lake Washington, a freshwater lake. Appl. Environ. Microbiol. 71, 6885-6899 (2005).
- Padmanabhan, P. Respiration of 13C-labelled substrates added to soil in the field and subsequent 16S rRNA gene analysis of 13C-labelled soil DNA. Appl. Environ. Microbiol. 69, 1614-1622 (2003).
- Bernard, L. Dynamics and identification of soil microbial populations actively assimilating carbon from 13C-labelled wheat residue as estimated by DNA- and RNA-SIP techniques. Environ. Microbiol. 9, 752-764 (2007).
- Haichar, e. l. Z. a. h. a. r., F, . Identification of cellulolytic bacteria in soil by stable isotope probing. Environ. Microbiol. 9, 625-634 (2007).
- Addison, S., McDonald, I., Lloyd-Jones, G. Stable isotope probing: Technical considerations when resolving 15N-labelled RNA in gradients. J. Microbiol. Meth. 80, 70-75 (2009).
- Buckley, D. H., Huangyutitham, V., Hsu, S. -. F., Nelson, T. A. Stable isotope probing with 15N achieved by disentangling the effects of genome G + C content and isotope enrichment on DNA density. Appl. Environ. Microbiol. 73, 3189-3195 (2007).
- Schwartz, E. Characterization of growing microorganisms in soil by stable isotope probing with H218O. Appl. Environ. Microbiol. 73, 2541-2546 (2007).
- Neufeld, J. D., Dumont, M. G., Vohra, J., Murrell, J. C. Methodological considerations for the use of stable isotope probing in microbial ecology. Microb. Ecol. 53, 435-442 (2007).
- Martineau, C., Whyte, L., Greer, C. Development of a SYBR safe technique for the sensitive detection of DNA in cesium chloride density gradients for stable isotope probing assays. J. Microbiol. Meth. 73, 199-202 (2008).
- Bartram, A. K., Poon, C., Neufeld, J. D. Nucleic acid contamination of glycogen used in nucleic acid precipitation and assessment of linear polyacrylamide as an alternative co-precipitant. Biotechniques. 47, 1019-1022 (2009).
- Chen, Y. Revealing the uncultivated majority: combining DNA stable-isotope probing, multiple displacement amplification and metagenomic analyses of uncultivated Methylocystis in acidic peatlands. Environ. Microbiol. 10, 2609-2622 (2008).
- Neufeld, J. D., Chen, Y., Dumont, M. G., Murrell, J. C. Marine methylotrophs revealed by stable-isotope probing, multiple displacement amplification and metagenomics. Environ. Microbiol. 10, 1526-1535 (2008).
- Kalyuzhnaya, M. High-resolution metagenomics targets specific functional types in complex microbial communities. Nat. Biotechnol. 26, 1029-1034 (2008).
- Binga, E. K., Lasken, R. S., Neufeld, J. D. Something from (almost) nothing: the impact of multiple displacement amplification on microbial ecology. ISME J. 2, 233-241 (2008).
- Green, S. J., Leigh, M. B., Neufeld, J. D., Timmis, K. N. . Microbiology of Hydrocarbon and Lipid Microbiology. , 4137-4158 (2010).
- Neufeld, J. D., Wagner, M., Murrell, J. C. Who eats what, where and when? Isotope-labelling experiments are coming of age. ISME J. 1, 103-110 (2007).
- Gallagher, E., McGuinness, L., Phelps, C., Young, L. Y., Kerkhof, L. J. DNA shortens the incubation time needed to detect benzoate-utilizing denitrifying bacteria by stable-isotope probing. Appl. Environ. Microbiol. 71, 5192-5196 .
Tags
DNA-SIPStable-isotope ProbingMicroorganismsCarbon SubstratesNutrientsCellular BiomassCultivation-independent TechniqueMetabolic FunctionTerrestrial EnvironmentsAquatic EnvironmentsStable-isotope Labelled CompoundsNucleic AcidDensity Gradient UltracentrifugationGradient FractionationDNA PurificationCesium ChlorideMolecular CharacterizationFingerprintingMicroarraysClone LibrariesMetagenomics
Citazione di questo articolo
Dunford, E. A., Neufeld, J. D. DNA Stable-Isotope Probing (DNA-SIP). J. Vis. Exp. (42), e2027, doi:10.3791/2027 (2010).