핵 자기 공명 분광학을 사용하여 환경 Metabolomics를위한 낮은 밀도 Planktonic 커뮤니티에서 Metabolites의 농도
Summary
미생물 planktonic 커뮤니티에서 신진 대사 추출을위한 방법을 설명하고있다. 전체 지역 사회의 샘플링 특별히 준비 필터로 여과에 의해 이루어진다. lyophilization 후 수성 – 용해 metabolites가 추출됩니다. 이 접근법은 자연이나 실험적인 미생물 커뮤니티의 횡단 omics 조사에 환경 metabolomics의 적용을 허용합니다.
Abstract
환경 metabolomics는 유기체가 반응 및 생화 학적 수준 1의 환경과 서로 상호 작용하는 방법에 새로운 이해를 추진하고 신흥 분야이다. 핵 자기 공명 (NMR) 분광법은 공부에 대한 상당한 약속과 함께, 가스 크로마 토그래피 – 질량 분석계 (GC-MS) 등 여러 기술 중 하나입니다. NMR의 장점은, 타겟이 분명하지 않은 분석에 적합한 구조 정보를 제공하며 스펙트럼은 각각의 신진 대사 스펙트럼 2,3 최근에 사용 가능한 데이터베이스에 대한 양적 및 통계 매너에 쿼리할 수 있습니다. 또한, NMR 분광 데이터는 서로 taxa의 생리적 반응과 환경 4,5,6의보다 포괄적인 이해를 제공하기 위해 다른 omics 수준 (예 : transcriptomics, 유전체학)의 데이터와 조합하여 사용할 수 있습니다. 그러나 NMR은 어려운에게주고, 다른 metabolomic 기법 미만 구분 AP샘플 인구가 낮은 잘 정의와 같은 전체 조직, biofluids 또는 셀 – 문화 등 쉽게 추출물 소스.에서 metabolites에 비해 낮은 밀도와 신진 대사 농도가 될 수있는 천연 미생물 시스템에 플라이 따라서 날짜에 수행된 미생물의 몇 가지 직접적인 환경 metabolomic 연구는 이러한 호스트 symbiont 시스템과 같은 문화 기반 또는 쉽게 정의 고밀도 생태계, 안정 동위 원소 라벨이 될 수 직감 환경의 공동 문화 또는 조작 구축으로 제한되었습니다 또한 NMR 신호에게 7,8,9,10,11,12을 향상시키기 위해 사용됩니다. NMR에 적합한 농도로 환경 metabolites의 농도와 컬렉션을 촉진 방법은 부족합니다. 최근 관심이 많은 에너지와 물질의 흐름은 planktonic 커뮤니티 13,14에 의해 매개되는 수생 환경 내에서 생물의 환경 metabolomics 부여 되었기 때문에, 우리는 집중하는 방법을 개발했습니다기 및 여과에 의한 planktonic의 미생물 시스템과 전체 – 커뮤니티 metabolites의 추출. 상용 친수성 폴리-1 ,1-difluoroethene (PVDF) 필터는 특별히 완전히 달리 후속 분석에서 오염 물질이 나타날 수 extractables를 제거하는 처리됩니다. 이러한 처리 필터는 다음 관심있는 환경 또는 실험용 샘플을 필터링하는 데 사용됩니다. 젖은 샘플 자료가있는 필터는 동결 건조된이며 수성 – 용해 metabolites는 표준화된 칼륨 인산 추출 버퍼 2를 사용하여 기존의 NMR 분광법에 대해 직접적으로 압축이 풀립니다. 이러한 방법에서 파생된 데이터는 통계적으로 의미있는 패턴을 식별하는 분석, 또는 지역 사회와 생태계 기능의 포괄적인 이해를위한 다른 omics 수준과 통합 할 수 있습니다.
Protocol
Discussion
여기서 보여준 여과 및 신진 대사 추출 방법은 NMR의 metabolomics에 충분한 금액을 회수하기 위해 미생물 planktonic의 바이오 매스를 얻을 수 있습니다. KPI 및 1D 1 H NMR을 사용하여 수성 – 용해 metabolites만을 추출을 시연하는 동안 다른 추출 용매와 spectroscopic 방법을 사용할 수 있습니다. 하나의 유용한 예제는 이기종 샘플에서 우수한 NMR의 스펙트럼을 생산하기 위해 그림과 상자 성체의 이온에 ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
본 연구에 의해 부분적으로 지원되었다 보조금-원조 교육, 문화, 스포츠, 과학 기술부에서 답사의 연구 (JK) 및 학술 연구 (A) (JK 및 SM)에 도전을위한 과학 연구, 기술, 일본 . RIKEN FPR 교제 (경찰과)이 추가 지원을 제공했습니다. 저자는 Drs들에게 감사드립니다. Eisuke Chikayama, NMR 및 통계 분석과 기술 지원을 Yasuyo Sekiyama와 마미 오카모토.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| 0.22 μm hydrophilic Durapore PVDF filters, 25 mm | Millipore | GVWP02500 | |
| Microanalysis Filter Holder, 25 mm, fritted glass support | Millipore | XX1002500 | |
| 3-place manifold, 47 mm, stainless steel | Millipore | XX2504735 | |
| KH2PO4 | Wako | 169-04245 | |
| K2HPO4 | Wako | 164-04295 | |
| Deuterium oxide, 2H > 90% | Campridge Isotope Laboratoties | DLM-4 | |
| DSS | Fluka | 92754 | |
| Automill | Tokken | TK-AM4 | Stainless steel crushers included |
| Thermomixer comfort | Eppendorf | 5355 000.011 | |
| Bioruptor | Diagenode | UCD-200 | |
| Vacuum evaporator | EYELA | CVE-3100 | |
| NMR | Bruker | DRX-500 with 5 mm-TXI probe | |
| Spectral binning tool | Originally developed | FT2DB | https://database.riken.jp/ecomics/ |
| Metabolite annotation tool and database | Originally developed | SpinAssign | http://prime.psc.riken.jp/?action=nmr_search |
Riferimenti
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