Citometria a flusso in combinazione con il clustering visual offre un facile da usare e veloce metodo per lo studio di biofilm acquatici. Può essere utilizzato per la caratterizzazione di biofilm, rilevamento delle modifiche nella struttura della comunità di biofilm e la rilevazione delle particelle abiotiche incorporato nel biofilm.
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Articolo metodologico
Caratterizzazione di biofilm acquatici con citometria a flusso
In questo articolo
Sommario
Abstract
I biofilm sono consorzi dinamici del microorganismo che svolgono un ruolo chiave negli ecosistemi d'acqua dolce. Modificando la loro struttura di comunità, biofilm rispondere rapidamente ai cambiamenti ambientali e possono essere quindi utilizzati come indicatori della qualità dell'acqua. Attualmente, biofilm valutazione si basa principalmente sugli endpoint integrativo e funzionale, come l'attività fotosintetica o respiratoria, che non forniscono informazioni sulla struttura di comunità di biofilm. Citometria a flusso e visualizzazione computazionale offrono un metodo alternativo, sensibile e facile da usare per valutare la composizione della Comunità, in particolare della parte autotrofe del biofilm d'acqua dolce. Richiede solo la preparazione di base del campione, dopo che l'intero campione è gestito attraverso il citometro a flusso. Le informazioni ottiche e fluorescente di cella singola viene utilizzate per la visualizzazione del calcolo e interpretazione biologica. I suoi principali vantaggi rispetto ad altri metodi sono la velocità di analisi e la natura di alto contenuto di informazioni. Citometria a flusso fornisce informazioni su diversi tratti di biofilm e cellulare in una singola misurazione: granulometria, densità, contenuto di pigmenti, abiotici contenuti nel biofilm e grossolane informazioni tassonomiche. Tuttavia, non fornisce informazioni sulla composizione di biofilm a livello di specie. Vediamo elevato potenziale nell'uso del metodo per il monitoraggio ambientale degli ecosistemi acquatici e come valutazione iniziale biofilm passo che informa a valle dettagliate indagini dai metodi complementari e più dettagliati.
Introduzione
I biofilm sono consorzi dinamici del microorganismo che svolgono un ruolo chiave negli ecosistemi d'acqua dolce, che vanno dalla produzione primaria, ciclo dei nutrienti e purificazione dell'acqua ad influenzare la distribuzione dei microrganismi e della loro biodiversità nell'ecosistema 1. quando biofilm sono esposti a condizioni ambientali o a fattori di stress, quali i prodotti chimici, la loro struttura di comunità si sposta rapidamente verso più tollerante specie2,3. Loro alta sensibilità si trasforma il biofilm in sistemi modello attraente per monitoraggio ambientale
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Protocollo
1. ecosistema selezione e campionamento di Biofilm
- Selezionare un ecosistema acquatico di interesse e trovare siti di campionamento dove crescono i biofilm. Parti poco profonde di un flusso con lento al flusso idrico medio e un alveo pietroso per biofilm allegato sono appropriati17,18.
- Opzionale: Se il sito non dispone di sufficienti superfici per biofilm allegato, o per diminuire la variabilità di biofilm all'interno di un sito, inserire substrati artificiali per il fissaggio di biofilm (ad es. lastre di vetro, piastrelle di ceramica) il sito, facendo in modo che Essi sono posti n....
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Risultati
Utilizzando la procedura presentata qui (Figura 1), sono stati analizzati campioni prelevati da diversi siti di un torrente locale in Svizzera. In ogni sito, tre pietre di dimensioni simili (10 – 12 cm) sono state prese e biofilm erano spazzolati via le pietre. I campioni sono stati poi sonicato, fisso, filtrata e successivamente analizzati mediante citometria a flusso. L'installazione del citofluorimetro e il database di riferimento utilizzati erano gli stes.......
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Discussione
Il protocollo descritto sopra è relativamente semplice da implementare. Tuttavia, mentre le impostazioni di default presentato sono state indicate per essere adatto a tutti phototrophic biofilm provato finora, ottimizzazione (come descritto nel protocollo) è necessario per massimizzare le informazioni ottenute dal metodo. Infatti, le proprietà ottiche e fluorescente di biofilm possono variare, a seconda delle condizioni ambientali (stagione, temperatura e composizione chimica dell'acqua)1. Pertant.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla a rivelare.
Ringraziamenti
Il lavoro presentato è stato supportato da una borsa di studio di Ambizione SNF (PZ00P2_142533) e un assegno di ricerca Velux (Amplebig). Vorremmo ringraziare Bettina Wagner per aiuto con il lavoro sperimentale.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Multimetro | WTW | MultiLine 3620 IDS | Per misurare la temperatura, il pH, l'ossigeno disciolto |
| Pulitore ad ultrasuoni | VWR International | 97043-986 | Dimensioni del serbatoio: 15*14*10 cm |
| Citometro a flusso | Beckman Coulter | Gallios | Laser: 405, 488 e 638 nm. Bande dei filtri nella Tabella supplementare 11. Sgier et, Nat Comm, 2016. |
| Lettore di piastre | Tecan | Infinite M200 | utilizzato per selezionare l'impostazione appropriata del |
| selezionatore di celle | Beckman Coulter | MoFlo Astrios | Impostazioni nella Tabella supplementare 12. Sgier et, Nat Comm, 2016. |
| Microscopio a fluorescenza | Zeiss | Axiovert 135 | Zeiss EC Plan-Neofluar 40x/0.75 |
| obiettivo SOFTWARE Matlab | |||
| MathWorks | R2013a | software per il calcolo numerico | |
| CYT | Dana Pe'er Lab | Versione 1.1 | strumento di visualizzazione interattivo gratuito per l'analisi dei dati citometrici |
Riferimenti
- Battin, T. J., Besemer, K., Bengtsson, M. M., Romani, A. M., Packmann, A. I. The ecology and biogeochemistry of stream biofilms. Nat Rev Microbiol. 14 (4), 251-263 (2016).
- Rotter, S., Heilmeier, H., Altenburger, R., Schmitt-Jansen, M. Multiple stressors in periphyton - comparison of observed and predicted tolerance responses to high ionic loads and herbicide exposure.
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Ristampe e permessi
