Summary

S. cerevisiaeの接着と寒天の侵略のためのアッセイ

Published: November 08, 2006
doi:

Summary

我々は、侵襲と偽菌糸分化の尺度としての酵母の付着と寒天の侵略のための定性分析について説明します。この簡単なアッセイは、様々な変異体と同様に酵母の分化への影響、環境手がかりとシグナル伝達経路の侵襲的な表現型を評価するために使用することができます。

Abstract

酵母は、多くの微生物が表面に定着する自然なバイオフィルム、に記載されています。このような人工物の表面などの人工環境では、バイオフィルムは、工業的生産性を減らす構造を破壊し、人間の生命を脅かすことができる。一方、1-3、活用するバイオフィルムの力は、環境をきれいにし、持続可能なエネルギーを生成することができます。表面を植民地化し、複雑なバイオフィルムに参加するS. cerevisiaeの4月8日能力は、主にこの生体内の様々なシグナル伝達経路と環境手がかりによって引き起こされる分化のプログラムの再発見まで、無視されました。 9,10迅速バイオフィルムの接合には、S.セレビシエを置くなどのRas – PKA、Kss1 MAPK、およびHog1浸透経路などのシグナル伝達経路の相互作用と収束を理解するためにモデル生物として出芽酵母を使用しての継続的な関心​​、生物学およびシグナル伝達の研究。この目的のために11-20、長い間、接着剤、偽菌糸フィラメントへの酵母細胞の分化は、様々な環境の変化に応じてシグナル伝達経路の活性化のための便利な読み出しとなった。しかし、フィラメンテーションは、それが誤解を招くようなシンプルな表現型であるかのようにそれのためにアッセイすることができます表現型の複雑な集合体です。過去十年間で、いくつかのアッセイが正常にそのような定量的に細胞表面の付着を測定するために軟寒天とクリスタルバイオレット染色でコロニーの広がりを測定するためにMATの形成アッセイのような酵母の研究、に細菌バイオフィルムの研究から採用された。 12、21しかし、定性的に寒天で酵母の接着剤と侵襲的表現型を評価するために開発されたアッセイでいくつかの混乱があった。ここで、我々は、侵略の評価から、粘着力評価を分離するための手順を理解しやすいと酵母株の接着剤と侵襲的な品質を評価するためのシンプルで信頼性の高い方法を提示する。これまでの研究、10、16から採用された我々の手法は、我々はその後の接着性を評価するために水で洗って浸潤を評価するために寒天表面から細胞を完全にこすり大スポット、の成長のための差動栄養条件で液体培地とメッキで成長する細胞を含む寒天。我々は、寒天に細胞の浸潤に影響を及ぼす寒天の上に細胞をストリーキングの必要性を、排除する。一般的に、我々は寒天を侵略半数体株は、常に接着剤である、まだすべての接着剤の株は寒天培地に侵入できることを観察した。我々のアプローチは慎重に酵母のシグナル伝達、分化、クオラムセンシング、及びバイオフィルム形成の分化の手順と要件を分析する他のアッセイと組み合わせて使用​​することができます。

Protocol

文化の密度が互いにあまりに異なる場合は、必要な飢餓の条件(0.2%グルコースを含むSC対2%グルコースとSC、たとえば)を持つ合成培地プレート上での関心の高まり文化の200ulを入れ、200ulの培養液あたりのセル数を調整するので、それぞれのドロップはほぼ細胞の同じ量を持っています。 プレート上にドロップが文化になっている記録を保持することを確認してください。 プレートの蓋…

Discussion

酵母細胞は、飢餓やストレスの状況、様々な栄養ストレス下のフィラメンテーション、および凝集の下で胞子形成を含む、栄養状況や環境条件に応じて様々な差別化モードを、表示します。 S. cerevisiaeとC.アルビカンスを含む様々な酵母は、、また、微生物の多様な集合によって形成されたバイオフィルムに記載されています。フィラメンテーションおよび侵入行動と何らかの相関関係があるけれども、それ…

Acknowledgements

我々は、このアッセイの開発に彼らの洞察力のためにリサSchneperとカトリンDuevelに感謝します。

Materials

Material Name Type Company Catalogue Number Comment
Moticam 350 Camera Motic discontinued (new model: Moticam 352) A relatively cheap camera that attaches to eye pieces of microscopes and captures digital images for PC or Mac.

References

  1. Costerton, J. W., Lewandowski, Z., Caldwell, D. E., Korber, D. R., Lappin-Scott, H. M. Microbial biofilms. Annu Rev Microbiol. 49, 711-745 (1995).
  2. Elortondo, F. J. P., Salmeron, J., Albisu, M., Casas, C. Biofilms in the food industry. Food Science and Technology International. 5, 25-30 (1999).
  3. Keinanen, M. M., Martikainen, P. J., Kontro, M. H. Microbial community structure and biomass in developing drinking water biofilms. Can J Microbiol. 50, 183-191 (2004).
  4. Biffinger, J. C., Pietron, J., Ray, R., Little, B., Ringeisen, B. R. A biofilm enhanced miniature microbial fuel cell using Shewanella oneidensis DSP10 and oxygen reduction cathodes. Biosens Bioelectron. 22, 1672-1679 (2007).
  5. Kim, G. T. Bacterial community structure, compartmentalization and activity in a microbial fuel cell. J Appl Microbiol. 101, 698-710 (2006).
  6. Kim, J. R., Jung, S. H., Regan, J. M., Logan, B. E. Electricity generation and microbial community analysis of alcohol powered microbial fuel cells. Bioresour Technol. 98, 2568-2577 (2007).
  7. Picioreanu, C., Head, I. M., Katuri, K. P., Loosdrecht, M. C. v. a. n., Scott, K. A computational model for biofilm-based microbial fuel cells. Water Res. 41, 2921-2940 (2007).
  8. Singh, R., Paul, D., Jain, R. K. Biofilms: implications in bioremediation. Trends in Microbiology. 14, 389-397 (2006).
  9. Cullen, P. J., Sprague, G. F. Glucose depletion causes haploid invasive growth in yeast. Proc Natl Acad Sci U S A. 97, 13619-13224 (2000).
  10. Gimeno, C. J., Ljungdahl, P. O., Styles, C. A., Fink, G. R. Unipolar cell divisions in the yeast S. cerevisiae lead to filamentous growth: regulation by starvation and RAS. Cell. 68, 1077-1090 (1992).
  11. Blankenship, J. R., Mitchell, A. P. How to build a biofilm: a fungal perspective. Curr Opin Microbiol. 9, 588-594 (2006).
  12. Reynolds, T. B., Fink, G. R. Bakers’ yeast, a model for fungal biofilm formation. Science. 291, 878-881 (2001).
  13. Verstrepen, K. J., Klis, F. M. Flocculation, adhesion and biofilm formation in yeasts. Mol Microbiol. 60, 5-15 (2006).
  14. Liu, H., Styles, C. A., Fink, G. R. Elements of the yeast pheromone response pathway required for filamentous growth of diploids. Science. 262, 1741-1744 (1993).
  15. Madhani, H. D., Fink, G. R. The control of filamentous differentiation and virulence in fungi. Trends Cell Biol. 8, 348-353 (1998).
  16. Mosch, H. U., Kubler, E., Krappmann, S., Fink, G. R., Braus, G. H. Crosstalk between the Ras2p-controlled mitogen-activated protein kinase and cAMP pathways during invasive growth of Saccharomyces cerevisiae. Mol Biol Cell. 10, 1325-1335 (1999).
  17. Mosch, H. U., Roberts, R. L., Fink, G. R. Ras2 signals via the Cdc42/Ste20/mitogen-activated protein kinase module to induce filamentous growth in Saccharomyces cerevisiae. Proc Natl Acad Sci U S A. 93, 5352-5356 (1996).
  18. Pan, X., Heitman, J. Cyclic AMP-dependent protein kinase regulates pseudohyphal differentiation in Saccharomyces cerevisiae. Mol Cell Biol. 19, 4874-4887 (1999).
  19. Roberts, R. L., Fink, G. R. Elements of a single MAP kinase cascade in Saccharomyces cerevisiae mediate two developmental programs in the same cell type: mating and invasive growth. Genes Dev. 8, 2974-2985 (1994).
  20. Robertson, L. S., Fink, G. R. The three yeast A kinases have specific signaling functions in pseudohyphal growth. Proc Natl Acad Sci U S A. 95, 13783-13787 (1998).
  21. Reynolds, T. B., Jansen, A., Peng, X., Fink, G. R. Mat formation in Saccharomyces cerevisiae requires nutrient and pH gradients. Eukaryot Cell. , (2007).
check_url/kr/64?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Guldal, C. G., Broach, J. Assay for Adhesion and Agar Invasion in S. cerevisiae. J. Vis. Exp. (1), e64, doi:10.3791/64 (2006).

View Video