마이크로 스케일 영양소 레이어에 해양 미생물의 Chemotactic 응답
Summary
전단 흐름 내의 곳곳에 영양 씨스 케이프와 박테리아의 수영 동작 이내에 해양 미생물의 chemotactic 식량 약탈을 배워 동작을 공부를위한 microfluidic 채널과 실험에서 구현의 제조가 설명되어 있습니다.
Abstract
planktonic의 미생물이 microscale 자원 패치를 악용 수있는 정도 해양 trophodynamics 및 biogeochemical 플럭스에 대한 상당한 영향을 것입니다. 그러나, 수영 미생물이 패치의 가용성과 그들을 찾을 박테리아의 능력을 제한합니다 분자 확산과 난류 전단을 포함한 물리적인 세력의 영향을 극복한다, 바다에 영양 패치를 활용할 수 있습니다. 최근까지, 방법 론적 한계 곳곳에 서식지와 현실적인 소규모 흐름 조건 내에서 미생물의 행동을 직접 시험을 배제했습니다. 따라서 많은 바다 미생물 행동에 관한 현재의 지식은 이론적 예측에서 procured되었습니다. 우리가 만드는 데 사용해야이 microfluidic 장치 (전) 해양 프로세스와 관련된 치수와 잘 퍼지는 특성과 영양 패치를 microscale 그리고 (ii) microscale 개발을 소프트 리소그래피 제조 기술을 적용 바다에 미생물의 식량 약탈을 배워 행동에 새로운 정보를 얻으려면 바다에서 예상되는 것과 해당 전단 속도 vortices. 이러한 microfluidic 장치는 이기종 및 동적 씨스 케이프 내에서 미생물 수영 chemotactic 행동의 첫번째 직접 시험을 허용했습니다. 개인 미생물의 수영장 행동 이외에, 인구 수준 aggregative 반응을 관찰하면서 epifluorescence와 위상 콘트라스트 현미경의 통합 사용, 물리적 치수 및 영양소 패치 잘 퍼지는 특성을 직접 시험을 수 있습니다. 이러한 실험은 식물성 플랑크톤, heterotrophic 박테리아와 phagotrophic protists의 일부 수종은 매우 짧은 시간 프레임 내에 diffusing microscale 자원 패치를 찾기 및 활용에 숙달되는 밝혀있다. 우리는 또한 전단 속도를 중간 그런 나타날, 해양 박테리아는 자신의 협정에서 자신의 환경을 통해 흐름과 수영을 싸울 수 있습니다. 그러나, 임계값 높은 전단 수준을 넘어, 박테리아는 전단 흐름에 부합하고 흐름의 방해없이 수영을 덜 수 있습니다. Microfluidics는 수생 미생물 생태학을 공부를위한 소설과 저렴한 접근을 대표하고, 정확하게 microscale에서 현실적인 흐름 필드와 기판 그라디언트를 만들에 대한 적합성으로 인해, 상호 작용의 가장 작은 비늘에 미생물의 행동 검사에 이상적으로 적용됩니다. 따라서 microfluidics가 바다에 미생물의 생태에 대한 이해를위한 유용한 도구를 대표하는 것이 좋습니다.
Protocol
Discussion
해양 미생물들이 지역의 화학 및 물리적 환경과 상호 작용하는 방법을 이해하는 바다의 영양분과 탄소 순환 (Azam 및 Malfatti 2007)에서 planktonic 미생물의 역할을보다 완벽하고 정확한 인식을 위해 필수적입니다. 그러나 많은 중요한 미생물의 상호 작용이 이루어지는있는 동안 작은 비늘 (<㎜)로 인해, 기술적 제한이 이종 바이오 physico – 화학 풍경 내에서 미생물의 동작에 대한 자세한 시험을 예방할 필요하면 바다…
Acknowledgements
우리는 깨끗한 객실 시설이 비디오의 필름 부분에 우리를있게 위해 MIT에서 마이크로 시스템즈 기술 연구소 감사하고 싶습니다.
Materials
| Material Name | Tipo | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| PDMS, Sylgard 184 | Silicone Elastomer Kit | Dow Corning, Midland, MI, USA | http://www.ellsworth.com/sylgard.html | |
| SU8-2100 | Photoresist | MicroChem, Newton, MA, USA | www.microchem.com | |
| Nikon Eclipse TE2000-E inverted microscope | Microscope | Nikon, Japan | ||
| PEEK tubing (0.762 mm ID, 1.59 mm OD) | Tool | Upchurch Scientific, Oak Harbor, WA, USA | www.upchurch.com | |
| Syringes (Luer-Lok Tip) | Tool | BD, Franklin Lakes, NJ, USA | ||
| Fitting Part P-704-01 | Tool | Upchurch Scientific, Oak Harbor, WA, USA | To connect tubing to Luer-Lok Tip Syringes | |
| Syringe Pump (PHD 2000 Programmable) | Equipment | Harvard Apparatus, Holliston, MA, USA | ||
| CCD Camera (PCO 1600) | Equipment | Cooke, Romulus, MI, USA |
Referências
- Azam, F., Malfatti, F. Microbial structuring of marine ecosystems. Nature Reviews Microbiology. 5, 782-791 (2007).
- Blackburn, N., Azam, F., Hagstrom, A. Spatially explicit simulations of a microbial food web. . Limnology and Oceanography. 42, 613-622 (1997).
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