Collection, Isolatie en Verrijking van natuurlijk voorkomende Magnetotactic Bacteriën van het milieu
Summary
We tonen een methode magnetotactic bacteriën (MTB) die kunnen worden toegepast in natuurlijke wateren verzamelen. MTB kunnen worden geïsoleerd en verrijkt door sediment monsters met behulp van een relatief eenvoudige installatie die gebruik maakt van de bacteriën de natuurlijke magnetisme. Geïsoleerde MTB kunnen dan worden in detail onderzocht met behulp van zowel licht-en elektronenmicroscopie.
Abstract
Magnetotactic bacteriën (MTB) zijn in het water levende micro-organismen die voor het eerst met name werden in 1975 1 beschreven van sediment monsters verzameld in kwelders van Massachusetts (USA). Sindsdien MTB zijn ontdekt in gelaagd water-en sediment-kolommen van over de hele wereld 2. Kenmerkend voor alle MTB is dat ze magnetosomes, die intracellulaire, membraangebonden magnetische nanokristallen van magnetiet (Fe 3 O 4) en / of greigite (Fe 3 S 4) of beide 3, 4 bevatten. In het noordelijk halfrond, zijn MTB meestal aangetrokken tot de zuidkant van een staafmagneet, terwijl in het zuidelijk halfrond zijn ze meestal aangetrokken tot het noordelijke uiteinde van een magneet 3,5. Deze eigenschap kan worden benut wanneer het proberen om MTB te isoleren van het milieu monsters.
Een van de meest voorkomende manieren om MTB verrijken is een doorzichtige plastic container gebruiken om sediment en water te halen uit een natuurlijke bron,zoals een zoetwater vijver. In het noordelijk halfrond is het zuiden van een staafmagneet geplaatst tegen de buitenzijde van de container net boven het bezinksel op de sediment-water interface. Na enige tijd kunnen de bacteriën worden verwijderd uit de binnenzijde van de houder nabij de magneet met een pipet en vervolgens verrijkt met een capillaire circuit 6 en een magneet. Zodra verrijkt, de bacteriën kan worden geplaatst op een microscoopglaasje met een opknoping neerzetten en geobserveerd in een lichtmicroscoop of afgezet op een koperen rooster en waargenomen met transmissie-elektronenmicroscopie (TEM).
Met deze methode kan geïsoleerd MTB microscopisch worden bestudeerd om kenmerken zoals zwemmen bepalen gedrag, type en aantal flagella, celmorfologie van de cellen, vorm van het magnetische kristallen aantal magnetosomes, aantal magnetosome ketens in elke cel, samenstelling nanomineral de kristallen en aanwezigheid van intracellulaire vacuolen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Magnetotactic bacteriën zijn niet noodzakelijkerwijs in elke aquatisch milieu op 8 maar wanneer ze dat doen komen, ze zijn te vinden in de orde van 100 – 1.000 cellen per milliliter 2. Met het oog op de MTB met behulp van optische microscopie te observeren, moet u ongeveer 50 bacteriën / ml in uw monster 8. Als er geen of weinig MTB in je steekproef, dan zul je ofwel moet een nieuwe milieu-site selecteren om uw monsters te verzamelen of moet u een of meer van de technieken besproken in…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door subsidies van de Amerikaanse National Science Foundation (EAR-0920299 en EAR-0745808); Amerikaanse National Science Foundation Oost-Aziatische en Pacifische zomer instituten, de Geological Society of America Research Grant Program en de Alumni Subsidies voor Graduate Research en Scholarship van de Ohio State University. We willen graag naar de redacteur en twee anonieme reviewers voor hun inzichtelijke commentaar bedanken.
Materials
| Item Name | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| Glass slides | Fisher Scientific | S95933 | |
| Glass Pasteur pipets | Fisher Scientific | 13-678-6A | |
| O-ring | Hardware store | ||
| Cover slips | Fisher Scientific | 12-542B | |
| Bar magnet | Fisher Scientific | S95957 | |
| Container | Any | Any plastic or glass container that can hold at least 0.5 L and can be sealed | |
| Cotton | Any | ||
| Microscope with 60X dry lens | Zeiss | A 60X dry lens is not absolutely necessary, but this gives a high NA without using oil | |
| Diamond pen | Fisher Scientific | 08-675 | |
| 0.22 mm filter | Fisher Scientific | 09-719C | |
| 1 ml syringe | Fisher Scientific | NC9788564 | |
| Microcentrifuge tubes | Fisher Scientific | 02-681-320 | |
| Formvar/Carbon 200 mesh, copper grids | Ted Pella Inc. | 01800 | |
| Uranyl acetate | Ted Pella Inc. | 19481 | |
| Tecnai Spirit TEM | FEI | ||
| Tecnai F20 S/TEM | FEI |
Referências
- Blakemore, R. Magnetotactic bacteria. Science. 190, 377-379 (1975).
- Blakemore, R. P. Magnetotactic bacteria. Annual Reviews in Microbiology. 36, 217-238 (1982).
- Bazylinski, D. A., Frankel, R. B. Controlled Biomineralization of Magnetite (Fe3O4) and Greigite (Fe3S4) in a Magnetotactic Bacterium. Applied and Environmental Microbiology. 61, 3232-3239 (1995).
- Lefevre, C. T., Menguy, N., et al. A Cultured Greigite-Producing Magnetotactic Bacterium in a Novel Group of Sulfate-Reducing Bacteria. Science. 334, 1720-1723 (2011).
- Simmons, S. L., Bazylinski, D. A., et al. South-seeking magnetotactic bacteria in the Northern Hemisphere. Science. 311, 371-374 (2006).
- Wolfe, R., Thauer, R., et al. A ‘capillary racetrack’ method for isolation of magnetotactic bacteria. FEMS Microbiology Letters. 45, 31-35 (1987).
- Rodgers, F. G., Blakemore, R. P. Intercellular structure in a many-celled magnetotactic prokaryote. Archives of Microbiology. 154, 18-22 (1990).
- Moench, T. T., Konetzka, W., et al. A novel method for the isolation and study of a magnetotactic bacterium. Archives of Microbiology. 119, 203-212 (1978).
- Balkwill, D., Maratea, D. Ultrastructure of a magnetotactic spirillum. Journal of Bacteriology. 141, 1399-1408 (1980).
- Lins, U., Freitas, F., et al. Simple homemade apparatus for harvesting uncultured magnetotactic microorganisms. Brazilian Journal of Microbiology. 34, 111-116 (2003).
- Jogler, C., Lin, W., et al. Toward Cloning of the Magnetotactic Metagenome: Identification of Magnetosome Island Gene Clusters in Uncultivated Magnetotactic Bacteria from Different Aquatic Sediments. Applied and Environmental Microbiology. 75, 3972-3979 (2009).
- Lin, W., Li, J., et al. Newly Isolated but Uncultivated Magnetotactic Bacterium of the Phylum Nitrospirae from Beijing, China. Applied and Environmental Microbiology. 78, 668-675 (2012).
- Li, J., Pan, Y., et al. Biomineralization, crystallography and magnetic properties of bullet-shaped magnetite magnetosomes in giant rod magnetotactic bacteria. Earth and Planetary Science Letters. 293, 368-376 (2010).
- Oestreicher, Z., Valerde-Tercedor, C. Magnetosomes and magnetite crystals produced by magnetotactic bacteria as resolved by atomic force microscopy and transmission electron microscopy. Micron. 43, 1331-1335 (2012).
