Innsamling, isolasjon og berikelse av naturlig forekommende Magnetotactic Bakterier fra Miljøverndepartementet
Summary
Vi viser en metode for å samle magnetotactic bakterier (MTB) som kan brukes til naturlig vann. MTB kan bli isolert og beriket fra sedimentprøver ved hjelp av en relativt enkel oppsett som tar nytte av bakterier naturlig magnetisme. Isolert MTB kan deretter undersøkes i detalj ved hjelp av både lys-og elektronmikroskopi.
Abstract
Magnetotactic bakterier (MTB) er vannlevende mikroorganismer som først ble særlig beskrevet i 1975 pt fra sedimentprøver i saltmyrene i Massachusetts (USA). Siden da MTB har blitt oppdaget i stratifisert vann-og sediment-kolonner fra hele verden 2. En funksjon som er felles for alle MTB er at de inneholder magnetosomes, som er intracellulære, membran-bundet magnetiske nanokrystaller av magnetitt (Fe 3 O 4) og / eller greigite (Fe 3 S 4) eller begge 3, 4. I den nordlige halvkule, er MTB vanligvis tiltrukket sørenden av en bar magnet, mens i den sørlige halvkule de er vanligvis tiltrukket til nordenden av en magnet 3,5. Denne egenskapen kan utnyttes når du prøver å isolere MTB fra miljøprøver.
En av de vanligste måtene å berike MTB er å bruke en klar plastbeholder til samle sediment og vann fra en naturlig kilde,for eksempel en ferskvann tjern. På den nordlige halvkule, er sør enden av en bar magnet plassert mot utsiden av beholderen like over sedimentet på sedimentet-vann-grensesnittet. Etter noen tid, kan bakteriene fjernes fra innsiden av beholderen nær magneten med en pipette og deretter anriket ytterligere ved hjelp av en kapillær Ovalt 6 og en magnet. Når beriket, bakteriene kan plasseres på et objektglass med en hengende dråpe fremgangsmåte og observert i et lysmikroskop eller deponeres på en kobber rutenett og observert ved hjelp av transmisjonselektronmikroskopi (TEM).
Ved hjelp av denne metoden, kan isolert MTB studeres mikroskopisk å bestemme egenskaper som svømming atferd, type og antall flageller, cellemorfologi av cellene, form av magnetiske krystaller, antall magnetosomes, antall magnetosome kjeder i hver celle, sammensetning av de nanomineral krystaller, og tilstedeværelse av intracellulære vakuoler.
Protocol
Representative Results
Discussion
Magnetotactic bakterier er ikke nødvendigvis finnes i hver vannmiljøet 8, men når de forekommer, kan de bli funnet på størrelsesorden 100 – 1000 celler per milliliter 2. For å observere MTB med optisk mikroskopi, må du omtrent 50 bakterier / ml i prøven 8. Hvis det er ingen eller få MTB i prøven din, så du må enten velge en ny miljø-nettsted for å samle dine prøver eller du må prøve en eller flere av de teknikkene som diskuteres i neste avsnitt.
<p class="jove_conten…Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbeidet ble støttet med tilskudd fra det amerikanske National Science Foundation (EAR-0920299 og EAR-0745808), US National Science Foundation Øst Asia og Stillehavet Summer Institutes, Geological Society of America Research Grant Program og Alumni Tilskudd til Graduate Forskning og stipend fra The Ohio State University. Vi vil gjerne takke redaktøren og to anonyme anmeldere for sine innsiktsfulle kommentarer.
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).
