Summary

在录制多细胞行为黏细菌生物膜,使用定时Microcinematography

Published: August 06, 2010
doi:

Summary

研究<em>黏细菌</em>群的行为,我们设计了一个时间推移microcinematography协议,可用于不同的检测修改。它采用的是标准的显微镜适应增长的条件下,使用价格低廉,可重复使用的硅胶垫片,并产生可重复的结果。我们已经用这种方法来量化的多细胞的趋化。

Abstract

δ- proteobacterium 黏细菌群包含数以百万计的细胞作为一个集体,协调运动通过一系列信号来创建复杂的,动态的模式,为应对环境线索。这些模式是自我组织和应急,他们无法通过观察单个细胞的行为的预测。使用时间推移microcinematography跟踪检测,我们确定了一个鲜明的新兴模式在M. xanthus所谓的趋化作用,作为一个群的定向运动了对营养 1梯度定义。

为了有效地表征microcinematography趋化通过时间推移,我们开发了一个高度修改板复杂(图1)和建造的8显微镜(图2),每一个能够捕捉时间推移视频集群。检测是严格的,足以让一致的,可量化的数据复制,产生的视频,让我们来观察和跟踪群行为的微妙变化。一旦捕捉到的视频转移到分析/存储计算机与足够的内存来处理和存储成千上万的视频。此设置的灵活性,已证明是有益的几个成员的M. xanthus社会。

Protocol

用品需要: Klett米移液器和提示 2.5毫升离心管离心 CTTYE媒体: Casitone 1.0%(DIFCO实验室),0.5%的酵母提取物(DIFCO实验室), 10.0毫米的Tris – HCl(pH值8.0),1.0毫米的KH 2 PO 4,硫酸镁 8.0毫米 TPM的媒体: 10.0毫米的Tris – HCl(pH值8.0),1.0毫米的KH 2 PO 4,硫酸镁 8.0毫米琼脂糖<li…

Discussion

定时microcinematography(TM)已经成为一个标准的方法来研究原核蠕动2-7。传统上,商标是由基板8-11使用滤纸芯,薄琼脂垫,或琼脂砖。这些方法是适当和符合成本效益的,使用时为一般细菌运动插图产生的图像序列。但是,如果图像序列的结果必须产生重复性好,定量严谨的数据,这些方法都是费时又有点不可靠。例如,人为错误造成的这些技术的变化可能导致各种各样的不准确?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

这项研究是由美国国家科学基金会职业奖(MCB – 0746066,转录激活,规范应急行为表征)RDW

我们非常感谢LJ希姆库斯,BS高盛,G.孙明扬,M.歌手,LG韦尔奇,KA的墨菲,有益的讨论和对稿件的意见和HG泰勒。

Materials

Material Name Type Company Catalogue Number Comment
1.0% Casitone   Difco Laboratories    
0.5% yeast extract   Difco Laboratories    
Micro-sampling pipette   Fisher    
100 μl glass disposable tip   Fisher    
2 x 2 cm, 0.5-mm-thick silicone rubber gasket   Grace Bio-Lab Inc.    

References

  1. Taylor, R. G., Welch, R. D. Chemotaxis as an emergent property of a swarm. J Bacteriol. 190, 6811-6816 (2008).
  2. Curtis, P. D., Taylor, R. G., Welch, R. D., Shimkets, L. J. Spatial Organization of Myxococcus xanthus During Fruiting Body Formation. J Bacteriol. 189, 9126-9130 (2007).
  3. Mignot, T., Merlie, J. P., Zusman, D. R. Regulated pole-to-pole oscillations of a bacterial gliding motility protein. Science. 310, 855-857 (2005).
  4. Stoodley, P., Hall-Stoodley, L., Lappin-Scott, H. M. Detachment surface migration, and other dynamic behavior in bacterial biofilms revealed by digital time-lapse imaging. Methods Enzymol. 337, 306-319 (2001).
  5. O’Toole, G., Kaplan, H. B., Kolter, R. Biofilm formation as microbial development. Annu Rev Microbiol. 54, 49-79 (2000).
  6. O’Toole, G. A., Kolter, R. Flagellar and twitching motility are necessary for Pseudomonas aeruginosa biofilm development. Mol Microbiol. 30, 295-304 (1998).
  7. Dalton, H. M., Poulsen, L. K., Halasz, P., Angles, M. L. Substratum-induced morphological changes in a marine bacterium and their relevance to biofilm structure. J Bacteriol. 176, 6900-6906 (1994).
  8. Dworkin, M., Eide, D. Myxococcus xanthus does not respond chemotactically to moderate concentration gradients. J Bacteriol. 154, 437-442 (1983).
  9. Dworkin, M. Tactic behavior of Myxococcus xanthus. J Bacteriol. 154, 452-459 (1983).
  10. Wu, S. S., Kaiser, D. Regulation of expression of the pilA gene in Myxococcus xanthus. J Bacteriol. 179, 7748-7758 (1997).
  11. Bustamante, V. H., Martínez-Flores, I., Vlamakis, H. C., Zusman, D. R. Analysis of the Frz signal transduction system of Myxococcus xanthus shows the importance of the conserved C-terminal region of the cytoplasmic chemoreceptor FrzCD in sensing signals. Mol Microbiol. 53, 1501-1513 (2004).

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Cite This Article
Taylor, R. G., Welch, R. D. Recording Multicellular Behavior in Myxococcus xanthus Biofilms using Time-lapse Microcinematography. J. Vis. Exp. (42), e2038, doi:10.3791/2038 (2010).

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