オーラルバイオフィルムの包括的、生化学的構造とトランスクリプトーム評価のための分析ツールボックスは、ミュータンス連鎖球菌によって仲介
Summary
歯の表面に形成されたバイオフィルムは非常に複雑で、そのアーキテクチャを調節する定数先天性および外因性の環境上の課題、、生理学およびトランスクリプトームにさらされている。我々は、バイオフィルムの研究の他の領域に適合させることができる口腔バイオフィルムの組成、構造、組織および遺伝子発現を調べるためにツールボックスを開発しました。
Abstract
バイオフィルムは、可変密度と組成物1、2の細胞外マトリックスにenmeshed微生物細胞の高度に動的な、組織的かつ構造化されたコミュニティです。一般的には、バイオフィルムは、細胞クラスター（またはmicrocolonies）と複雑な細胞外マトリックスで発生microcolonies、のさらなる発展と安定の形成に続いて表面に初期微生物付着から発生する。バイオフィルムの行列の港のexopolysaccharides（EPS）、および歯科バイオフィルムの大部分もその例外ではありません。特に主にミュータンス連鎖球菌3によって仲介されるカリエス病、関連付けられているもの。 EPSは、主に基板3としてスクロースを用いてグルコシルトランスフェラーゼなどの細胞外酵素、によって微生物（S.ミュータンス 、重要な貢献者）によって合成される。
歯の表面に形成されたバイオフィルムの研究は、特に口腔内で発生する複雑な食事療法 – ホスト – 微生物の相互作用に関連する環境上の課題への一定の暴露に起因し挑戦しています。これらの複雑な相互作用に応答して、よりよい行列の構造組織と構成の動的な変化の理解、生理学およびトランスクリプトーム/バイオフィルム細胞のプロテオームプロファイルは、さらに病原性を調節する方法口腔バイオフィルムの現在の知識を進めるだろう。したがって、我々は、データ解析のためのカスタムメイドのソフトウェアで一般に入手可能と斬新なテクニックを組み合わせることで、構造的、生化学的および分子レベルでのバイオフィルムの解析を容易にするための分析ツールボックスを開発しました。標準的な分析（比色アッセイ、RT -定量PCRとマイクロアレイ）と小説蛍光技術は、（細菌およびEPSの同時ラベリングのための）口腔バイオフィルム研究の複雑な性質に対処するためのデータ解析のための特定のソフトウェアに統合されました。
ツールボックスは4つの異なるが、相互接続手順（図1）で構成される：1）バイオアッセイ、2）生データの入力、3）データ処理、および4）データ分析。我々は、ツールボックスの有用性と柔軟性を実証するためのin vitroバイオフィルムモデルと特定の実験条件で私たちを使用していました。バイオフィルムモデルは、単純な再現性と複数である単一の実験で複製、同時に4を行うことができます。また、それにより時間的な評価、様々な微生物種の包含5と異なる実験条件の影響の評価（例えば治療6、ノックアウト変異体の比較対親株5;炭水化物の可用性7）。ここで、我々はマイクロアレイデータマイニング/組織（MDV）と蛍光イメージング解析（DUOSTAT）のための新しいソフトウェア（I）を含むツールボックスの2つの特定のコンポーネントを、説明、および（ii） その場 EPS標識に 。我々はまた、ツールボックスは、バイオフィルムの分析、データの編成、統合と解釈を支援する方法を示す実験ケースを提供しています。
Protocol
Discussion
本発表では、我々は、分析ツールボックス（EPS /細菌イメージングおよびマイクロアレイデータマイニング/処理）、システムに統合された種々のアッセイの汎用性と有用性の二つの重要な構成要素を示した。明らかに、ツールボックスは、in vitroモデルで使用して、異なる実験条件に対応してバイオフィルム生化学、アーキテクチャおよび遺伝子発現のさまざまな側面の包括的?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者らは、MDVの開発のための博士ゲイリー謝とハーバートリーに感謝します。我々はまた、博士に感謝します。シモーネドゥアルテ、ラミロ村田、在圭田、ジャクリーンのAbranches、およびツールボックスの分析コンポーネントの彼らの技術的および科学的貢献のためのさんステイシーグレゴワール。この研究は、歯科および顎顔面研究所の国立研究所からUSPHS研究助成金DE018023によって部分的にサポートされていました。
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Syto 9 | Invitrogen | S34854 | ||
| Syto 60 | Invitrogen | S11342 | ||
| Dextran conjugated alexa 647 | Invitrogen | D22914 | ||
| Olympus FV1000 two-photon laser scanning microscope | Olympus, Tokyo, Japan |
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