אוסף, בידוד והעשרה של חיידקים המתרחשים באופן טבעי מMagnetotactic הסביבה
Summary
אנחנו מדגימים את שיטה לאיסוף חיידקי magnetotactic (MTB) שניתן להחיל על מים הטבעיים. MTB יכול להיות מבודד ומועשר מדגימות משקעות באמצעות התקנה פשוטה יחסית שמנצלת את המגנטיות הטבעית של החיידקים. המבודד MTB אז ניתן לבחון בפירוט שימוש באור ומיקרוסקופ אלקטרונים.
Abstract
חיידקי Magnetotactic (MTB) הם מיקרואורגניזמים ימיים שקודם תוארו בעיקר בשנת 1975 1 מ דגימות משקעות שנאספו בביצות מלח של מסצ'וסטס (ארה"ב). מאז MTB התגלה במים ומרובדת משקעי עמודות מכל רחבי העולם 2. תכונה אחת משותפת לכל MTB היא שהם מכילים magnetosomes, שהם nanocrystals תאי, קרום בכריכה מגנטית של מגנטיט (3 Fe O 4) ו / או greigite (3 Fe S 4) או שניהם 3, 4. בחצי הכדור הצפוני, MTB נמשכים בדרך כלל לקצה הדרומי של מגנט לבר, ואילו בחצי הכדור הדרומיים שהם בדרך כלל נמשכים לקצה הצפוני של מגנט 3,5. מאפיין זה יכול להיות מנוצל בעת ניסיון לבודד MTB מדגימות סביבתיות.
אחת הדרכים הנפוצות ביותר למעשירים MTB הוא להשתמש במכל פלסטיק שקוף כדי לאסוף משקעים ומים ממקור טבעי,כגון ברכת מים מתוקים. בחצי הכדור הצפוני, בקצה הדרומי של מגנט בר ממוקם על החלק החיצוני של המכל בדיוק מעל המשקעים בממשק משקעי מים. לאחר זמן מה, החיידקים ניתן להסירו מהצד הפנימי של המכל ליד המגנט עם פיפטה והעשירו עוד יותר על ידי שימוש במסלול מירוצי נימים 6 ומגנט. ברגע שהתעשר, החיידקים יכולים להיות ממוקמים בשקופית מיקרוסקופ באמצעות שיטת טיפה תלויה ונצפה במיקרוסקופ אור או שהופקד על רשת נחושת ונצפה באמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני הילוכים (TEM).
באמצעות שיטה זו, מבודד MTB ניתן ללמוד מיקרוסקופי כדי לקבוע מאפיינים כגון שחי התנהגות, סוג ומספר שוטונים, מורפולוגיה תא של התאים, הצורה של הגבישים המגנטיים, מספר magnetosomes, מספר רשתות magnetosome בכל תא, ההרכב של את גבישי nanomineral ונוכחות וקואולות תאית.
Protocol
Representative Results
Discussion
חיידקי Magnetotactic לא נמצאים בהכרח בכל סביבה מימית 8 אבל כאשר הם עושים להתרחש, ניתן למצוא אותם בצו של 100 – 1000 תאים למ"ל 2. כדי לצפות בMTB באמצעות מיקרוסקופיה אופטית, תצטרך כ 50 חיידקים / מ"ל במדגם שלך 8. אם אין או מעטי MTB בדוגמא שלך, אז אתה גם צריך לבחור אתר סב?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי מענקים מקרן המדע הלאומי האמריקנית (EAR-0920299 וEAR-0745808); קרן המדע הלאומי של ארה"ב למזרח אסיה ומכונה קיץ פסיפיק; החברה הגיאולוגית של אמריקה תכנית מענק מחקר והמענקים בוגר למחקר ומלגות למוסמכים מאוניברסיטת אוהיו. ברצוננו להודות לעורך ושני בודקי אנונימיים להערות תובנה שלהם.
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 |
References
- 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).
