Summary

يعيش خلية Fluorescence مجهرية لمراقبة العمليات الأساسية أثناء نمو الخلايا الميكروبية

Published: November 24, 2017
doi:

Summary

فهم وظيفة العمليات الأساسية في البكتيريا هو التحدي. مجهر الأسفار مع صبغات محددة الهدف يمكن أن توفر أفكاراً رئيسية في تطور النمو ودورة الخلية الخلية الجرثومية. هنا، tumefaciens المتبعة بكتيريا نموذجي لتسليط الضوء على أساليب لتصوير الخلايا الحية لوصف العمليات الأساسية.

Abstract

العمليات الخلوية الأساسية مثل تكرار الحمض النووي، والعزل وتخليق البروتين وتخليق جدار الخلية الحيوي وانقسام الخلية تعتمد على وظيفة البروتينات التي ضرورية لبقاء البكتيرية. يمكن استخدام مجموعة من الأصباغ محددة الهدف كما المسابير لتحسين فهم هذه العمليات. التلوين بالأصباغ محبتين يتيح مراقبة بنية الغشاء، والتصور من الدهون ميكرودومينس، والكشف عن غشاء بليبس. يمكن أن تشير إلى استخدام الأحماض الأمينية فلوري د (فداس) للتحقيق في مواقع التركيب الحيوي peptidoglycan العيوب المحتملة في نشوء حيوي جدار الخلية أو الخلايا النمو الزخرفة. وأخيراً، يمكن أن تشير إلى بقع الحمض النووي العيوب المحتملة في فصل النسخ المتماثل أو صبغي الحمض النووي. الحمض النووي سينين البقع تسمية الخلايا الحية، وهي مناسبة للوقت الفاصل بين الفحص المجهري تمكن الملاحظات في الوقت الحقيقي مورفولوجية نوكليويد أثناء نمو الخلايا. يمكن تطبيق البروتوكولات لوسم الخلية على طفرات نضوب البروتين لتحديد العيوب في هيكل غشاء أو جدار الخلية نشوء حيوي أو العزل الصبغي. وعلاوة على ذلك، يمكن استخدام الوقت الفاصل بين الفحص المجهري لرصد التغييرات الشكلية بروتين ضروري إزالة، ويمكن أن توفر أفكاراً إضافية في وظيفة البروتين. على سبيل المثال، نتائج استنزاف البروتينات انقسام الخلية الأساسية في فيلامينتيشن أو المنطق التفريعي، بينما قد يؤدي استنفاد بروتينات الخلية نمو الخلايا لتصبح أقصر أو مستدير. هنا، يتم توفير بروتوكولات لنمو الخلايا، ووسم محددة الهدف، والوقت الفاصل بين الفحص المجهري لمسببات الأمراض النباتية البكتيرية tumefaciens المتبعة. معا، صبغات محددة الهدف والوقت الفاصل بين الفحص المجهري تمكن وصف العمليات الأساسية في tumefaciens أ. وأخيراً، يمكن سهولة تعديل البروتوكولات المقدمة للتحقيق في العمليات الأساسية في بكتيريا أخرى.

Introduction

ويتطلب التقدم خلال دورة الخلية البكتيرية تنسيق العديد من العمليات بما في ذلك تخليق جدار الخلية والغشاء الحيوي وتكرار الحمض النووي والعزل، وانقسام الخلايا. لنفهم تماما تعقيد بيولوجيا الخلايا البكتيرية، من الضروري دراسة هذه الأحداث الأساسية؛ ومع ذلك، هذا مهمة غير عادية منذ صلاحية خلية للخطر عندما يتم موتاجينيزيد المكونات الرئيسية لهذه المسارات. ابيفلوريسسينسي المجهري مقترنة بالأصباغ محددة الهدف نهج قوية للتحقيق في هذه العمليات الأساسية في wildtype والسلالات البكتيرية المسخ.

الأصباغ بيبتيدوجليكان محددة تشمل المضادات الحيوية الفلورسنت (فانكوميسين-فلوريدا، فلوريدا بوسيلين) والأحماض الأمينية فلوري د (على سبيل المثال، 7-هيدروكسيكومارين-3-كاربوكسيليك حمض-3-أمينو-د-ألانين، الهدا؛ 4-chloro-7-nitrobenzofurazan-3-amino-د-ألانين ، ندى؛ تيتراميثيلرهوداميني-3-أمينو-د-ألانين؛ الأنشطة الإرهابية والتخريبية). في بكتيريا إيجابية، تم استخدام التركيزات المقاسة من الفلورسنت النظير المضادات الحيوية للتحقيق في مواقع من peptidoglycan الحيوي استراتيجية فعالة للكشف عن أنماط peptidoglycan الإدراج1،2، 3،4. بينما وسم فانكومايسين الفلورية قد استخدمت لاكتساب نظرة ثاقبة peptidoglycan أنماط الإدراج في بكتيريا سلبية الغرام الثابتة5، الغشاء الخارجي يوفر عموما نفاذية حاجز الذي يمنع استخدام فلوري المضادات الحيوية مجس تخليق peptidoglycan الحيوي في الخلايا الحية. وفي المقابل، نبضات قصيرة من الأحماض الأمينية فلوري د أو الأحماض الأمينية د مع المجموعات الوظيفية بيورثوجونال تساهمي تسمية مناطق الإدراج peptidoglycan الأخيرة في مجموعة واسعة من الخلايا البكتيرية الحية6،7. وتشمل أنماط الإدراج peptidoglycan التي لوحظت مع الأحماض الأمينية د الاصطناعية الشروريه والحاجز (الإشريكيّة القولونية و نجحت Bacillus)، القطبية والحاجز (tumefaciens المتبعة و الليستريه المستوحدة)، الحاجز فقط (المكوّرات العنقودية الذهبية)، وقمي (فنزويلا متسلسلة)6،7. هذه الملاحظات تشير إلى أن البكتيريا معرض أنماط متنوعة من نشوء حيوي جدار الخلية وأن استخدام الأحماض الأمينية د الاصطناعية كمجسات لدراسة الزخرفة النمو قيمة استراتيجية في العديد من البكتيريا.

وتشمل الأصباغ التي تسمية الكروموسومات البكتيرية الموثق الاخدود ثانوية محددة الحمض الخلوي الصبغي (DNA) (4,6-دياميدينو-2-فينيليندولي؛ DAPI) والأصباغ سينين تقارب عالية (الأخضر والبرتقالي؛ انظر قائمة المواد). DAPI تلطيخ الخلايا الثابتة ويساعد في تعداد البكتيريا من عينات بيئية8، بينما DAPI تلطيخ الخلايا الحية تستخدم للإشارة إلى بقاء البكتيرية9. وفي المقابل، سينين الأصباغ مثل البرتقالي والأخضر كثيرا ما يوصف بغشاء الخلية “ميتة” إيمبيرمينت البقع تعداد الخلايا غير قابل للحياة9. بشكل ملحوظ، عندما يتم استخدام هذه الكواشف للتحقيق مورفولوجية نوكليويد البكتيرية أثناء نمو الخلايا، DAPI والبرتقالي، والأخضر كانت كلها تبين أن غشاء بيرمينت وقادرة على تسمية الخلايا الحية10. تعيش خلايا كولاي , DAPI تلطيخ الحمض النووي يظهر منتشر بسبب السيارات-الأسفار من السيتوبلازم والتعرض المتكرر من الخلايا DAPI الملون للأشعة فوق البنفسجية (الأشعة فوق البنفسجية) إزعاجا هيكل نوكليويد10. كولاي المصبوغة أو باء-نجحت مع أورانج يكشف أن هذه الصبغة غشاء بيرمينت ويوفر fluorescence طويلة الأمد عند ربط الحمض النووي في الخلايا الحية دون التأثير على نمو الخلايا أو تكرار الحمض النووي الصبغي العزل10 . هذه الملاحظات تشير إلى أنه يمكن استخدام الأصباغ سينين الحمض النووي لرصد مورفولوجية نوكليويدس أثناء نمو الخلية في العديد من البكتيريا.

فوسفوليبيدسبيسيفيك ستريل الأصباغ مثل N-(3-triethylammoniumpropyl)-4-(6-(4-(diethylamino) فينيل) هيكساترينيل) dibromide بيريدينيوم (4-64؛ انظر قائمة المواد) هي مركبات الأيوني والمنتسبين تفضيلي مع اتهم سلبا فوسفوليبيدات مثل كارديوليبين وفوسفاتيديلجليسيرول11. ولوحظت أنماط متميزة عندما يتم استخدام 4-64 لتسمية غشاء البكتيريا المختلفة. في الإشريكيّة القولونية، 4-64 المخصب في القطبين، في عصابات على طول الجدار الجانبي، وفي مواقع شعبة في وقت متأخر بريديفيسيونال الخلايا12. نجحت عصية، وسم 4-64 يمكن التصور من الدهن اللوالب13. في tumefaciens المتبعة، 4-64 تسميات الغشاء الخارجي، ومن الملاحظ في نمط مميز “حدوة” الذي القطب النمو خالية من العلامات14،15. هذه الملاحظات تشير إلى أن هذه البكتيريا يحمل توزيعات دهن غير متجانسة بسبب الوجود الدهون المجالات التي تسهم في عدم التناظر الخلوية. التغيرات في أنماط 4-64 وضع العلامات مثل وجود وسم منتشر، بليبس أو حويصلات أو إينفاجينيشنز أو انكماش الغشاء يمكن أن تكون مفيدة في وصف طفرات التي تؤثر على توزيع أو تخليق الحيوي من الدهون.

وراء تلطيخ الخلايا، من الضروري تحديد وظيفة البروتينات المشاركة في العمليات الأساسية. توصيف البروتينات الأساسية صعبة من الناحية الفنية لأنه ليس من الممكن حذف الجينات الأساسية ودراسة آثار المظهرية. وهكذا ظهرت النهج البديلة المستنفدة للبروتين. على سبيل المثال، يمكن وضع جينات أساسية الخاضعة لسيطرة مروج إيندوسيبلي بدلاً من المروج الأصلي لها. إيندوسيبلي المروجين استجابة لجزيئات صغيرة مثل؛ الزنك16، الأيزوبروبيل β-د-1-ثيوجالاكتوبيرانوسيدي (إيبتج)17،18،19،،من2021، أرابينوز22،23من فانيلاتي17،، و xylose23، وبالتالي يتوقف نسخ الجينات المستهدفة ونفاد بروتين الفائدة عند إزالة محفز. وتشمل النهج البديلة المستنفدة للبروتينات الأساسية التي تهم ريبوسويتشيس الاصطناعية24 التي تستخدم تفاعلات الجزيئات الصغيرة-الجيش الملكي النيبالي لعرقلة نسخ جينات المستهدفة، كريسبر تدخل25،26 لمنع النسخ من الجينات المستهدفة، والبروتين إيندوسيبلي تدهور27،28 التي تستخدم علامات الببتيد للبروتينات المستهدفة للتدهور بحوزتي كلبكسب. توفير سلالات استنفاد سوى وقت قصير لتوصيف قبل الخلايا تفقد السلامة، ولذلك، التصوير المجهري للخلايا على مر الزمن من خلال استنزاف البروتين نهج قوية لتوصيف. في الواقع، والفحص المجهري للخلايا البكتيرية الحية مكن الباحثين اكتساب نظرة ثاقبة العمليات البيولوجية الأساسية، بما في ذلك الآليات للمحافظة على شكل الخلية وإفراز تجزئة29.

A. tumefaciens هو مسببات الأمراض النباتية البكتيرية30 و31،الهندسة الوراثية الطبيعية32. وهكذا، الآليات ذات الصلة بالقدرة الإمراضية، بما في ذلك المضيف الممرض التفاعلات33،،من3435وإفراز36المضيف تحويل30،31، 37 قد تم التحقيق على نطاق واسع. لتصميم استراتيجيات لمنع المرض A. tumefaciens بوساطة أو تعزيز التحول النبات، العمليات الأساسية لبقاء A. tumefaciens بحاجة إلى فهم أفضل. استخدام الأصباغ محددة الهدف وتطوير استراتيجية استنزاف البروتين A. tumefaciens18 الأخيرة توفر وسيلة للتحقيق في العمليات الأساسية.

هنا، يتم توفير بروتوكولات مفصلة للتحليل المجهري سلالات نضوب wildtype والمسخ والبروتين من توميفاسينس أ . البروتوكولين الأول والثاني وصف كيفية إعداد الخلايا وتسميتها بالأصباغ محددة الهدف. ويوفر البروتوكول الثالث توجيهات خطوة بخطوة لإعداد منصات [اغروس] (الشكل 1)، وتصوير الخلايا البكتيرية (الشكل 2، الشكل 3، الشكل 4). قد تكون هذه البروتوكولات أيضا مناسبة للبكتيريا الأخرى مع إجراء تعديلات إضافية لمراعاة ظروف وسائل الإعلام المختلفة ومعدلات النمو ومتطلبات الأكسجين والهياكل الخلية.

Protocol

1-نمو سلالات A. tumefaciens استزراع سلالات A. tumefaciens استخدام تلميح عصا أو بيبيت خشبية عقيمة لتطعيم 1 مل وسائط النمو أتجن (انظر قائمة المواد للوصفة) مع مستعمرة واحدة من السلالة المرغوبة.ملاحظة: لسلالات استنفاد A. tumefaciens ، أتجن ينبغي أن تتضمن 1 مم إيبتج كمحفز الحفاظ…

Representative Results

وسم من wildtype محددة الهدف A. tumefaciens الخلايابغية توضيح ذلك مورفولوجيا الخلايا لا تتأثر خطوات الغسيل أو المعاملة مع [دمس] 1% (والذي يستخدم لتخفيف الأصباغ الفلورية)، تم تصويرها الخلايا مباشرة من الثقافة (الشكل 2A، الفريق أقصى ال…

Discussion

يحتوي هذا البروتوكول على سلسلة من الإجراءات لتحقيق سلالات A. tumefaciens wildtype والمسخ، ونضوب. تجدر الإشارة إلى أن جميع الإجراءات المدرجة في قسم البروتوكول يمكن أن يسهل تكييفها للسلالات البكتيرية الأخرى مع تعديلات إضافية لمراعاة وسائط النمو ودرجات الحرارة، ومعدلات النمو.

اس?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

ونحن نشكر مايكل فانيووينهزي (جامعة إنديانا) لهدية فداس المستخدمة في الشكل 2 و الشكل 4. ونشكر أعضاء المختبر براون للتغذية المرتدة أثناء إعداد هذه المخطوطة. البحث في مختبر براون على شعبة ونمو الخلايا A. tumefaciens معتمد من قبل “المؤسسة الوطنية للعلوم” (IOS1557806).

Materials

Bacterial Strains
Agrobacterium tumefaciens C58 ATCC 33970 Watson B, Currier TC, Gordon MP, Chilton MD, Nester EW. 1975. Plasmid required for virulence of Agrobacterium tumefaciens. J Bacteriol 123:255-264.
Agrobacterium tumefaciens C58ΔtetRA::mini-Tn7T-GM-Ptac-ctrA ΔctrA Figueroa-Cuilan W, Daniel JJ, Howell M, Sulaiman A, Brown PJB. 2016. Mini-Tn7 insertion in an artificial attTn7 site enables depeltion of the essentail master regulator CtrA in the phytopathogen Agrobacterium tumefaciens. Appl Environ Microbiol. 82:5015-5025.
Name Company Catalog Number Comments
Media Components
ATGN Minimal Medium To 1 L of sterilized water add 50 ml 20X Buffer, 50 ml 20X Salts, 12.5 ml 40% glucose. For plates, add 15 g Bacto Agar to 1 L of water and autoclave. Cool to 55 °C and add 50 ml 20X Buffer, 50 ml 20X Salts, 12.5 ml 40% glucose.
20X AT Buffer Add 214 g/L KH2PO4 to water and adjust pH to 7.0 with sodium hydroxide. Autoclave.
NaOH Fisher BioReagents BP359
KH2PO4 Fisher Chemical P288
20X AT Salts Add 40 g/L (NH4)2SO4, 3.2 g/L MgSO4•7H2O, 0.2 g/L CaCl2•2H2O, and 0.024 g/L MnSO4•H2O to water. Autoclave.
(NH4)2SO4 Fisher Chemical A701
MgSO4•7H2O Fisher BioReagents BP213
CaCl2•2H2O Fisher BioReagents BP510
MnSO4•H2O Fisher Chemical M114
Glucose Fisher Chemical D16 Prepare 40% stock in water. Filter sterilize.
Bacto Agar Fisher BioReagents BP1423 Add 15 g to 1 L of water when preparing plates.
Name Company Catalog Number Comments
Optional Media Additives
Kanamycin GoldBio K-120 Prepare as a 100 mg/ml stock solution in water and filter sterilize. Use at final concentration of 200 µg/ml.
IPTG GoldBio I2481C5 Prepare as a 1 M stock solution in water and filter sterilize. Use at final concentration of 1 mM as needed for induction.
Name Company Catalog Number Comments
Microscopy Materials
Microscope Slides Fisherbrand 12-550D 25 X 75 X 1.0 mm. Clean with Sparkle glass cleaner.
Microscope Cover Glass Fisherbrand 12-541-B 22 X 22 mm. No. 1.5. Clean with Sparkle glass cleaner.
Sparkle Glass Cleaner Home Depot 203261385 Ammonia and alcohol free.
Ultra Pure Agarose Invitrogen 16500-100 Add to water, PBS, or media to a final concentration of 1 – 1.5%. Melt in microwave and place on 70 C
PBS Fisher BioReagents BP399500 10X solution to be diluted to 1X with sterile water.
Parafilm Bemis PM-999 Laboratory film used as gasket in agarose pad preparation.
VALAP Add equal weights of lanolin, parafin wax, and petroleum jelly to a conical tube. Heat tube in 70 °C dry, bead or water bath to melt and mix. Apply VALAP while still molten.
Lanolin Butter SAAQIN SQ-LAB-R1
Petroleum Jelly Target Corp. 06-17644
Paraffin Wax Crafty Candles 263012
Name Company Catalog Number Comments
Target-specific dyes
DMSO Fisher BioReagents BP231-1 Use to dilute stock solutions of dyes as needed.
FDAAs (NADA, HADA,TADA) FDAAs can be synthesized or acquired through agreement with Mike VanNieuwenhze (Indiana University). Prepare 100 mM stock solution in DMSO. Use at a final concentration of 5 mM.
DAPI ThermoFisher Scientific 62247 Prepare 1 mg/ml stock solution in DMSO. Use at final concentration of 1 µg/ml.
SYTOX Orange Nucleic Acid Stain Invitrogen S11368 Stock concentration is 5 mM in DMSO. Use at final concentration of 5 µM.
FM4-64 Invitrogen T3166 Prepare 8 mg/ml stock solution in DMSO. Use at final concentration of 8 µg/ml.
Name Company Catalog Number Comments
Equipment
Dry bath Sheldon Manufacturing, Inc. 52120-200
Metallic thermal beads Lab Armor 42370-002
Epifluorescence microscope equipped with an EMCDD camera Nikon Eclipse TiE equipped with a QImaging Rolera em-c2 1K electron-multiplying charge-coupled-device (EMCCD) camera is used in this work.

References

  1. Daniel, R. A., Errington, J. Control of cell morphogenesis in bacteria: two distinct ways to make a rod-shaped cell. Cell. 113 (6), 767-776 (2003).
  2. Tiyanont, K., et al. Imaging peptidoglycan biosynthesis in Bacillus subtilis with fluorescent antibiotics. Proc Natl Acad Sci U S A. 103 (29), 11033-11038 (2006).
  3. Turner, R. D., et al. Peptidoglycan architecture can specify division planes in Staphylococcus aureus. Nat Commun. 1, 26 (2010).
  4. Wheeler, R., Mesnage, S., Boneca, I. G., Hobbs, J. K., Foster, S. J. Super-resolution microscopy reveals cell wall dynamics and peptidoglycan architecture in ovococcal bacteria. Mol Microbiol. 82 (5), 1096-1109 (2011).
  5. Turner, R. D., Hurd, A. F., Cadby, A., Hobbs, J. K., Foster, S. J. Cell wall elongation mode in Gram-negative bacteria is determined by peptidoglycan architecture. Nat Commun. 4, 1496 (2013).
  6. Kuru, E., et al. In Situ probing of newly synthesized peptidoglycan in live bacteria with fluorescent D-amino acids. Angew Chem Int Ed Engl. 51 (50), 12519-12523 (2012).
  7. Siegrist, M. S., et al. (D)-Amino acid chemical reporters reveal peptidoglycan dynamics of an intracellular pathogen. ACS Chem Biol. 8 (3), 500-505 (2013).
  8. Kepner, R. L., Pratt, J. R. Use of fluorochromes for direct enumeration of total bacteria in environmental samples: past and present. Microbiol Rev. 58 (4), 603-615 (1994).
  9. Johnson, M. B., Criss, A. K. Fluorescence microscopy methods for determining the viability of bacteria in association with mammalian cells. J Vis Exp. (79), (2013).
  10. Bakshi, S., et al. Nonperturbative imaging of nucleoid morphology in live bacterial cells during an antimicrobial peptide attack. Appl Environ Microbiol. 80 (16), 4977-4986 (2014).
  11. Barak, I., Muchova, K. The role of lipid domains in bacterial cell processes. Int J Mol Sci. 14 (2), 4050-4065 (2013).
  12. Fishov, I., Woldringh, C. L. Visualization of membrane domains in Escherichia coli. Mol Microbiol. 32 (6), 1166-1172 (1999).
  13. Barak, I., Muchova, K., Wilkinson, A. J., O’Toole, P. J., Pavlendova, N. Lipid spirals in Bacillus subtilis and their role in cell division. Mol Microbiol. 68 (5), 1315-1327 (2008).
  14. Cameron, T. A., Anderson-Furgeson, J., Zupan, J. R., Zik, J. J., Zambryski, P. C. Peptidoglycan synthesis machinery in Agrobacterium tumefaciens during unipolar growth and cell division. MBio. 5 (3), e01219 (2014).
  15. Zupan, J. R., Cameron, T. A., Anderson-Furgeson, J., Zambryski, P. C. Dynamic FtsA and FtsZ localization and outer membrane alterations during polar growth and cell division in Agrobacterium tumefaciens. Proc Natl Acad Sci U S A. 110 (22), 9060-9065 (2013).
  16. Eberhardt, A., Wu, L. J., Errington, J., Vollmer, W., Veening, J. W. Cellular localization of choline-utilization proteins in Streptococcus pneumoniae using novel fluorescent reporter systems. Mol Microbiol. 74 (2), 395-408 (2009).
  17. Iniesta, A. A., Garcia-Heras, F., Abellon-Ruiz, J., Gallego-Garcia, A., Elias-Arnanz, M. Two systems for conditional gene expression in Myxococcus xanthus inducible by isopropyl-beta-D-thiogalactopyranoside or vanillate. J Bacteriol. 194 (21), 5875-5885 (2012).
  18. Figueroa-Cuilan, W., Daniel, J. J., Howell, M., Sulaiman, A., Brown, P. J. Mini-Tn7 Insertion in an Artificial attTn7 Site Enables Depletion of the Essential Master Regulator CtrA in the Phytopathogen Agrobacterium tumefaciens. Appl Environ Microbiol. 82 (16), 5015-5025 (2016).
  19. Jacob, F., Monod, J. Genetic regulatory mechanisms in the synthesis of proteins. J Mol Biol. 3, 318-356 (1961).
  20. Khan, S. R., Gaines, J., Roop, R. M., Farrand, S. K. Broad-host-range expression vectors with tightly regulated promoters and their use to examine the influence of TraR and TraM expression on Ti plasmid quorum sensing. Appl Environ Microbiol. 74 (16), 5053-5062 (2008).
  21. Yansura, D. G., Henner, D. J. Use of the Escherichia coli lac repressor and operator to control gene expression in Bacillus subtilis. Proc Natl Acad Sci U S A. 81 (2), 439-443 (1984).
  22. Guzman, L. M., Belin, D., Carson, M. J., Beckwith, J. Tight regulation, modulation, and high-level expression by vectors containing the arabinose PBAD promoter. J Bacteriol. 177 (14), 4121-4130 (1995).
  23. Thanbichler, M., Iniesta, A. A., Shapiro, L. A comprehensive set of plasmids for vanillate- and xylose-inducible gene expression in Caulobacter crescentus. Nucleic Acids Res. 35 (20), e137 (2007).
  24. Topp, S., et al. Synthetic riboswitches that induce gene expression in diverse bacterial species. Appl Environ Microbiol. 76 (23), 7881-7884 (2010).
  25. Peters, J. M., et al. A Comprehensive, CRISPR-based Functional Analysis of Essential Genes in Bacteria. Cell. 165 (6), 1493-1506 (2016).
  26. Qi, L. S., et al. Repurposing CRISPR as an RNA-guided platform for sequence-specific control of gene expression. Cell. 152 (5), 1173-1183 (2013).
  27. Griffith, K. L., Grossman, A. D. Inducible protein degradation in Bacillus subtilis using heterologous peptide tags and adaptor proteins to target substrates to the protease ClpXP. Mol Microbiol. 70 (4), 1012-1025 (2008).
  28. McGinness, K. E., Baker, T. A., Sauer, R. T. Engineering controllable protein degradation. Mol Cell. 22 (5), 701-707 (2006).
  29. Schneider, J. P., Basler, M. Shedding light on biology of bacterial cells. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 371 (1707), (2016).
  30. Escobar, M. A., Dandekar, A. M. Agrobacterium tumefaciens as an agent of disease. Trends Plant Sci. 8 (8), 380-386 (2003).
  31. Gelvin, S. B. Agrobacterium-mediated plant transformation: the biology behind the “gene-jockeying” tool. Microbiol Mol Biol Rev. 67 (1), 16-37 (2003).
  32. Nester, E. W. Agrobacterium: nature’s genetic engineer. Front Plant Sci. 5, 730 (2014).
  33. Imam, J., Singh, P. K., Shukla, P. Plant Microbe Interactions in Post Genomic Era: Perspectives and Applications. Front Microbiol. 7, 1488 (2016).
  34. Subramoni, S., Nathoo, N., Klimov, E., Yuan, Z. C. Agrobacterium tumefaciens responses to plant-derived signaling molecules. Front Plant Sci. 5, 322 (2014).
  35. Yuan, Z. C., Williams, M. A really useful pathogen, Agrobacterium tumefaciens. Plant Cell. 24 (10), (2012).
  36. Alvarez-Martinez, C. E., Christie, P. J. Biological diversity of prokaryotic type IV secretion systems. Microbiol Mol Biol Rev. 73 (4), 775-808 (2009).
  37. Pitzschke, A. Agrobacterium infection and plant defense-transformation success hangs by a thread. Front Plant Sci. 4, 519 (2013).
  38. Kuru, E., Tekkam, S., Hall, E., Brun, Y. V., Van Nieuwenhze, M. S. Synthesis of fluorescent D-amino acids and their use for probing peptidoglycan synthesis and bacterial growth in situ. Nat Protoc. 10 (1), 33-52 (2015).
  39. Curtis, P. D., Brun, Y. V. Identification of essential alphaproteobacterial genes reveals operational variability in conserved developmental and cell cycle systems. Mol Microbiol. 93 (4), 713-735 (2014).
  40. Kim, J., Heindl, J. E., Fuqua, C. Coordination of division and development influences complex multicellular behavior in Agrobacterium tumefaciens. PLoS One. 8 (2), e56682 (2013).
  41. Jong, I. G., Beilharz, K., Kuipers, O. P., Veening, J. W. Live Cell Imaging of Bacillus subtilis and Streptococcus pneumoniae using Automated Time-lapse Microscopy. J Vis Exp. (53), (2011).
  42. Turnbull, L., et al. Super-resolution imaging of the cytokinetic Z ring in live bacteria using fast 3D-structured illumination microscopy (f3D-SIM). J Vis Exp. (91), e51469 (2014).
  43. Zeng, L., Golding, I. Following cell-fate in E. coli after infection by phage lambda. J Vis Exp. (56), e3363 (2011).
  44. Brown, P. J., et al. Polar growth in the Alphaproteobacterial order Rhizobiales. Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (5), 1697-1701 (2012).
check_url/56497?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Howell, M., Daniel, J. J., Brown, P. J. Live Cell Fluorescence Microscopy to Observe Essential Processes During Microbial Cell Growth. J. Vis. Exp. (129), e56497, doi:10.3791/56497 (2017).

View Video