Incorporação de parafina e corte fino de biofilmes microbianos colônia para análise microscópica

A maioria dos micróbios têm a capacidade de forma de biofilmes, comunidades de células realizaram em conjunto pelas matrizes de produção própria. Biofilmes podem ser cultivadas em muitos tipos de configurações físicas, com diferentes regimes de fornecimento de nutrientes e substrato. Ensaios específicos para a formação de biofilme tendem a produzir estruturas multicelulares reprodutíveis e arquiteturas comuns são observadas para espécies filogeneticamente diversos no nível macroscópico ou comunidade. Quando os micróbios são crescidos como colônias em meio sólido sob uma atmosfera, morfologia macroscópica transmite informações sobre a capacidade de produção de matriz e muitas vezes se correlaciona com outros traços ^1,2,3. A arquitetura interna das colónias microbianas também pode fornecer pistas sobre biofilme específico química e fisiologia, mas tem sido difícil de caracterizar. Recentes aplicações de técnicas de cryoembedding e cryosectioning de colônias bacterianas permitiram imaging e visualização de características específicas na resolução sem precedentes ^4,5,6. No entanto, estudos com tecido animal mostraram que parafina incorporação fornece superior preservação da morfologia quando comparado com o cryoembedding ⁷ e tem sido usado para visualizar as bactérias em tecidos ^8,9. Portanto, nós desenvolvemos um protocolo para fixação, incorporação de parafina e corte fino de biofilmes microbianos de colônia. Aqui, iremos descrever a preparação de Pseudomonas aeruginosa PA14 colônia-biofilme seções finas ^10,11, mas temos aplicado também com sucesso esta técnica de biofilmes formados pelas bactérias Pseudomonas synxantha, Bacillus subtilis, e Vibrio cholerae¹².

O processo de incorporação de parafina e fino-corte biofilmes segue uma lógica simples. Primeiro, os biofilmes são encerradas em uma camada de ágar para preservar a morfologia durante o processamento. Em segundo lugar, os biofilmes envolto estão submersas no fixador a macromoléculas crosslink e preservar a micromorfologia. Estes são então desidratados com álcool, limpo com um solvente apolar mais e em seguida infiltradas com cera de parafina líquida. Uma vez que se infiltrou, as amostras são incorporadas em blocos de cera para corte. Seções são cortadas, montadas em lâminas e depois reidratadas para devolvê-los para um estado mais nativo. A partir deste ponto, podem ser manchadas ou cobertos de meio de montagem para análise microscópica.

Este protocolo produz seções finas de biofilmes microbianos apropriados para análise histológica. Subestruturas de biofilme colônia são visíveis quando seções finas preparadas usando este método são imaginadas por microscopia de luz. Biofilmes também podem ser cultivadas em manchas de fluorescente contendo mídia específica para recursos individuais ou manchados na etapa de reidratação, imediatamente antes da montagem (etapas 9.5-9,6). Finalmente, os micróbios podem ser projetados para produzir proteínas fluorescentes de maneira constitutiva ou regulamentado permitindo em situ relatórios de célula distribuição ou gene expressão dentro dessas comunidades. Usamos esses métodos para determinar a profundidade de biofilme de colônia, distribuição de célula, distribuição da matriz, os padrões de crescimento e expressão gênica spatiotemporal.