Summary

ビブリオ・フィシェリ・アイシス間の競争的相互作用を定量化するためのコインキュベーション・アッセイ

Published: July 22, 2019
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Summary

細菌は、細菌間の競争に従事するための多様なメカニズムをコードします。ここでは、細菌単離物間の競合相互作用を特徴付け、それらが混合集団の空間構造にどのように影響するかを特徴付ける培養ベースのプロトコルを提示する。

Abstract

この原稿は、2つの細菌集団間の競合相互作用を検出し特徴付けるための培養ベースのコインcubationアッセイについて説明する。この方法は、各集団の選択と視覚的判別のための明確な抗生物質耐性能力と蛍光タンパク質をそれぞれ差別化してタグ付けすることを可能にする安定したプラスミドを採用しています。ここでは、競合するビブリオ・フィシェリ株の調製とコインキュベーション、蛍光顕微鏡イメージング、および定量データ解析について説明する。このアプローチは簡単で、迅速な結果をもたらし、ある集団が別の集団の増殖を殺すか阻害するか、また、競合が拡散性分子を介して媒介されるか、または直接細胞間接触を必要とするかを決定するために使用することができます。各細菌集団は異なる蛍光タンパク質を発現するので、アッセイは混合コロニー内の競合する集団の空間的な判別を可能にする。記載された方法は、この種に最適化された条件を用いて共生細菌V.fischeriで行われるが、プロトコルは、ほとんどの培養可能な細菌単離物に適応することができる。

Introduction

この原稿は、2つの細菌単離物が競合相互作用が可能であるかどうかを決定する培養ベースの方法を概説する。混合集団を研究する場合、細菌単離物がどの程度相互作用するか、特に分離分離が干渉メカニズムを介して直接競合しているかどうかを評価することが重要です。干渉競争とは、1 つの集団が直接成長を阻害したり、競合する集団1を殺したりする相互作用を指します。これらの相互作用は、微生物コミュニティの構造と機能2、3に大きな影響を及ぼす可能性があるため、識別することが重要です。

微生物競争のメカニズムは、宿主関連細菌と自由生殖細菌4、5、6、7、および両方を含む多様な環境からの細菌のゲノムで広く発見されている。 8,9.殺菌化学物質1、12、分泌抗菌ペプチド13などの拡散性メカニズムを含む様々な競争戦略が記載されている10、11 阻害エフェクターを標的細胞に移すために細胞接触を必要とする接触依存性機構と同様に、9,14,15,16,17 、18.

培養ベースのコインキュベーションは微生物学5、8、19で一般的に使用されていますが、この原稿は、アッセイを使用して競争のメカニズムを特徴付ける方法と適応のための提案を概説しています。他の細菌種と使用するためのプロトコル。さらに、この方法では、競合インタラクションの性質に関するさまざまな質問に答えるために、データを分析および提示するための複数のアプローチについて説明します。ここで説明する技術は、以前にコビオビブリオ・フィシェリ細菌19の共生性対称的競争の根底にある細菌間殺菌機構を同定するために用いられたが、それらは、それらのために適している環境分離物およびヒト病原体を含む多くの細菌種は、接触依存性および拡散性の両方の競争メカニズムを評価するために利用することができる。プロトコルのステップは、他の細菌種の最適化を必要とする場合があります。より多くのモデルシステムが異なる種型10、16、20、21を含むように同種生物の使用を超えて研究を拡大していることを考えると、この方法は貴重な資源となるでしょう。競争が多重株や多種系に与える影響を理解しようとする研究者のために。

Protocol

1. コインキューベーション用の菌株を準備する コインベキュートアッセイ中に細菌競争の標的となる適切な基準株を選択します。参照ひずみの選択時のベスト プラクティスと、参照ひずみが結果に与える影響については、「ディスカッション」を参照してください。このプロトコルでは、V.fischeri株ES114が基準株として機能する。 コインの中の分離物…

Representative Results

細菌集団間の競合相互作用を評価するために、V.fischeri用に最適化されたコインcubationアッセイプロトコルが開発され、最適化された。この方法は、抗生物質耐性遺伝子および蛍光タンパク質をコードする安定したプラスミドを利用し、各株の差異選択および視覚的判別を可能にする。コインベーションアッセイから収集したデータを分析することで、相互作用?…

Discussion

上記のコインcubationアッセイは、細菌間の競合を発見するための強力な方法を提供する。このアプローチは、V.fischeri分離と競争メカニズム19の特性特性間の特異的競争の同定を可能にした。記載された方法は海洋細菌V.フィシェリ用に最適化されたが、臨床および環境分離を含む他の細菌種に対応するように容易に改変することができる。競争メカニズムは、多…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

私たちは、彼らの有用なフィードバックのためのレビュー担当者に感謝したいと思います。A.N.S.は、ライフサイエンス研究財団への助成金GBMF 255.03を通じてゴードンとベティムーア財団によって支援されました。

Materials

1.5 mL Microcentrifuge Tubes Fisher 05-408-129
10 μL multichannel pipette
100 μL multichannel pipette
300 μL multichannel pipette
10 μL single channel pipette
20 μL single channel pipette
200 μL single channel pipette
1000 μL single channel pipette
24-well plates Fisher 07-200-84 sterile with lid
96-well plates VWR 10062-900 sterile with lid
Calculator
Chloramphenicol Sigma C0378 stock (20 mg/mL in Ethanol); final concentration in media (2 μg /mL LBS)
Fluorescence dissecting microscope with camera and imaging software
forceps Fisher 08-880
Kanamycin Sulfate Fisher BP906-5 stock (100 mg/mL in water, filter sterilize); final concentration in media (1 μg/mL LBS)
Nitrocellulose membrane (FS MCE, 25MM, NS) Fisher SA1J788H5 0.22 μm nitrocellulose membrane (pk of 100)
petri plates Fisher FB0875713 sterile with lid
Spectrophotometer
Semi-micro cuvettes VWR 97000-586
TipOne 0.1-10 μL starter system USA Scientific 1111-3500 10 racks
TipOne 200 μL starter system USA Scientific 1111-500 10 racks
TipOne 1000 μL starter system USA Scientific 1111-2520 10 racks
Vortex
Name Company Catalog Number Comments
LBS media
1M Tris Buffer (pH ~7.5) 50 mL 1 M stock buffer (62 mL HCl, 938 mL DI water, 121 g Trizma Base)
Agar Technical Fisher DF0812-17-9 15 g (Add only for plates)
DI water 950 mL
Sodium Chloride Fisher S640-3 20 g
Tryptone Fisher BP97265 10 g
Yeast Extract Fisher BP9727-2 5 g

References

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Cite This Article
Speare, L., Septer, A. N. Coincubation Assay for Quantifying Competitive Interactions between Vibrio fischeri Isolates. J. Vis. Exp. (149), e59759, doi:10.3791/59759 (2019).

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