文化微生物に使用されるメディアや試薬を扱う場合は、無菌操作は、汚染が最小化されていることを確認するために練習する必要があります。メッキの様々な方法が日常的に、分離、伝播または列挙細菌やファージ、実験材料の無菌性を維持する手順を組み込むすべてがために使用されます。
微生物は、実験室での汚染の可能性のユビキタスソースを作成するすべての無生物表面上に存在しています。実験の成功は、作業面や機器を消毒するだけでなく、非滅菌表面と滅菌機器やソリューションの接触を防ぐために科学者の能力に依存しています。ここでは日常的に分離、伝播、あるいは細菌やファージなどの微生物を列挙するために実験室で使用されるいくつかのメッキ方法の手順を提示します。すべての5つのメソッドは、無菌操作、または実験材料の無菌性を維持する手順が組み込まれています。説明する手順は、単一のコロニーを分離する(1)筋メッキ細菌培養、(2)注ぐメッキ(3)拡散メッキ可能な細菌のコロニーを列挙するために、ファージおよび列挙プラークを単離するために(4)ソフト寒天オーバーレイ、および(含まれてい5)レプリカメッキ同一の空間的なパターンで別のプレートから細胞を転送します。これらの手順は、tで実行することができます彼の実験室のベンチは、彼らが微生物の非病原性株(バイオセーフティレベル1、BSL-1)を含む提供した。 BSL-2の生物を扱う場合、これらの操作はバイオセーフティーキャビネットで行われなければなりません。バイオハザード分類と同様に、問題の微生物に必要な安全上の注意と封じ込め施設を決定するために感染性物質用の最新の微生物とバイオメディカル研究所におけるバイオセーフティの版(BMBL)だけでなく、 化学物質等安全データシート (MSDS)を参照してください。菌株とファージ株は、 アメリカンタイプカルチャーコレクション (ATCC)などの特定の組織によって維持され、研究調査官、企業、およびコレクションから取得することができます。それは、様々なめっき法を学習するときに非病原性菌株を使用することをお勧めします。このプロトコルに記載されている手順に従うことによって、学生のことができるようになります。
培養微生物は無菌操作は、細胞とメディアの操作を通して維持されている必要がありますすべてはめっき法、数が含まれます。 5つの異なる手順は、このプロトコルで説明されました。これらのめっき技術が日常的に細菌やファージを操作するために使用されていますが、彼 らはまた、(一般的に、酵母(例えば、 サッカロミセス·セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、カンジダ·アルビカンス(Candida albicans)、シゾサッカロミセス·ポンベ )、藻類などの分子遺伝学で使用され、原生動物、哺乳類培養細胞および真核微生物に適用することができますすなわち、 ボルボックス、クラミドモナス、アメーバ、ゾウリムシ )、および線虫(すなわち、 線虫Caenorhabditis elegans)。また、研究対象の実験的な目標や生物に応じて、各めっき法の(そして、さらに洗練された)多数のバリエーションがあります。したがって、それは唯一の方法論のようなtを与えられた実験やターゲット微生物のための最も適切な方法を選択しても調整しないようにすることが重要である帽子の実験結果は、適切に調査、質問や問題に対処します。
このプロトコルで説明しためっき技術の最新のアプリケーションのいくつかは、スクリーニングや創薬実験のための高スループットの結果をもたらす技術の進歩を含んでいます。たとえば、ゲノムシークエンシングセンターはE.ある拡散メッキのクローンライブラリの"コパカバーナ方法"を、使用大腸菌細胞は、微生物のゲノム由来のDNA断片を含むプラスミドで形質転換した。大規模なプレート(バイオアッセイトレイと呼ばれる)の数十を一度に用意されているため、自動プレートシェーカーは、トレイのバッチ全体のためにガラスビーズを振るために使用されます。また、インキュベーション後に、これらのプレートからコロニーを選択する際に、ロボットコロニーピッカーは、384ウェルマイクロプレートのLBブロスのための接種物として適切なコロニーから細胞を収集するために使用されています。このハイスループットスクリーニングアッセイ、拡散pの手続きの原則のために後半技術が適用されますが、技術は様々なステップを自動化すると同時に、短い時間枠内で分析される多数のサンプルを許可するようにスケーリングすることができます。
バイオテクノロジーと製薬会社は、微生物学、分子遺伝学における最も基本的な技術のためのハイスループット技術の開発にかなりのリソースを投資しています。例えば、一度に最大8または12サンプルのボリューム転送を実行するためにマルチチャンネルmicropipettorsがあります。さらに96チャンネルピペットヘッドを操縦するロボットワークステーションがあります!これらの取り組みは、実験に関連付けられている機械的な操作を実行するために必要なインスツルメンテーションを開発することができ、エンジニアやコンピュータプログラマと方法論の専門知識を持っている生物学者のペアリングは、科学者の学際的なチームを含んでいます。かかわらず、研究アプリケーションの、これらの技術を開発する企業で共有される目標は同じです – laboratoを自動化するRYプロセス、ツール、システム、機器、それらを集中的かつ効率的に少ない労働力となっています。
The authors have nothing to disclose.
サンプルの培養を設定し、数字を支援するためのイラストを準備し、クリスReddiとカリフォルニア大学ロサンゼルス校(UCLA)BhairavシャーするためにはIROCデザインでコリ·サンダース氏に感謝します。このプロジェクトの資金は、HHMI(ハワードグラント番号52006944)によって提供されていました。
1. Yeast Tryptone Agar (YTA)
Yeast extract | 2.0 g |
Tryptone | 10.0 g |
Agar | 15.0 g |
Distilled water | up to 1000.0 ml |
pH 7.0 |
Autoclave at 121°C for 20 minutes to sterilize. Store at 4°C.
If preparing tubes for the pour-plate procedure, allow the agar to cool to ~55°C then add 2.0 ml of 50 mg/ml cycloheximide. Aseptically dispense 18.0 ml of the melted agar per 18 mm tube then store at 4°C. The agar will solidify and will need to be melted in a steamer or microwave prior to use.
2. Minimal Salts Agar (MSA) + 0.1% (w/v) carbon source
NH4Cl | 1.0 g |
NH2HPO4•2H2O | 2.14 g |
KH2PO4 | 1.09 g |
MgSO4•7H2O | 0.2 g |
Carbon source* | 1.0 g |
Trace salts solution** | 10.0 ml |
Agar | 15.0 g |
Distilled water | up to 1000.0 ml |
pH 7.0 |
Autoclave at 121°C for 20 minutes to sterilize. Store at 4°C.
* Carbon sources used for experiments presented in Figure 13 include acetamide, lactose, and glycine.
** Trace salts solution is prepared in 0.1 N HCl as follows. It is added to the base before sterilization (autoclave at 121°C for 20 minutes).
FeSO4•7H2O | 300.0 mg |
MnCl2•4H2O | 180.0 mg |
Co(NO3)2•6H2O | 130.0 mg |
ZnSO4.7H2O | 40.0 mg |
H2MoO4 | 20.0 mg |
CuSO4•5H2O | 1.0 mg |
CaCl2 | 1000.0 mg |
HCl (0.1 N) | up to 1000.0 ml |
3. EHA soft agar (0.65 % w/v)
Agar | 6.5 g | |
Tryptone | 13.0 g | |
NaCl | 8.0 g | |
Na Citrate•2H2O | 2.0 g | |
Glucose | 3.0 g | |
Distilled water | up to 1000.0 ml |
Autoclave at 121°C for 20 minutes to sterilize. Store at 4°C.
4. EHA hard agar (1.2% w/v)
Agar | 12.0 g |
Tryptone | 13.0 g |
NaCl | 8.0 g |
Na Citrate•2H2O | 2.0 g |
Glucose | 3.0 g |
Distilled water | up to 1000.0 ml |
Autoclave at 121°C for 20 minutes to sterilize. Store at 4°C.
5. 1X Middlebrook Top Agar (MBTA soft agar, 0.5% w/v)
100 mM CaCl2 stock* | 1 ml |
7H9 liquid medium: Neat ** | 50 ml |
2XTA *** | 50 ml |
Melt 50 ml of 2XTA and allow it to cool to ~55°C. Using aseptic technique, add the CaCl2 and 7H9 broth to the melted agar. Aseptically dispense 4.5 ml of the mixture per 13 mm tube and store in a 55°C incubator ≤7 days. Cooling MBTA to room temperature or 4°C will cause the CaCl2 to precipitate out of solution.
* 100 mM CaCl2. stock must be stored at room temperature to prevent CaCl2 from precipitating out of solution.
** 7H9 liquid medium: Neat
7H9 broth base | 4.7 g |
40% glycerol stock | 5 ml |
Distilled water | up to 900.0 ml |
Mix the base with water then add the glycerol while stirring. Autoclave at 121°C for 20 minutes to sterilize. Store at 4°C.
*** 2X Middlebrook Top Agar (2XTA, 1.0% w/v)
7H9 broth base | 4.7 g |
Agar | 1.0 g |
Distilled water | up to 1000.0 ml |
Autoclave at 121°C for 20 minutes to sterilize. Dispense 50 ml aliquots into 100 ml bottles and store at 4°C.
6. Middlebrook 7H10 Agar Plates (MHA hard agar, 1.9% w/v)
7H10 agar base | 19.0 g |
40% glycerol stock | 12.5 ml |
Distilled water | 887.5 ml |
Mix the agar base with water then add the glycerol while stirring. Heat the solution to boiling then stir for one minute to completely dissolve the base powder. Autoclave at 121°C for 20 minutes to sterilize. Allow the agar to cool to ~55°C then aseptically add the following reagents:
AD supplement (pre-warmed to 37°C)* | 100 ml |
50 mg/ml Carbenicillin ** | 1.0 ml |
10 mg/ml Cycloheximide ** | 1.0 ml |
* AD supplement
NaCl > | 17 g > |
Albumin (Fraction V)> | 100 g> |
Dextrose (D-Glucose)> | 40 g> |
Distilled water> | up to 2000.0 ml> |
Filter-sterilize this solution; do not autoclave. Store at 4°C.
** Filter-sterilize and store these solutions at 4°C for ≤60 days.
7. LB agar (1.5% w/v) + X-Gal (60 μg/ml)
Tryptone | 10.0 g |
Yeast extract | 5.0 g |
NaCl | 10.0 g |
Agar | 15.0 g |
Distilled water | up to 1000.0 ml |
pH 7.5 at 25°C |
Autoclave at 121°C for 20 minutes to sterilize. Allow the agar to cool to ~55°C then aseptically add 3.0 ml of 20 mg/ml X-Gal solution. Freshly prepare X-gal stock by dissolving 400 mg X-Gal in 20 ml dimethylformamide (DMF).
Table of specific reagents:
Name of the reagent | Company | Catalogue number |
Yeast extract | Becton Dickenson | 212750 |
Tryptone | Becton Dickenson | 211705 |
Agar | Becton Dickenson | 214030 |
NH4Cl | Acros Organics | 123340010 |
NH2HPO4•2H2O | Sigma-Aldrich | 30435 |
KH2PO4 | Fisher Scientific | BP 303-500 |
MgSO4•7H2O | Sigma-Aldrich | 230391 |
Acetamide | Sigma-Aldrich | A-0500 |
Lactose | Fisher Scientific | L6-500 |
Glycine | Sigma-Aldrich | G-7126 |
FeSO4•7H2O | Sigma-Aldrich | F8048 |
MnCl2•4H2O | Sigma-Aldrich | M-3634 |
Co(NO3)2•6H2O | Sigma-Aldrich | 230375 |
ZnSO4.7H2O | Sigma-Aldrich | Z4750 |
H2MoO4 | Acros Organics | 213621000 |
CuSO4•5H2O | Sigma-Aldrich | 209198 |
CaCl2 | Sigma-Aldrich | C1016 |
HCl | Fisher Scientific | A144-212 |
Cycloheximide | Sigma | 038K1561 |
Carbenicillin | Cellgro | 46-100-RG |
NaCl | Fisher | S271-1 |
Na Citrate•2H2O | Fisher | S279-500 |
Glucose (Dextrose) | BD | 215530 |
7H9 broth base | BD | 271310 |
7H10 agar base | BD | 262710 |
Glycerol | Shelton | IB15760 |
Albumin (Fraction V) | Fisher | S71907 |
X-Gal (5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galactopyranoside) | Teknova | X1205 |
Dimethylformamide (DMF) | Sigma | D4551 |
Ethanol | Fisher | CDA19 |
Chlorine Bleach | Chlorox | 02490/06644884 |
CiDecon (disinfectant) | Decon Laboratories, Inc. | 8504 |
Table of specific equipment:
Name of equipment | Company | Catalogue number | Experiment |
Metal loops | American Educational Products | S17352 | Streak plating |
Disposable plastic loops | Fisher | 22-363-602 | Streak plating |
Wooden sticks | Fisher | 23-400-104 | Streak plating |
Flat Toothpicks | American Educational Products | S67859 | Streak plating |
Turn tables | Fisher | 08-758Q | Spread plating |
Glass rods | Bellco Glass | NC9004380 | Spread plating |
4 mm glass beads | Fisher | 11-312B | Spread plating |
Velveteen cloth | Bel-Art Products | 09-718-2 | Replica plating |
Cylindrical block | Bel-Art Products | 09-718-1 | Replica plating |