이 작품은 빌과 멜린다 게이츠 재단 (보조금 53,085), JR Oishei 재단과 미국 폐 협회 (부여 RG-123721-N) APH, 그리고 EAC에 NIH (NIDCD) 화목 F31DC011218에 의해 지원되었다.

1. 세균 배양을 준비 <ol><li> 실험에 사용하기 위해 문화를 성장 <ol><li> 37 ° C에서 가열 블록에서 S.의 고정 된 주식 병을 녹여 폐렴과 신선한 9 ml의 내용을 추가, 유리 문화 튜브에 10 ㎖의 총 볼륨의 0.5 % 효모 추출물 (THY)와 토드 휴이트 국물을 데워진. </li><li> 문화가 중반 로그 단계 (상승률의 600 ㎚ ≈ 0.5 ~ 0.6)에 도달 할 때까지 37 ° C에서 정적으로 품어. </li></ol></li></ol> 2. 막 탈분극과 파열을 검출 <ol><li> 준비 시약 <ol><li> DiBAC 4의 50 μm의 주식 (3) 100 % DMSO에서, 그리고 DDH 2 O.에서 PI의 2 ㎎ / ㎖ 재고를 준비 DiBAC 4 (3) 주식은 6 개월 이상 -20 ° C에서 안정적이다. PI의 주식은 6 개월 이상 4 ° C에서 안정적이다. </li><li> 빛으로부터 보호하기 위해 호일 주식을 감싸십시오. </li></ol></li><li> 로딩박테리아 <ol><li> 실온에서 10 분 동안 2,400 XG에서 원심 분리 단계 1.2.2에서 박테리아 세포 펠렛 및 2400 XG에서 다시 1X 인산 완충 생리 식염수 (PBS), 및 원심 분리기 10ml에 펠렛을 재현 탁, 상청액을 제거하여 두 번 씻어 10 분. </li><li> 원래 볼륨에 PBS에 뜨는에 resuspend 펠렛을 제거합니다. 이 밀리리터 당 세균의 약 10 8 집락 형성 단위에 제공 할 것입니다. 세척 세포 (5 샘플에 대한 충분한) 1 ㎖를 제거하고 microcentrifuge 관에 배치합니다. </li><li> 이 세포에 25 mM의 포도당의 최종 농도 포도당의 1 M 필터 살균 원액 (DDH 2 O에서 제조 및 0.45 μm의 필터를 통해 여과)의 25 μl를 추가하고 37 ° C 가열 블록에 품어 십오 분. 참고 :이 모든 ATP 의존 막 채널과 세포 성분을위한 에너지를 제공합니다. 이 단계에 대한 필요성은 실험에 따라 다를 수 있습니다. </li><li> 50 μM DiBAC 4 (3) 주식의 5 μL 및 2 ㎎ / ㎖ PI 주식의 10 μl를 추가합니다. 이 각각 250 nM의 최종 농도 20 ㎍ / ㎖를 제공한다. 피펫 팅에 의해 여러 번 아래 철저하게 섞는다. 분명 96 - 웰 플레이트의 각 샘플 아니라이 세포 현탁액 200 μl를 추가합니다. </li></ol></li><li> 형광 검출 <ol><li> 예비 가온 (37 ℃) 형광 검출 플레이트 리더의 장소 접시. </li><li> 적절한 필터 DiBAC 4 (3) (490 nm의 여기, 516 nm의 방출)와 PI (535 nm의 여기, 617 nm의 방출) 검출 위치에 있는지 확인합니다. </li><li> 독서가 안정 될 때까지 (3) 막에 약 30 ~ 40 분 동안 모든 분 형광 측정을 수행 할 수있는 리더를 설정하거나 DiBAC 4의 평형을 (그리고 동시에 모니터링)을 허용하기 위해,이는 &quot;전처리&quot;독서 역할을합니다. </li><li> 접시를 꺼내 선택의 실험 에이전트를 추가하고 IMMEDiately DiBAC 4 원하는 시간에 대한 (3) 및 PI 형광 모니터링을 계속 독자에 다시 접시를 놓습니다. 멀티 채널 피펫을 사용하여 한 번에 여러 개의 샘플을 처리하는 것은 모든 우물에 동시에 에이전트를 추가하는 것이 도움이 될 수 있다면. </li><li> Microsoft Excel과 같은 데이터 분석 프로그램으로 측정 값을 내 보냅니다. 막 탈분극과 파열을 평가하는 시간에 플롯 형광. DiBAC와 PI의 증가 형광 탈분극과 파열이 발생하고 있음을 나타냅니다. </li></ol></li></ol> 3. 세포 내 칼슘 2 + 또는 K + 농도의 변화를 감지 <ol><li> 준비 시약 및 로딩 버퍼 <ol><li> 다음과 같은 시약을 준비 이온에 민감한 형광 염료의 5 mM의 재고 (fura-2/AM을 또는 PBFI / AM는, 염료의 50 μg을 포함하는 튜브에 DMSO의 적절한 금액을 추가), &quot;100 배는&quot;프로 베네 시드 (추가 1 77 mg을 유리 병에 PBS의 ML). 가용화염료는 -20 ° C 한 번에 냉동과 프로 베네 시드 6 개월 -20 ° C에서 용액에 안정되어있는 반면, 3 개월, 솔루션에 안정 될 수있다. </li><li> 다음과 같이 2 배는 버퍼로드 1 ㎖를 준비 : 15 ML 플라스틱 원뿔 관의 바닥에, 5 mM의 이온 2 μL 다음 (6 개월 2-8 ° C에서 안정적) 100X PowerLoad 농축의 20 μl를, 분배 직접 PowerLoad에 민감한 염료. 소용돌이 간략하게 혼합한다. 100 배 프로 베네 시드 20 ㎕ 다음 PBS 960 μl를 추가합니다. 혼합 한 마지막 시간을 소용돌이. 빛으로부터 보호하기 위해 호일에 싸. </li></ol></li><li> 염료와 박테리아를로드 <ol><li> 펠렛 및 2.2.1에 설명 된대로 중반 로그 단계 박테리아 문화를 씻는다. &quot;2 배&quot;세포 현탁액을 만들기 위해 PBS 5ml에 뜨는에 resuspend 펠렛을 제거합니다. </li><li> 배 로딩 버퍼에 2 배의 세포 현탁액 1 ML을 추가합니다. 이는 2 ㎖의 최종 부피, 최종 concentr을 제공합니다1X PowerLoad, 5 μm의 형광 염료 및 1X의 프로 베네 시드의 관리 포인트. 참고 : 측정을 위해 각 샘플도 200 μl를 포함하는 것이기 때문에이 정지 10 샘플에 대한 충분한 음량을 제공합니다. </li><li> 빛으로부터 보호 75 분 동안 37 ° C의 물을 욕조에 품어. 주 : 염료가 임의의 당분 해 기판 ​​부재와 염료의 유출을 최소화하는 프로 베네 시드의 존재 하에서 박테리아 세포에로드된다. </li><li> WASH 1 : 10 분 2,400 XG에서 원심 분리하여 펠렛은 세포 상층 액을 제거하고, 2 ㎖의 PBS에 재현 탁은 1X 프로 베네 시드를 포함. WASH 2, 3 단계를 반복 3.2.4 배. 또 다른 30 ​​분 동안 37 ° C에서 알을 품다. 이 세균 에스 테라 제 시간 거리에 내면화 형광 염료의 AM 에스테르 그룹을 가수 분해 할 수 있습니다. </li><li> WASH 4 : 10 분 2,400 XG에서 원심 분리하여 펠렛은 세포 상층 액을 제거하고에 resuspend 1X 프로 베네 시드를 포함하는 PBS 2 ㎖에. 참고 : experime에 따라NT, 포도당은 다시 활력을 불어 박테리아에 여기에 다시 추가 할 수 있습니다. </li></ol></li><li> 형광 검출 <ol><li> 37 ° C.에 형광 검출 플레이트 리더 플레이트 리더를 Prewarm </li><li> 원하는 각 샘플의 경우, 96 - 웰 플레이트의 우물 (단계 3.2.8에서)로드 셀 200 μl를 추가합니다. (한 번에 하나의 잘 / 샘플 완료 다음 단계를 수행). </li><li> 의 ( &quot;값 1&quot;과 &quot;값 2&quot;에 대한 380 nm의 여기 / 510 nm의 방출을 위해 340 nm의 여기 / 510 nm의 방출) 형광을 측정하는 형광 검출 플레이트 리더에 잘 장소 접시 독서 기준을 설정하려면 1 분간 모든 초. </li><li> 접시를 꺼냅니다 (약 5 μL의 작은 볼륨)이 아니라에 선택의 처리를 추가, 신속하게 피펫 몇 번 아래로 혼합하고, 즉시 원하는마다 초를 읽을 형광 검출 플레이트 리더에 다시 배치 시간의 길이. (만약에플레이트 리더와 관련된 젝터)이도 완벽하게 읽기를 중지하고 판을 배출 할 필요없이, 원하는 치료를 추가하는 데 사용할 수있는, 사용할 수 있습니다. </li><li> Microsoft Excel과 같은 데이터 분석 프로그램으로 측정 값을 내 보냅니다. 값이 값 1로 분할하여 각각의 시간 지점에 대한 형광 값의 비율을 계산하고, 그래프의 비율 값을 플롯. </li></ol></li></ol> 4. 세포 내 pH의 변화 감지 <ol><li> 준비 시약 및 교정 버퍼 <ol><li> 다음과 같은 시약을 준비 BCECF / AM의 5 mM의 주식은 (. 염료의 50 μg을 포함하는 튜브에 DMSO의 적절한 금액을 추가이 재고 3 개월 -20 ° C에서 안정), 100 배 프로 베네 시드 (1 ㎖의 추가 PBS 77 mg을 유리 병에). 에탄올 nigericin의 1 ㎜ 주식 준비는 주변 버퍼의 pH의 세포 (세포의 pH (산도 나는 평형 필수)이 주식들입니다6 개월 -20 ° C)에서 테이블;. DMSO (양성자 동기가되는 힘을 풀다하는 protonophore 카보 닐 시안화 3 chlorophenylhydrazone (CCCP)의 0.5 mM의 주식이 주식은 6 개월 -20 ° C에서 안정) </li><li> 135 밀리 KH 2 PO 4 / 20 밀리미터의 NaOH (염기), 110 mM의 K 2 HPO 4 / 20 밀리미터의 NaOH (이염) : 다음과 같은 높은 칼륨 버퍼 10 ㎖를 준비합니다. 필터는 0.45 μm의 필터를 사용하여 멸균. (이 버퍼를 사용할 때까지 4 ° C에 저장할 수 있습니다.) </li><li> 6.5-8.0까지 적어도 5-6 pH 값과 높은 칼륨 버퍼를 생성하기 위해 필요한 비율에 높은 칼륨 버퍼를 섞는다. </li><li> 다음과 같이 2 배는 버퍼로드 1 ㎖를 준비 : 15 ML 플라스틱 원뿔 관의 바닥에 직접 PowerLoad에 5 mM의 이온 성 염료 20 ㎕ 다음에 100 배 PowerLoad의 40 μl를, 분배. 소용돌이 간략하게 혼합한다. 100 배 프로 베네 시드의 40 μL 다음 PBS 900 μl를 추가합니다. Vort예 혼합 한 마지막 시간. 빛으로부터 보호하기 위해 호일에 싸. </li></ol></li><li> 염료와 박테리아를로드 <ol><li> 펠렛 및 2.2.1에 설명 된대로 중반 로그 단계 세균성 문화의 8 ㎖를 씻어. &quot;배&quot;세포 현탁액을 만들기 위해 PBS 2 ml의 상층 액에 resuspend 펠렛을 제거합니다. </li><li> 배 로딩 버퍼에 4 배의 세포 현탁액 1 ML을 추가합니다. 이는 2 ㎖의 최종 부피, 배 세포의 최종 농도 2 배 PowerLoad, 50 μM 형광 염료 및 배 프로 베네 시드에 제공 할 것입니다. </li><li> 빛으로부터 보호 40 분 동안 30 ° C의 물을 욕조에 품어. NOTE : 염료가 30 ° C의 낮은 온도에서 염료의 유출을 최소화 할 수있는 당분 해 기판의 부재하에 세균 세포에로드된다. </li><li> WASH 1 : 펠렛 10 분 2,400 XG에 원심 분리하여 세포가 과잉 색소를 제거하는 상층 액을 제거하고, 4 ㎖의 PBS에 재현 탁 2 배 프로 베네 시드의를 포함차 1 mM의 포도당 (박테리아를 재 활성화하기 위해). WASH 2, 3 배 프로 베네 시드와 10 mM의 포도당을 함유하는 (1X 세포의 최종 농도) 4 ㎖의 PBS의 최종 재 부상과 두 단계를 반복합니다 4.2.7. </li><li> 5 분 동안 37 ° C에서 알을 품다. 이것은 세포가 완전히 재충전 멀리 내재화 BCECF에서 AM 에스테르기를 절단하는 세균 에스 테라위한 시간을 허용하는 것을 허용 할 것이다. </li></ol></li><li> 배경 형광을 수립하고 생체 내 보정 곡선 <ol><li> 37 ° C.에 형광 검출 플레이트 리더 플레이트 리더를 Prewarm </li><li> 배경 형광을 확인하려면, 박테리아를 제거한다 (단계 4.2.7에서)로드 및 통전 세균 현탁액 500 μl를 필터 소독, 및 96 - 웰 플레이트의 웰에 여과 액을 200 μl를 추가합니다. </li><li> (490 nm의 여기 / 530 nm의 방출 형광을 측정하는 형광 검출 플레이트 리더의 판을 놓습니다&quot;값 1&quot;1 분 &quot;값 2&quot;)에 대한 440 nm의 여기 / 530 nm의 방출. 이 배경 형광이 검량선 및 실험 샘플 모두에 대한 비율을 계산하기 전에 감산한​​다. </li><li> 생체 내 보정 곡선을 얻으려면 (6.5-8.0까지) 다른 pH 값에서 높은 칼륨 버퍼에서 한 번에 resuspend 단계 4.2.7에서로드 및 통전 세포를 500 ㎕의 분취 액을 씻어. </li><li> 주변의 버퍼의 pH에​​ 세포의 세포 내 pH가 평형을 5 분 동안 37 ° C에서 배양 샘플에 20 μM의 nigericin를 추가합니다. 96 - 웰 플레이트의 우물에 세균 / pH 완충 조합의 200 μl를 추가합니다. </li><li> 각 웰에 대한 꾸준한 독서를 확립하기 위해 몇 분 동안 형광을 측정하는 형광 검출 플레이트 리더 접시를 놓습니다. Microsoft Excel과 같은 데이터 분석 프로그램으로 측정 값을 내 보냅니다. </li><li> 학사 학위를 뺀 후ckground 형광 값,이 값에 의해 값 1을 분할하여 형광 값의 비율을 계산한다. 검량선을 작성하기 위해 각각의 pH 완충액에 대한 비율 값을 플롯. (박테리아에로드되는 형광 염료의 양마다 다를 수 검량선은,로드 셀의 각 새로운 배치에 대해 생성되어야한다.) </li></ol></li><li> 세포 내 pH의 변화 측정 <ol><li> 원하는 각 샘플의 경우, 96 - 웰 플레이트의 우물 (단계 4.2.7에서)로드와 활력 세포를 200 μl를 추가합니다. </li><li> 형광 검출 플레이트 리더 접시를 놓고 5 분 동안 매 5 초마다 샘플의 형광을 측정합니다. </li><li> 접시를 꺼내서 잘 하나 (세포 내 산도를 감소시키는 긍정적 인 제어 역할을) 다른 우물에 관심있는 실험 에이전트 (들)에 10 μM의 CCCP를 추가합니다. 정확하게, 시간이 지남에 따라 자신의 효과를 비교 오전를 사용하여 동시에 CCCP 선택의 에이전트를 추가하려면ultichannel 피펫. </li><li> 즉시 플레이트 리더로 ​​판을 반환하고 형광 10 분 동안 매 5 초마다 측정을 계속합니다. 추가 컨트롤과 같은 접시를 꺼내 주변의 버퍼의 pH에 박테리아의 pH 나는 평형을 모든 샘플에 20 μM Nigericin을 추가하고 5 분 동안 읽습니다. </li><li> 배경 형광 값을 뺀 후, 각 샘플에 대한 형광의 비율을 계산합니다. 검정 곡선의 각 읽기의 pH 나 보간. </li></ol></li></ol>

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S., Adler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemotactic+properties+of+Escherichia+coli+mutants+having+abnormal+Ca2++content.">Chemotactic properties of Escherichia coli mutants having abnormal Ca2+ content.</a> J. Bacteriol. 177 (24), 7112-7118 (1995).</li><li>Werthen, M., Lundgren, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracellular+Ca2++mobilization+and+kinase+activity+during+acylated+homoserine+lactone-dependent+quorum+sensing+in+Serratia+liquefaciens.">Intracellular Ca2+ mobilization and kinase activity during acylated homoserine lactone-dependent quorum sensing in Serratia liquefaciens.</a> J. Biol. Chem. 276 (9), 6468-6472 (2001).</li><li>Avery, O. T., MacLeod, C. M., McCarty, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+on+the+chemical+nature+of+the+substance+inducing+transformation+of+pneumococcal+types.+Induction+of+transformation+by+a+dexoxyribonuceic+acid+fraction+isolated+from+pneumococcus+type+III.">Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types. Induction of transformation by a dexoxyribonuceic acid fraction isolated from pneumococcus type III.</a> J. Exp. Med. 79, 137-158 (1944).</li><li>Clementi, E. A., Wilhelm, K. R., Schleucher, J., Morozova-Roche, L. A., Hakansson, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Complex+of+Equine+Lysozyme+and+Oleic+Acid+with+Bactericidal+Activity+against.">A Complex of Equine Lysozyme and Oleic Acid with Bactericidal Activity against.</a> PLoS One. . 8, (2013).</li></ol>

저자는 선언 할 경쟁 금전적 이해 관계가 없습니다.

크기 및 극성 막 및 박테리아 내 이온 농도의 변화의 무결성의 변화를 감지하는 전기 생리학 고전적인 방법을 사용하기 위해 제시 제한에도 불구하고, 우리는 S. 이러한 이벤트를 측정하는 방법을 설명했다 폐렴은 형광 염료를 사용. 우리의 프로토콜은 폐렴 구균 및 일반 세균 종에 대해 설명 된 몇 가지 중 하나에 대해 설명 자신의 종류의 첫번째이다. 형광 검출 플레이트 판독기를 ?...

우리 연구실은 종양 세포의 세포 사멸을 유도 (종양 세포에 치명적인 만든 인간의 알파 - 락트 알부민을위한) 햄릿이라는 인간의 우유에서 단백질 지질 복합체를 확인뿐만 아니라, 세균 종 1,2의 다양한 죽일 수있다. 특히 민감한 것으로 발견 된 종은 최대 감도와 죽음 2,3의 세포 사멸과 같은 표현형을 표시하는 폐렴 구균 (폐렴 구균)와 호흡 기관을 대상으로 그들이었다. 막 탈분극과 특정 이온 전송 이벤트는 잘 설명하고 방사성 TPP + 이온과 JC-1과 TMRE 등의 형광 염료는 미토콘드리아 막 3의 탈분극을 설명하는 데 사용 된 미토콘드리아, 특히 진핵 세포에서 세포 사멸 중에 중요한 이벤트 -5. 따라서, 우리는 우리가 우리의 노력을 집중으로 폐렴 구균 이러한 막 관련 기능에 햄릿의 효과에 대한 자세한 내용을 보려면 모색그 과정에서 새로운 항균 치료 또는 백신 후보를 식별하기위한 큰 잠재력을 가진 박테리아의 세포 사멸과 같은 표현형의 기계적 구성 요소의 더 나은 이해를 개발할 수 있습니다. 우리 역학적 연구를위한 프로토콜을 확립하고자, 우리는 진핵 시스템에서 잘 설명 된 방법론 달리 박테리아 막 6,7의 전기 생리학 및 이온 수송 메커니즘을 상세히 거의 발표 된 연구가 있다는 것을 발견했다. 이것은 주로 작은 미생물의 크기와 그 표면 구조, 거 원형질체를 사용하여 일부 연구는 혼합 성공적으로 수행되었지만 특히 칸막이 벽의 존재, 즉, 패치 클램프 같은 종래 진핵 방법의 사용을위한 멤브레인의 접근성을 제한에 기인 8,9. 그것은 사람을 필요로하기 때문에 이러한 거대한 원형질체와 작업은 대부분의 세균 종을위한 이상적인 또는 실용적인 방법이 아니므로ipulated 박테리아 부자연 및 비 생물 적 상태에서 수행 된 박테리아 막 극성의 한정된 연구는 주로 유세포 분석기를 사용하고 형광 시아닌 및 옥소 놀 염료의 사용은 10-16. 하나의 시점에 하나의 박테리아에서 개별 형광 판독 값을 수집하는, 유동 세포 계측법 대신에, 우리는 시간이 지남에 따라 96 - 웰 플레이트 형식으로 세균 현탁액의 형광 강도를 검출하는 형광 검출 플레이트 판독기를 사용하여 선택 하였다. 이것은 훨씬 더 단순 다양한 시점에서 박테리아의 인구를 치료하고 완화, 지속적으로 유동 세포 계측법 사용하여 달성하기 어려운 시간의 연장 기간에 전체 인구의 형광 반응 속도를 모니터링 할 수있었습니다. (미토콘드리아와 함께 사용하기 위해 상기 언급 된 것 등) 전위에 민감한 형광 염료의 다양한 테스트 후에, 우리가 사용하는 최상의 기술 및 실제 성공을 달성DiBAC 4라는 비스 - 옥소 놀 염료 (3) (비스 - (1,3 - dibutylbarbituric 산) trimethine의 옥소 놀) 극성의 변화를 모니터링 할 수 있습니다. 우리는 또한 귀중한 동시에 요오드화 프로피 듐 (PI)을 사용하여 멤브레인의 무결성을 모니터링하기 위해 중단되었다고. 이 염료는 핵산에 결합에 형광하지만, 세균 세포막의 무결성이 그 라이브 죽은 염색 분석에 죽은 세포를 감지하는 데 사용되는 인기있는 구성 요소 만들기, 손상되었을 때 그렇게 만 할 수 있습니다. PI 이외에, SYTOX 녹색과 TO-PRO-1 액션 유사하며, 이전에 검출 방법 17 유동 세포 계측법을 사용하여 몇 가지 연구에서 박테리아에 사용 된 형광 염료이다. 우리는 때문에 우리는 주어진 샘플에서 DiBAC과 동시에 자사의 형광을 모니터링 할 수는 여기 파장에 PI를 사용하기로 결정했습니다. 우리의 연구에서, 우리는 햄릿뿐만 아니라 살균 작용을 가진 다른 관련 단백질 - 지질 복합체를 관찰폐렴 구균 3,18,26의 치료시 두 염료의 형광의 증가로 표시된 바와 같이 세균 막 ELOA 유도 탈분극과 파열로 알려져 있습니다. 두 착물을 위해, 우리는 DiBAC (4)의 형광 강도 (3) 탈분극 파열 이전에 발생했음을 나타내는 전에 PI의 강도 증가로 증가하고 있음을 관찰 그러므로, 우리의 살균성 단백질 - 지질 복합체에 의해 유도 된 특정 이벤트 관심. 이 구별은 막의 파열 자체가 특이 탈분극을 일으킬 수 있도록하는 것이 중요합니다. DiBAC 4를 모두 측정 및 분석 (3) 및 PI 형광 반응 속도는 동시에 우리는 형광 측정을 사용하는 대신에 유동 세포 계측법의 추가 이점이 두 개의 막 이벤트 사이의 관계를 조사 할 수 있었다. 세균 이온 플럭스를 모니터링하기 위해,의 이해를 측정하는 등의 방사성 동위 원소를 사용하여 몇 가지 이전의 성공이 있었다45 카 우리는 또한 우리의 최근의 연구 (18), (21)에 사용한 폐렴 구균 19, 20, 2 +. 그러나 이러한 방사성 이온으로 작업하는 몇 가지 단점이 있습니다. 그들은 비용이 많이들 수 있습니다, 시간이 많이 소요하고, 지저분한, 또한 관심의 동위 원소에 따라, 해를 실험을 수행하는 개인을 노출 할 수 있습니다. 또한, 시간이 지남에 급격한 변화를 모니터하는 것은 곤란하다. 따라서, 우리는 이온 성 형광 표시기 염료의 아세 (AM) 에스테르 버전을 사용 측정하는 다른 방법을 향하고. 그 자체로, 지시 염료가 충전되어 쉽게 막을 통과하지 않지만, 친 유성 에스테르 기의 추가와 함께, 현재 대전 된 분자는 세균의 세포막을 통과 할 수있다. 내부에 들어 서면, 세균 에스 테라 제는 충전을 다시 크게 셀을 종료 할 수있는 능력을 둔화 및 허용 염료 T 세포 내부 무료 염료를 떠나, 에스테르 그룹을 절단하고O는 시간이 지남에 따라 내부에 축적된다. 그러나 이러한 에스테르 염료의 사용은로드, 감지, 성공의 다양한 방법으로, 세포 내 칼슘 2 + 22 ~ 24과 H + 16의 변화를 감지하는 몇 종의 박테리아에 설명되어 있습니다. 세포 내 칼슘의 변화를 모니터하는 욕망 2 +와 S.에도 K +와 H + 레벨 폐렴은 햄릿과 다른 화합물과 치료에, 우리는 성공적으로 효율적으로 박테리아 세포에 형광 표시기 염료를로드하는 프로토콜을 만들었습니다. 음이온 수송 및 PowerLoad, 적재 효율을 증가 생명 기술의 독점적 인 화합물을 차단하여 색소 보존을 증가 모두 프로 베네 시드를 요구 박테리아에 효과적인로드. (K +을 검출)은 fura-2/AM 중 (Ca 2 +을 검출), PBFI / AM, 및 BCECF / AM (H의 +를 검출)을 성공적으로 캡슐화 및 캡슐화 모두 폐렴 구균 성으로로드 된형광 검출 플레이트 리더 18, 21을 사용하여 (K + uncoupler)와 CCCP (H + uncoupler을) 발리 노마 이신 (Valinomycin) 등 이오 노마 이신 (칼슘 2 + uncoupler) 등 ionophores, 첨가 한 후, 그 결과 형광 패턴의 측정을 가능하게 비.

<table><tbody><tr><td>Todd-Hewitt broth</td><td>Bacto, BD Diagnostics</td><td>249240</td><td></td></tr><tr><td>Yeast Extract</td><td>Bacto, BD Diagnostics</td><td>212750</td><td></td></tr><tr><td>Phosphate Buffered Saline (PBS; pH 7.2)</td><td>Invitrogen (GIBCO)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dimethyl sulfoxide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D5879</td><td>DMSO</td></tr><tr><td>DiBAC&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;(3) (bis-(1,3-dibutylbarbituric acid) trimethine oxonol)</td><td>Molecular Probes</td><td>B-438</td><td></td></tr><tr><td>Propidium Iodide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P4170</td><td>Make up in deionized water</td></tr><tr><td>D-(+)-Glucose</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PowerLoad</td><td>Molecular Probes</td><td>P10020</td><td>100x concentrate</td></tr><tr><td>Probenecid</td><td>Molecular Probes</td><td>P36400</td><td>Make 100x stock by adding 1 ml of PBS to one 77 mg vial</td></tr><tr><td>Fura-2/AM</td><td>Molecular Probes</td><td>F1221</td><td>Special packaging (50 &amp;micro;g aliquots)</td></tr><tr><td>PBFI/AM</td><td>Molecular Probes</td><td>P1267</td><td>Special packaging (50 &amp;micro;g aliquots)</td></tr><tr><td>Nigericin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>N7143</td><td></td></tr><tr><td>KH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;PO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;</td><td>JT Baker</td><td>3246-01</td><td>monobasic</td></tr><tr><td>NaOH</td><td>JT Baker</td><td>5565-01</td><td></td></tr><tr><td>K&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;HPO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;</td><td>JT Baker</td><td>4012-01</td><td>dibasic</td></tr><tr><td>BCECF/AM</td><td>Molecular Probes</td><td>B1170</td><td>Special packaging (50 &amp;micro;g aliquots)</td></tr><tr><td>CCCP</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>Protonophore that causes an influx of H&lt;sup&gt;+&lt;/sup&gt; into the cytoplasm, dissipating the electrical potential and the H&lt;sup&gt;+&lt;/sup&gt; gradient.</td></tr><tr><td>Culture tube&amp;nbsp;</td><td>VWR</td><td>53283-802</td><td>Fits the Spectronic spectrophotometer; borosilicate glass</td></tr><tr><td>Spectrophotometer</td><td>Thermo Scientific</td><td></td><td>Spectronic 20D+</td></tr><tr><td>15 ml Plastic conical tube</td><td>Corning</td><td>430790</td><td></td></tr><tr><td>Clear 96-well polystyrene microtiter plate</td><td>Fisher Scientific</td><td>12-565-501</td><td></td></tr><tr><td>Plate reader</td><td>BioTek</td><td>Synergy 2 Multi-Mode</td><td></td></tr><tr><td>Gen5 software</td><td>BioTek</td><td>Gen5&amp;trade; Software</td><td></td></tr></tbody></table>

monitoring changes in membrane polarity, membrane integrity, and intracellular ion concentrations in streptococcus pneumoniae using fluorescent dyes

막 탈분극과 이온 플럭스로 인해 깊이 지학 및 신호 transductions 등의 세포 기능을 영향을 미칠 수있는 능력을 생물학적 시스템에서 광범위하게 연구 된 이벤트입니다. 전극 사용량 및 패치 클램프 등 모두 형광 및 전기 생리 방법은, 잘 진핵 세포에서 이러한 이벤트를 측정하기 위해 개발되었지만, 미생물의 유사 이벤트를 측정하기위한 방법은 더 복잡와 함께 그들의 작은 크기 관련 개발하기 위하여 도전 입증 멤브레인을 차폐 박테리아의 외면. 폐렴 구균 (폐렴 구균)의 죽음을 시작으로 우리의 연구 기간 동안, 우리는 극성의 변화, 무결성, 세포 내 이온 농도 등의 막 이벤트의 역할을 명료하게하고 싶었다. 문헌 검색, 우리는 거의 연구가 존재하는 것으로 나타났습니다. 다른 연구자들은 이온 독감을 측정하는 방사성 동위 원소의 흡수 또는 평형을 모니터링했다XES과 막 잠재력과 주로 그람 음성균에있는 연구의 제한된 수의, 막 전위를 측정하는 carbocyanine 또는 옥소 놀 형광 염료를 사용, 또는 (AM) 에스테르 버전 세포 투과 아세와 박테리아를로드하는 일부 성공을 볼 수 없었다 이온 성 형광 표시기 염료. 따라서 우리는 그람 양성 유기체 S.에서 막 전위, 파열, 이온 수송을 측정하기위한 프로토콜을 설립 최적화 폐렴. 우리의 방법이 최적의 비율 적 염료 AM 에스테르와 폐렴 구균을로드로 각각 막 탈분극 및 파열을 측정뿐만하는 비스 - 옥소 놀 염료 DiBAC 사 (3) 및 휴대 impermeant 염료 프로피 듐 요오다 이드를 사용하는 프로토콜을 개발 의 Fura-2, PBFI 및 BCECF은 형광 검출 플레이트 리더를 사용하여, 칼슘 2 +, K +, H +를 각각의 세포 내 농도의 변화를 검출한다. 이러한 프로토콜은 폐렴 구균에 대한 자신의 종류의 첫번째입니다이들 염료의 대부분은 다른 세균 종에 사용되지 않았다. 우리의 프로토콜은 S.에 최적화되어 있지만 폐렴, 우리는 이러한 접근 방식이 다른 종의 박테리아에서 유사한 연구를위한 훌륭한 출발점을 형성해야한다 생각합니다.

모든 실험의 경우, 하나의 샘플과 각각의 웰에 존재하는 조건의 집합이 있습니다. 따라서, 각각의 추적은 시간이 지남에 박테리아의 전체 인구의 형광 강도를 나타냅니다. 결과는 처리 샘플 및 치료 컨트롤의의 형광 사이에 명확한 구분으로, 쉽게 해석 할 수 있어야합니다. 형광의 관찰 된 변화의 속도론 및 정도는 모니터되는 이벤트의 가능한 메커니즘과 범위에 대한 정보를 제공 할 수 있...

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Monitoring Changes in Membrane Polarity, Membrane Integrity, and Intracellular Ion Concentrations in Streptococcus pneumoniae Using Fluorescent Dyes

진핵 생물에 본 것과 달리, 주로 작은 크기로 박테리아의 세부 막 탈분극 및 이온 농도 변화 측정 어려운 종래의 방법을 만드는 것이 연구의 소수가있다. 여기, 우리 형광 기술을 이용하여 중요한 그람 양성 병원균 폐렴 구균에 이러한 이벤트를 모니터링하기위한 세부 프로토콜.

막 극성, 멤브레인 무결성 및 세포 내 이온 농도의 모니터링 변경<em&gt; 폐렴 구균</em&gt; 형광 염료를 사용

Membrane depolarization and ion fluxes are events that have been studied extensively in biological systems due to their ability to profoundly impact ...

monitoring-changes-membrane-polarity-membrane-integrity-intracellular

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Monitoring Changes in Membrane Polarity, Membrane Integrity, and Intracellular Ion Concentrations in Streptococcus pneumoniae Using Fluorescent Dyes

13.5K 조회수.  University at Buffalo, State University of New York.  진핵 생물에 본 것과 달리, 주로 작은 크기로 박테리아의 세부 막 탈분극 및 이온 농도 변화 측정 어려운 종래의 방법을 만드는 것이 연구의 소수가있다. 여기, 우리 형광 기술을 이용하여 중요한 그람 양성 병원균 폐렴 구균에 이러한 이벤트를 모니터링하기위한 세부 프로토콜. 

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Monitoring Spatial Segregation in Surface Colonizing Microbial Populations

Microbes provide an intriguing system to study social interaction among individuals within a population. The short generation times and relatively simple genetic modification procedures of microbes facilitate the development of the sociomicrobiology field. To assess the fitness of certain microbial species, selected strains or their genetically modified derivatives within one population, can be fluorescently labelled and tracked using microscopy adapted with appropriate fluorescence filters. Expanding colonies of diverse microbial species on agar media can be used to monitor the spatial distribution of cells producing distinctive fluorescent proteins.
Here, we present a detailed protocol for the use of green- and red-fluorescent protein producing bacterial strains to follow spatial arrangement during surface colonization, including flagellum-driven community movement (swarming), exopolysaccharide- and hydrophobin-dependent growth mediated spreading (sliding), and complex colony biofilm formation. Non-domesticated isolates of the Gram-positive bacterium, Bacillus subtilis can be utilized to scrutinize certain surface spreading traits and their effect on two-dimensional distribution on the agar-solidified medium. By altering the number of cells used to initiate colony biofilms, the assortment levels can be varied on a continuous scale. Time-lapse fluorescent microscopy can be used to witness the interaction between different phenotypes and genotypes at a certain assortment level and to determine the relative success of either.

The role of assortment (spatial segregation) in evolutionary scenarios can be examined using simple microbial systems in the laboratory that allow controlled adjustment of spatial distribution. By modifying the founder cell density, various assortment levels can be visualized using fluorescently labelled bacterial strains in the colony biofilms of Bacillus subtilis.

표면 식민지 미생물 집단에 공간 분리를 모니터링

Microbes provide an intriguing system to study social interaction among individuals within a population. The short generation times and relatively simple ...

연구

유전학

Live Cell Imaging of Bacillus subtilis and Streptococcus pneumoniae using Automated Time-lapse Microscopy

During the last few years scientists became increasingly aware that average data obtained from microbial population based experiments are not representative of the behavior, status or phenotype of single cells. Due to this new insight the number of single cell studies rises continuously (for recent reviews see 1,2,3). However, many of the single cell techniques applied do not allow monitoring the development and behavior of one specific single cell in time (e.g. flow cytometry or standard microscopy).
Here, we provide a detailed description of a microscopy method used in several recent studies 4, 5, 6, 7, which allows following and recording (fluorescence of) individual bacterial cells of Bacillus subtilis and Streptococcus pneumoniae through growth and division for many generations. The resulting movies can be used to construct phylogenetic lineage trees by tracing back the history of a single cell within a population that originated from one common ancestor. This time-lapse fluorescence microscopy method cannot only be used to investigate growth, division and differentiation of individual cells, but also to analyze the effect of cell history and ancestry on specific cellular behavior. Furthermore, time-lapse microscopy is ideally suited to examine gene expression dynamics and protein localization during the bacterial cell cycle. The method explains how to prepare the bacterial cells and construct the microscope slide to enable the outgrowth of single cells into a microcolony. In short, single cells are spotted on a semi-solid surface consisting of growth medium supplemented with agarose on which they grow and divide under a fluorescence microscope within a temperature controlled environmental chamber. Images are captured at specific intervals and are later analyzed using the open source software ImageJ.

Live Cell Imaging of Bacillus subtilis and Streptococcus pneumoniae using Automated Time-lapse Microscopy

This protocol provides a step-by-step procedure to monitor single cell behavior of different bacteria in time using automated fluorescence time-lapse microscopy. Furthermore, we provide guidelines how to analyze the microscopy images.

라이브 셀 이미징 바실러스 subtilis과 연쇄상 구균 pneumoniae 자동 시간 저속 현미경을 사용하여

During the last few years scientists became increasingly aware that average data obtained from microbial population based experiments are not ...

면역학 및 감염병학

Fluorescence Microscopy Methods for Determining the Viability of Bacteria in Association with Mammalian Cells

Central to the field of bacterial pathogenesis is the ability to define if and how microbes survive after exposure to eukaryotic cells. Current protocols to address these questions include colony count assays, gentamicin protection assays, and electron microscopy. Colony count and gentamicin protection assays only assess the viability of the entire bacterial population and are unable to determine individual bacterial viability. Electron microscopy can be used to determine the viability of individual bacteria and provide information regarding their localization in host cells. However, bacteria often display a range of electron densities, making assessment of viability difficult. This article outlines protocols for the use of fluorescent dyes that reveal the viability of individual bacteria inside and associated with host cells. These assays were developed originally to assess survival of Neisseria gonorrhoeae in primary human neutrophils, but should be applicable to any bacterium-host cell interaction. These protocols combine membrane-permeable fluorescent dyes (SYTO9 and 4&#39;,6-diamidino-2-phenylindole [DAPI]), which stain all bacteria, with membrane-impermeable fluorescent dyes (propidium iodide and SYTOX Green), which are only accessible to nonviable bacteria. Prior to eukaryotic cell permeabilization, an antibody or fluorescent reagent is added to identify extracellular bacteria. Thus these assays discriminate the viability of bacteria adherent to and inside eukaryotic cells. A protocol is also provided for using the viability dyes in combination with fluorescent antibodies to eukaryotic cell markers, in order to determine the subcellular localization of individual bacteria. The bacterial viability dyes discussed in this article are a sensitive complement and/or alternative to traditional microbiology techniques to evaluate the viability of individual bacteria and provide information regarding where bacteria survive in host cells.

Central to the field of bacterial pathogenesis is the ability to define if and how microbes survive after exposure to eukaryotic cells. This article outlines protocols for the use of fluorescent dyes that reveal the viability of individual bacteria inside and associated with host cells.

포유 동물 세포와 관련있는 박테리아의 생존을 확인하는 방법에 대한 형광 현미경 방법

Central to the field of bacterial pathogenesis is the ability to define if and how microbes survive after exposure to eukaryotic cells. Current protocols ...

Studying Interactions of Staphylococcus aureus with Neutrophils by Flow Cytometry and Time Lapse Microscopy

We present methods to study the effect of phenol soluble modulins (PSMs) and other toxins produced and secreted by Staphylococcus aureus on neutrophils. To study the effects of the PSMs on neutrophils we isolate fresh neutrophils using density gradient centrifugation. These neutrophils are loaded with a dye that fluoresces upon calcium mobilization. The activation of neutrophils by PSMs initiates a rapid and transient increase in the free intracellular calcium concentration. In a flow cytometry experiment this rapid mobilization can be measured by monitoring the fluorescence of a pre-loaded dye that reacts to the increased concentration of free Ca2+. Using this method we can determine the PSM concentration necessary to activate the neutrophil, and measure the effects of specific and general inhibitors of the neutrophil activation.	
	To investigate the expression of the PSMs in the intracellular space, we have constructed reporter fusions of the promoter of the PSM&alpha; operon to GFP. When these reporter strains of S. aureus are phagocytosed by neutrophils, the induction of expression can be observed using fluorescence microscopy.

Studying Interactions of Staphylococcus aureus with Neutrophils by Flow Cytometry and Time Lapse Microscopy

We present methods to study the effect of PSMs and other toxins secreted by Staphylococcus aureus on neutrophils using flow cytometry and fluorescence microscopy.

의 상호 작용을 연구<em&gt; 황색 포도상 구균</em&gt; 유동 세포 계측법 및 시간 경과 현미경에 의한 호중구와

We present methods to study the effect of phenol soluble modulins (PSMs)  and other toxins produced and secreted by Staphylococcus  aureus on neutrophils. ...

Porphyromonas gingivalis as a Model Organism for Assessing Interaction of Anaerobic Bacteria with Host Cells

Anaerobic bacteria far outnumber aerobes in many human niches such as the gut, mouth, and vagina. Furthermore, anaerobic infections are common and frequently of indigenous origin. The ability of some anaerobic pathogens to invade human cells gives them adaptive measures to escape innate immunity as well as to modulate host cell behavior. However, ensuring that the anaerobic bacteria are live during experimental investigation of the events may pose challenges. Porphyromonas gingivalis, a Gram-negative anaerobe, is capable of invading a variety of eukaryotic non-phagocytic cells. This article outlines how to successfully culture and assess the ability of P. gingivalis to invade human umbilical vein endothelial cells (HUVECs). Two protocols were developed: one to measure bacteria that can successfully invade and survive within the host, and the other to visualize bacteria interacting with host cells. These techniques necessitate the use of an anaerobic chamber to supply P. gingivalis with an anaerobic environment for optimal growth.
The first protocol is based on the antibiotic protection assay, which is largely used to study the invasion of host cells by bacteria. However, the antibiotic protection assay is limited; only intracellular bacteria that are culturable following antibiotic treatment and host cell lysis are measured. To assess all bacteria interacting with host cells, both live and dead, we developed a protocol that uses fluorescent microscopy to examine host-pathogen interaction. Bacteria are fluorescently labeled with 2&#39;,7&#39;-Bis-(2-carboxyethyl)-5-(and-6)-carboxyfluorescein acetoxymethyl ester (BCECF-AM) and used to infect eukaryotic cells under anaerobic conditions. Following fixing with paraformaldehyde and permeabilization with 0.2% Triton X-100, host cells are labeled with TRITC phalloidin and DAPI to label the cell cytoskeleton and nucleus, respectively. Multiple images taken at different focal points (Z-stack) are obtained for temporal-spatial visualization of bacteria. Methods used in this study can be applied to any cultivable anaerobe and any eukaryotic cell type.

Porphyromonas gingivalis as a Model Organism for Assessing Interaction of Anaerobic Bacteria with Host Cells

This article presents two protocols: one to measure anaerobic bacteria that can successfully invade and survive within the host, and the other to visualize anaerobic bacteria interacting with host cells. This study can be applied to any cultivable anaerobe and any eukaryotic cell type.

숙주 세포와 혐기성 세균의 상호 작용을 평가하기위한 모델 생물로 포피 진지 발리

Anaerobic bacteria far outnumber aerobes in many human niches such as the gut, mouth, and vagina. Furthermore, anaerobic infections are common and ...

Pneumococcus Infection of Primary Human Endothelial Cells in Constant Flow

Interaction of Streptococcus pneumoniae with the surface of endothelial cells is mediated in blood flow via mechanosensitive proteins such as the Von Willebrand Factor (VWF). This glycoprotein changes its molecular conformation in response to shear stress, thereby exposing binding sites for a broad spectrum of host-ligand interactions. In general, culturing of primary endothelial cells under a defined shear flow is known to promote the specific cellular differentiation and the formation of a stable and tightly linked endothelial layer resembling the physiology of the inner lining of a blood vessel. Thus, the functional analysis of interactions between bacterial pathogens and the host vasculature involving mechanosensitive proteins requires the establishment of pump systems that can simulate the physiological flow forces known to affect the surface of vascular cells.
The microfluidic device used in this study enables a continuous and pulseless recirculation of fluids with a defined flow rate. The computer-controlled air-pressure pump system applies a defined shear stress on endothelial cell surfaces by generating a continuous, unidirectional, and controlled medium flow. Morphological changes of the cells and bacterial attachment can be microscopically monitored and quantified in the flow by using special channel slides that are designed for microscopic visualization. In contrast to static cell culture infection, which in general requires a sample fixation prior to immune labeling and microscopic analyses, the microfluidic slides enable both the fluorescence-based detection of proteins, bacteria, and cellular components after sample fixation; serial immunofluorescence staining; and direct fluorescence-based detection in real time. In combination with fluorescent bacteria and specific fluorescence-labeled antibodies, this infection procedure provides an efficient multiple component visualization system for a huge spectrum of scientific applications related to vascular processes.

This study describes the microscopic monitoring of pneumococcus adherence to von Willebrand factor strings produced on the surface of differentiated human primary endothelial cells under shear stress in defined flow conditions. This protocol can be extended to detailed visualization of specific cell structures and quantification of bacteria by applying differential immunostaining procedures.

일정한 흐름에 있는 1 차적인 인간 내피 세포의 폐렴구균 감염

Interaction of Streptococcus pneumoniae with the surface of endothelial cells is mediated in blood flow via mechanosensitive proteins such as the Von ...

Applying Live Cell Imaging and Cryo-Electron Tomography to Resolve Spatiotemporal Features of the Legionella pneumophila Dot/Icm Secretion System

The Dot/Icm secretion system of Legionella pneumophila is a complex type IV secretion system (T4SS) nanomachine that localizes at the bacterial pole and mediates the delivery of protein and DNA substrates to target cells, a process generally requiring direct cell-to-cell contact. We have recently solved the structure of the Dot/Icm apparatus by cryo-electron tomography (cryo-ET) and showed that it forms a cell envelope-spanning channel that connects to a cytoplasmic complex. Applying two complementary approaches that preserve the native structure of the specimen, fluorescent microscopy in living cells and cryo-ET, allows in situ visualization of proteins and assimilation of the stoichiometry and timing of production of each machine component relative to other Dot/Icm subunits. To investigate the requirements for polar positioning and to characterize dynamic features associated with T4SS machine biogenesis, we have fused a gene encoding superfolder green fluorescent protein to Dot/Icm ATPase genes at their native positions on the chromosome. The following method integrates quantitative fluorescence microscopy of living cells and cryo-ET to quantify polar localization, dynamics, and structure of these proteins in intact bacterial cells. Applying these approaches for studying the Legionella pneumophila T4SS is useful for characterizing the function of the Dot/Icm system and can be adapted to study a wide variety of bacterial pathogens that utilize the T4SS or other types of bacterial secretion complexes.

Applying Live Cell Imaging and Cryo-Electron Tomography to Resolve Spatiotemporal Features of the Legionella pneumophila Dot/Icm Secretion System

Imaging of bacterial cells is an emerging systems biology approach focused on defining static and dynamic processes that dictate the function of large macromolecular machines. Here, integration of quantitative live cell imaging and cryo-electron tomography is used to study Legionella pneumophila type IV secretion system architecture and functions.

레지오넬라 폐렴 구균 도트/Icm 분비 시스템의 시공간적 특징을 해결하기 위해 라이브 세포 이미징 및 극저온 단층 촬영 적용

The Dot/Icm secretion system of Legionella pneumophila is a complex type IV secretion system (T4SS) nanomachine that localizes at the bacterial pole and ...

Visualization of Bacterial Resistance using Fluorescent Antibiotic Probes

Fluorescent antibiotics are multipurpose research tools that are readily used for the study of antimicrobial resistance, due to their significant advantage over other methods. To prepare these probes, azide derivatives of antibiotics are synthesized, then coupled with alkyne-fluorophores using azide-alkyne dipolar cycloaddition by click chemistry. Following purification, the antibiotic activity of the fluorescent antibiotic is tested by minimum inhibitory concentration assessment. In order to study bacterial accumulation, either spectrophotometry or flow cytometry may be used, allowing for much simpler analysis than methods relying on radioactive antibiotic derivatives. Furthermore, confocal microscopy can be used to examine localization within the bacteria, affording valuable information about mode of action and changes that occur in resistant species. The use of fluorescent antibiotic probes in the study of antimicrobial resistance is a powerful method with much potential for future expansion.

Fluorescently tagged antibiotics are powerful tools that can be used to study multiple aspects of antimicrobial resistance. This article describes the preparation of fluorescently tagged antibiotics and their application to studying antibiotic resistance in bacteria. Probes can be used to study mechanisms of bacterial resistance (e.g., efflux) by spectrophotometry, flow cytometry, and microscopy.

형광 항생제 프로브를 사용한 세균 저항성 시각화

Fluorescent antibiotics are multipurpose research tools that are readily used for the study of antimicrobial resistance, due to their significant ...

Kinetic Visualization of Single-Cell Interspecies Bacterial Interactions

Polymicrobial communities are ubiquitous in nature, yet studying their interactions at the single-cell level is difficult. Thus, a microscopy-based method has been developed for observing interspecies interactions between two bacterial pathogens. The use of this method to interrogate interactions between a motile Gram-negative pathogen, Pseudomonas aeruginosa and a non-motile Gram-positive pathogen, Staphylococcus aureus is demonstrated here. This protocol consists of co-inoculating each species between a coverslip and an agarose pad, which maintains the cells in a single plane and allows for visualization of bacterial behaviors in both space and time.
Furthermore, the time-lapse microscopy demonstrated here is ideal for visualizing the early interactions that take place between two or more bacterial species, including changes in bacterial species motility in monoculture and in coculture with other species. Due to the nature of the limited sample space in the microscopy setup, this protocol is less applicable for studying later interactions between bacterial species once cell populations are too high. However, there are several different applications of the protocol which include the use of staining for imaging live and dead bacterial cells, quantification of gene or protein expression through fluorescent reporters, and tracking bacterial cell movement in both single species and multispecies experiments.

This live-bacterial cell imaging protocol allows for visualization of interactions between multiple bacterial species at the single-cell level over time. Time-lapse imaging allows for observation of each bacterial species in monoculture or coculture to interrogate interspecies interactions in multispecies bacterial communities, including individual cell motility and viability.

단세포 종 간 세균성 상호 작용의 운동 시각화

Polymicrobial communities are ubiquitous in nature, yet studying their interactions at the single-cell level is difficult. Thus, a microscopy-based method ...

Utilizing pHluorin-tagged Receptors to Monitor Subcellular Localization and Trafficking

Understanding membrane protein trafficking, assembly, and expression requires an approach that differentiates between those residing in intracellular organelles and those localized on the plasma membrane. Traditional fluorescence-based measurements lack the capability to distinguish membrane proteins residing in different organelles. Cutting edge methodologies transcend traditional methods by coupling pH-sensitive fluorophores with total internal reflection fluorescence microscopy (TIRFM). TIRF illumination excites the sample up to approximately 150 nm from the glass-sample interface, thus decreasing background, increasing the signal to noise ratio, and enhancing resolution. The excitation volume in TIRFM encompasses the plasma membrane and nearby organelles such as the peripheral ER. Superecliptic pHluorin (SEP) is a pH sensitive version of GFP. Genetically encoding SEP into the extracellular domain of a membrane protein of interest positions the fluorophore on the luminal side of the ER and in the extracellular region of the cell. SEP is fluorescent when the pH is greater than 6, but remains in an off state at lower pH values. Therefore, receptors tagged with SEP fluoresce when residing in the endoplasmic reticulum (ER) or upon insertion in the plasma membrane (PM) but not when confined to a trafficking vesicle or other organelles such as the Golgi. The extracellular pH can be adjusted to dictate the fluorescence of receptors on the plasma membrane. The difference in fluorescence between TIRF images at neutral and acidic extracellular pH for the same cell corresponds to a relative number of receptors on the plasma membrane. This allows a simultaneous measurement of intracellular and plasma membrane resident receptors. Single vesicle insertion events can also be measured when the extracellular pH is neutral, corresponding to a low pH trafficking vesicle fusing with the plasma membrane and transitioning into a fluorescent state. This versatile technique can be exploited to study localization, expression, and trafficking of membrane proteins.

Labeling the extracellular domain of a membrane protein with a pH sensitive fluorophore, superecliptic pHluorin (SEP), allows subcellular localization, expression, and trafficking to be determined. Imaging SEP-labeled proteins with total internal reflection fluorescence microscopy (TIRFM) enables the quantification of protein levels in the peripheral ER and plasma membrane.

pHluorin 태그가 수용체를 활용하여하는 세포 현지화 및 인신 매매를 모니터링하기

Understanding membrane protein trafficking, assembly, and expression requires an approach that differentiates between those residing in intracellular ...

막 극성, 멤브레인 무결성 및 세포 내 이온 농도의 모니터링 변경

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