This research was supported by the Agriculture and Food Research Initiative competitive grant 2015-67012-22773 from the USDA National Institute of Food and Agriculture to K.L.H.

1. Preparazione di surnatante in essere testati per l&#39;attività <ol><li> Preparare un 0,5 mg / ml soluzione stock di mitomicina C sciogliendo la giusta quantità in sterile 0,1 M MgSO 4 Buffer (ad esempio 1 mg mitomicina C / 2 ml buffer). Conservare magazzino a 4 ° C in una luce contenitore protetto (mitomicina C è sensibile alla luce). </li><li> Inoculare una singola colonia di P. syringae in 3 ml di terreno B King (KB) brodo 14. Incubare per tutta la notte con agitazione (200 rpm) a temperatura ambiente (21-25 ° C). </li><li> La mattina seguente, diluire il brodo di coltura 1/100 in 3 ml di brodo KB fresco. Incubare per 3-4 ore con agitazione a temperatura ambiente. Aggiungere mitomicina C (0,5 mg / ml, concentrazione finale). Incubare la cultura per tutta la notte con agitazione a temperatura ambiente. NOTA: Mitomicina C provoca doppie rotture del DNA non recuperabili, stimolando così la risposta SOS della cellula, che porta alla produzione di entrambi i batteriofagi e batteriocine. </li><li> Pellet 1-2 ml mitomicina C culture indotta mediante centrifugazione a 20.000 xg per 5 minuti in una microcentrifuga da banco. </li><li> Rimuovere e sterilizzare sovranatanti di coltura sia facendo passare il surnatante attraverso un filtro con pori di 0,22 micron o trattando il surnatante con cloroformio (100 ml di cloroformio per 1 ml surnatante). <ol><li> Se si utilizza il cloroformio, agitare la miscela per 15 sec e lasciate incubare a temperatura ambiente per 1 ora. Dopo l&#39;incubazione, centrifugare la miscela a 20.000 xg per 5 min. NOTA: Cloroformio uccide le cellule in modo efficiente dai solubilizzazione loro membrane. Il vantaggio di utilizzare cloroformio sopra sterilizzazione filtro è che è più economico e più facile da scale-up qualora da molti (&gt; 20) campioni alla volta. Ci può essere una possibilità che una data attività di uccisione viene persa in seguito al trattamento cloroformio come risultato di partizionamento nella fase organica. </li><li> Rimuovere la fase superiore, acquosa utilizzando una pipetta 1 ml di una fresca, sterile 1,5 o 2,0 mlprovetta per microcentrifuga. Attenzione a non trasferire qualsiasi dello strato di cloroformio inferiore (è preferibile rimuovere meno della fase acquosa per evitare riporto). </li><li> Incubare il supernatante trasferito uncapped in una cappa aspirante per permettere cloroformio residua evapori (alcune ore). surnatanti Conservare a 4 ° C. </li></ol></li></ol> 2. La separazione e la concentrazione di alto peso molecolare battericida composti da polietilene glicole (PEG) Precipitazioni <ol><li> Per il surnatante sterile, aggiungere NaCl e PEG 8000 a 1 m e 10% concentrazioni finali rispettivamente. Ripetutamente invertire il campione fino a quando sia il NaCl e PEG sono completamente sciolti. Incubare i campioni in un bagno di ghiaccio per 1 ora o per una notte a 4 ° C. </li><li> Centrifugare i campioni a 16.000 xg per 30 min a 4 ° C. Un pellet dovrebbe formare sul fondo della provetta. Decantare il surnatante e risospendere il pellet in volume desiderato (ad esempio 1/10 o 1/100 del surnatante vol originaleume) di tampone (10 mM Tris, 10 mM MgSO 4, pH 7,0) pipettando ripetutamente. </li><li> Rimuovere PEG residua da due estrazioni sequenziali con un uguale volume di cloroformio. <ol><li> Combinare cloroformio con il pellet risospeso e vortex per 10 a 15 secondi, quindi centrifugare la miscela a 20.000 xg per 5 min. Trasferire la fase superiore, acquosa ad una provetta per microcentrifuga fresca. Ripetere questa estrazione fino a quando non l&#39;interfaccia bianca tra la fase acquosa e organica sia visibile (di solito 2 estrazioni totali). Lasciare che il cloroformio residua di evaporare dal surnatanti estratti in una cappa aspirante. </li></ol></li></ol> 3. Preparazione di Overlay e Testing surnatanti per attività <ol><li> Inoculare una singola colonia di un ceppo P. syringae da testare per la sensibilità in 3 ml di KB, incubare per tutta la notte con agitazione a temperatura ambiente. </li><li> La mattina seguente, di nuovo diluire la cultura 1/100 in KB fresco. Incubare 3-4 ore con agitazione a camera temperi. </li><li> Preparare sterilizzato agar acqua autoclavando una sospensione 0,35-0,7% (w / v) di agar in acqua ultrapura. NOTA: Uno stock di morbida agar acqua può essere fuso in un forno a microonde e riutilizzato più volte, sovrapposizione fresco non ha bisogno di essere preparati per ogni esperimento. Se agar acqua viene riutilizzata, è fondamentale per assicurarsi che sia completamente sciolto dopo la cottura a microonde. In caso contrario, la sovrapposizione avrà una consistenza granulosa sulla solidificazione che renderà difficile l&#39;interpretazione. In questo caso, sciogliere l&#39;agar per alcuni minuti in più nel forno a microonde di fatto in precedenza. </li><li> Mantenere il soft agar fuso in un bagno d&#39;acqua a 60 ° C prima dell&#39;uso. Usando una pipetta sierologica sterile, trasferire 3 ml di agar morbido per una provetta di coltura sterile. Riportare la provetta a bagnomaria per mantenere in uno stato fuso. </li><li> Versare la sovrapposizione, in primo luogo consentire l&#39;agar fuso raffreddare (si dovrebbe sentire caldo ma non bollente al tatto), ma non lasciare solidificare. </li><li> In una cappa sterile, inoculare 100 ml dila cultura ceppo tester in agar morbido e vortex per miscelare. Ruotare la cultura a mano per 10-15 secondi, poi versate su un fondo agar (KB agar). Inclinare il piatto in tutte le direzioni per assicurare l&#39;agar morbido copre in modo uniforme l&#39;agar fondo. NOTA: L&#39;agar inferiore può essere qualsiasi (1,5% agar) mezzo solidificato in cui il ceppo sperimentale cresce vigorosamente. Per 100 mm di diametro Petri standard utilizzano ~ 20 ml fuso media. L&#39;agar inferiore può essere preparato diverse settimane in anticipo (se mantenuta a 4 ° C senza asciugatura) o può essere preparato il giorno stesso. Se preparate il giorno stesso di eseguire la sovrapposizione, è meglio farlo prima della fase 3.4. </li><li> Coprire la piastra e lasciare 20-30 minuti a solidificare. Fare attenzione a non disturbare il piatto mentre la solidificazione. </li><li> Una volta solidificato, individuare 2-5 ml di surnatante (generato nelle sezioni 1 e 2, sopra) sulla sovrapposizione. Lasciare le piastre di incubare durante la notte a temperatura ambiente. Osservare e registrare i risultati la mattina seguente. Annotalopuò essere utile eseguire e spot da una diluizione seriale del surnatante. Questo permetterà ai ricercatori di distinguere tra batteriofago e l&#39;attività di compensazione batteriocina. In questo caso, si raccomanda di eseguire 1: 5 o 1:10 diluizioni. </li></ol>

<ol>
	<li>Cavera, V. L., Arthur, T. D., Kashtanov, D., Chikindas, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacteriocins+and+their+position+in+the+next+wave+of+conventional+antibiotics.">Bacteriocins and their position in the next wave of conventional antibiotics.</a> Int J of Antimicrob Agents. 46 (5), 494-501 (2015).</li><li>Blaser, M. J., Cardon, Z. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+a+Predictive+Understanding+of+Earth's+Microbiomes+to+Address+21st+Century+Challenges.">Toward a Predictive Understanding of Earth's Microbiomes to Address 21st Century Challenges.</a> MBio. 7 (3), e00714-e00716 (2016).</li><li>Hibbing, M. E., Fuqua, C., Parsek, M. R., Peterson, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacterial+competition:+surviving+and+thriving+in+the+microbial+jungle.">Bacterial competition: surviving and thriving in the microbial jungle.</a> Nat Rev Microbiol. 8 (1), 15-25 (2010).</li><li>Michel-Briand, Y., Baysse, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+pyocins+of+Pseudomonas+aeruginosa.">The pyocins of Pseudomonas aeruginosa.</a> Biochimie. 84 (5-6), 499-510 (2002).</li><li>Ghequire, M. G. K., De Mot, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ribosomally+encoded+antibacterial+proteins+and+peptides+from+Pseudomonas.">Ribosomally encoded antibacterial proteins and peptides from Pseudomonas.</a> FEMS Microbiol Rev. 38 (4), 523-568 (2014).</li><li>Cascales, E., Buchanan, S. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colicin+Biology.">Colicin Biology.</a> Microbiol and Mol Biol Rev. 71 (1), 158-229 (2007).</li><li>Brown, S. P., Le Chat, L., De Paepe, M., Taddei, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ecology+of+Microbial+Invasions:+Amplification+Allows+Virus+Carriers+to+Invade+More+Rapidly+When+Rare.">Ecology of Microbial Invasions: Amplification Allows Virus Carriers to Invade More Rapidly When Rare.</a> Curr Biol. 16 (20), 2048-2052 (2006).</li><li>Grinter, R., Roszak, A. W., Cogdell, R. J., Milner, J. J., Walker, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Crystal+Structure+of+the+Lipid+II-degrading+Bacteriocin+Syringacin+M+Suggests+Unexpected+Evolutionary+Relationships+between+Colicin+M-like+Bacteriocins.">The Crystal Structure of the Lipid II-degrading Bacteriocin Syringacin M Suggests Unexpected Evolutionary Relationships between Colicin M-like Bacteriocins.</a> J Biol Chem. 287 (46), 38876-38888 (2012).</li><li>Hockett, K. L., Renner, T., Baltrus, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Independent+Co-Option+of+a+Tailed+Bacteriophage+into+a+Killing+Complex+in+Pseudomonas.">Independent Co-Option of a Tailed Bacteriophage into a Killing Complex in Pseudomonas.</a> MBio. 6 (4), (2015).</li><li>Iacobellis, N. S., Lavermicocca, P., Grgurina, I., Simmaco, M., Ballio, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phytotoxic+properties+of+Pseudomonas+syringae+pv.+syringae+toxins.">Phytotoxic properties of Pseudomonas syringae pv. syringae toxins.</a> Physiol Mol Plant Pathol. 40 (2), 107-116 (1992).</li><li>Baltrus, D. A., Hendry, T. A., Hockett, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ecological+Genomics+of+Pseudomonas+syringae.">Ecological Genomics of Pseudomonas syringae.</a> Genomics of Plant-Associated Bacteria. , 59-77 (2014).</li><li>Gratia, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Numerical+Relationships+between+Lysogenic+Bacteria+and+Particles+of+Bacteriophage.">Numerical Relationships between Lysogenic Bacteria and Particles of Bacteriophage.</a> Ann Inst Pasteur. 57, 652 (1936).</li><li>King, E. O., Ward, M. K., Raney, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two+simple+media+for+the+demonstration+of+pyocyanin+and+fluorescin.">Two simple media for the demonstration of pyocyanin and fluorescin.</a> J Lab Clin Med. 44, 301-307 (1954).</li><li>Heng, N. C. K., Wescombe, P. A., Burton, J. P., Jack, R. W., Tagg, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Diversity+of+Bacteriocins+in+Gram-Positive+Bacteria+.">The Diversity of Bacteriocins in Gram-Positive Bacteria .</a> Bacteriocins. (Chapter 4), 45-92 (2007).</li><li>Kawai, Y., Saito, T., Uemura, J., Itoh, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+Detection+Method+for+Bacteriocin+and+Distribution+of+Bacteriocin-producing+Strains+in+Lactobacillus+acidophilusGroup+Lactic+Acid+Bacteria+Isolated+from+Human+Feces.">Rapid Detection Method for Bacteriocin and Distribution of Bacteriocin-producing Strains in Lactobacillus acidophilusGroup Lactic Acid Bacteria Isolated from Human Feces.</a> Biosci Biotechnol Biochem. 61 (1), 179-182 (2014).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

La tecnica di sovrapposizione di soft-agar qui descritto è stato ampiamente applicato per molti decenni dai ricercatori interessati a batteriofagi o batteriocine. I principali vantaggi di questo approccio sono che è semplice, economico e relativamente facile da interpretare. Combinando la sovrapposizione soft-agar con PEG precipitazioni e la diluizione di serie, agenti antimicrobici possono essere separati in alto contro gli agenti a basso peso molecolare, e replicative vs non-replicativa agenti (cioè batteriofago vs. tailocin, rispettivamente). Infine, l&#39;incorporazione di manipolazione genetica mirata (soppressione e complementazione) di batteriocine putativo o loci profago può fermamente stabilire l&#39;identità di un dato composto antagonista. Abbiamo recentemente usato questo metodo per descrivere una nuova batteriofago di derivazione batteriocina prevalente tra Pseudomonas syringae ceppi 9. I media di crescita e le condizioni indicate in questo lavoro protocollo bene per Pseudomonas syringae e probabilmente sufficiente per altri batteri Gram-negativi che crescono vigorosamente in queste condizioni. Tuttavia, i ricercatori utilizzano questo metodo vorranno ottimizzare i tempi, terreno di coltura, metodo di induzione, e temperatura di incubazione per il loro sistema. I parametri critici includono indurre la cultura produrre mentre nella fase di crescita logaritmica, nonché semina sovrapposizione soft-agar con sufficiente cultura fase logaritmica di garantire una distribuzione batterica uniforme, ma la cultura non eccessivo, che oscurare potenziali zone di compensazione. Ci sono molti batteriocine che non sono indotte come parte della risposta SOS, ma piuttosto sono indotti attraverso sistemi di rilevamento del quorum peptide-based (in particolare batteriocine Gram-positivi 15), in tal modo, un ricercatore può essere utile per lo screening diversi metodi di induzione diversi (come ad esempio modificando contenuto di nutrienti di indurre medio o consentendo di incubazione del ceppo produzione). Quando si usaquesta tecnica, la sovrapposizione soft-agar deve essere accuratamente fusa e mantenuta a 55-60 ° C prima dell&#39;aggiunta del ceppo semina. Abbiamo avuto diversi esperimenti in cui il soft-agar non è stato completamente fuso (anche se visivamente sembrava essere) e ha portato a una sovrapposizione con un aspetto granuloso. I risultati di una sovrapposizione granulosa possono ancora essere generalmente interpretabile, tuttavia, questo dipende dalla forza di inibizione (inibizione debole sarà più difficile osservare). Una variabile confondendo finale da considerare quando si utilizza questa tecnica è che la temperatura del agar fuso è consentito raffreddi prima dell&#39;inoculo con il ceppo semina, in modo da evitare di uccidere il ceppo semina. Per evitare questo problema, possiamo garantire il soft-agar è caldo, ma non bollente, al tatto. Su questa linea, abbiamo anche osservato che se diamo il tempo insufficiente per una cultura di semina per ambientarsi al agar fuso, prima di versare la sovrapposizione, recuperiamo generalmente scarsa g battericaRESCITA, il che rende l&#39;interpretazione di inibizione specifica difficili o impossibili da interpretare. Questo è il motivo per cui permettiamo 10-15 ulteriori secondi di incubazione tra vortex e versando la sovrapposizione. Il trade-off tra il mantenimento l&#39;agar in uno stato completamente fuso (più caldo è meglio), ma non letale per il ceppo di semina (più caldo non è migliore) è quello che sarà probabilmente bisogno di essere determinato da un ricercatore attraverso tentativi ed errori. Se viene utilizzata una fase di precipitazione PEG, sarebbe vantaggioso includere un controllo negativo in cui un mezzo di brodo sterile viene elaborato identico al supernatante della coltura. Questo farà sì che uccidere attività non è il risultato di PEG residua o cloroformio nel supernatante campione. Poiché entrambe batteriofagi e batteriocine tendono ad essere altamente specifica, non è raro incontrare alcuna attività uccisione evidente con una data combinazione di ceppi. Ciò può derivare da una varietà di specifico ceppo remeccanismi sistance, uno è che il ceppo tester o manca o ha una versione non riconosciuta del recettore necessario per il targeting da un dato batteriocina o batteriofago. Un metodo alternativo, metodo di screening batteriocine è stata descritta da Kawai et al. , Ma soffre di inconvenienti e non è stato ampiamente adottato 16. In particolare, questa tecnica richiede osservando campioni brodo a intervalli di tempo che possono essere onerose, e non consente la discriminazione tra attività di uccisione batteriofago-derivato e batteriocine-derivato. I principali limiti di questa tecnica è che non è adatto per gli organismi che non crescono robusta (e quindi mancheranno zone di compensazione facilmente distinguibili) o che profagi porto o batteriocine che non sono prodotte con fermezza in condizioni di laboratorio. Adattamento di questa tecnica per rilevare batteriocine prodotte in campioni ambientali sarebbero sia espandere l&#39;utilitàdi questa tecnica e facilitare una maggiore comprensione del ruolo di batteriocine all&#39;interno di ambienti naturali.

Recentemente, vi è stato un notevole interesse ad approfondire la nostra comprensione dell&#39;ecologia microbica (in particolare le microbiomes di vari ambienti), così come i nuovi composti antibatterici da utilizzare nella lotta contro gli agenti patogeni resistenti agli antibiotici 1,2. Un tema di interconnessione tra questi interessi è la comprensione delle interazioni antagoniste tra i ceppi batterici nel loro ambiente naturale. Ci sono molti modi in cui i batteri antagonizzano concorrenti 3. Batteriocine, un gruppo eterogeneo di composti antibatterici, proteici, sono stati a lungo studiati per il loro ruolo nel mediare l&#39;antagonismo interbatterica, con due delle specie più studiate essere Pseudomonas aeruginosa 4,5 e Escherichia coli 6, importanti agenti patogeni umani. Oltre a batteriocine, profagi indotte possono anche agire come agenti anticompetitor, consentendo un ceppo di invadere in una nicchia che è già colonizzato 7. Pseudomonas syringae è un patogeno pianta nota per produrre una serie di agenti antimicrobici, compresi singoli batteriocine proteiche 8, batteriocine coda derivato batteriofago 9 (tailocins chiamati), così come metaboliti secondari non proteici 10. Recentemente vi è stato interesse per capire come questi antimicrobici influenzano l&#39;ecologia di questo organismo, così come il modo in cui possono essere utilizzate per controllare le malattie delle piante 11. Un metodo ampiamente utilizzato per studiare sia batteriocine e batteriofago è la tecnica di sovrapposizione soft-agar. Questo metodo è stato descritto da Gratia nel 1936 agli aiuti di enumerazione batteriofago 12,13. Qui si descrive l&#39;applicazione del metodo di sovrapposizione soft-agar, in combinazione con mirata manipolazione genetica e polietilenglicole precipitazioni (PEG), nel distinguere fra tre diversi agenti antimicrobici (un batteriofago, un elevato peso molecolare bacteriocin, e un basso peso molecolare batteriocina) prodotto da un singolo ceppo batterico. Il vantaggio di questo approccio è che è relativamente semplice e poco costoso, che è il motivo per cui, nonostante sia decisamente &#39;low-tech&#39;, è ancora ampiamente utilizzato.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="717">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:231px;">Mitomycin C</td>
			<td style="width:179px;">Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td style="width:140px;">sc-3514</td>
			<td style="width:167px;">Carcinogenic. use appropriate PPE (i.e. gloves, eye protection, and face mask), particularly when preparing the stock solution.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Chloroform</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>34854</td>
			<td>Acutely toxic, respiratory hazard. Use appropriate PPE (glove and eye shield), handle open containers within a chemical fume hood.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Polyethylene Glycol (PEG)</td>
			<td>Amresco</td>
			<td>0159</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Bacteriological grade agar</td>
			<td>Genesee Scientific</td>
			<td>20-274</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

use of the soft-agar overlay technique to screen for bacterially produced inhibitory compounds

La tecnica di sovrapposizione di soft-agar è stato originariamente sviluppato più di 70 anni fa ed è stato ampiamente utilizzato in diverse aree della ricerca microbiologica, compreso il lavoro con i batteriofagi e batteriocine, agenti antibatterici proteici. Questo approccio è relativamente economico, con requisiti di risorse minime. Questa tecnica consiste individuare surnatante da un ceppo donatore (potenzialmente ospitare un composto tossico (s)) in un solidificata agar morbido che viene inseminata con un ceppo batterico di prova (potenzialmente sensibile al composto tossico (s)). Abbiamo utilizzato questa tecnica per lo screening di una libreria di Pseudomonas syringae ceppi per l&#39;uccisione intraspecifica. Combinando questo approccio con una fase di precipitazione e delezioni geniche mirate, composti tossici più prodotte dallo stesso ceppo possono essere differenziati. I due agenti antagonisti comunemente recuperati utilizzando questa tecnica sono batteriofagi e batteriocine. Questi due agenti possono essere differenziati utilizzandodue semplici test aggiuntivi. Esecuzione di una diluizione seriale di un surnatante contenente batteriofago si tradurrà in singole placche diventando meno in numero con una maggiore diluizione, mentre la diluizione seriale di un surnatante contenente batteriocina comporterà una zona di compensazione che diventa uniformemente più torbida con una maggiore diluizione. Inoltre, un batteriofago produrrà una zona di compensazione quando trovato su un fresco morbido agar seminato con lo stesso ceppo, mentre una batteriocina non produrrà una zona di compensazione quando trasferito su un morbido prato fresco agar, a causa della diluizione del batteriocine.

La combinazione della sovrapposizione agar morbido e PEG precipitazione può essere usato per identificare e caratterizzare differenti agenti antimicrobici prodotte dallo stesso ceppo. La figura 1 mostra due ceppi di P. syringae (A e B) che sono inibiti da un terzo ceppo della stessa specie. I due ceppi, tuttavia, sono inibiti da diverse batteriocine. La zona di compensazione sul ceppo A presenta un bordo tagliente, mentre la zona di compensazione sul ceppo B è più grande, e presenta un bordo non tagliente. manipolazioni genetiche all&#39;interno del ceppo produzione di quel particolare inattivano sia il tailocin (tailocin carente) o basso peso molecolare batteriocina conferma (batteriocina carente) che i ceppi A e B sono sensibili alle batteriocine distinti. La figura 2 mostra che l&#39;uccisione batteriofago-mediata può essere distinto da altri antimicrobici non replicativa confrontando una serie di diluizioni. Poiché entrambe le batteriocine eprofago può essere indotta da trattamenti mitomicina C, le attività di questi due agenti possono molto simili tra loro (in particolare se il fago attivato è abbondante). Nel caso di compensazione batteriofago-mediata, diluizione del surnatante risolverà in singoli placche (zone di compensazione) mentre compensazione batteriocine-mediata non risolve in tali placche. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/55064/55064fig1.jpg" /> Figura 1: distinzione fenotipica di più agenti antimicrobici prodotte dallo stesso ceppo. Strain A è sensibile ad un alto batteriocina peso molecolare (tailocin) ma non un basso peso molecolare alternativa batteriocine, come evidenziato dalla mancanza di compensazione nel tailocin ceppo carente, ma non il batteriocina ceppo carente. Viceversa, ceppo B è insensibile alla tailocin, ma è sensibile al basso batteriocina peso molecolare. Il tailocin è efficposi- zione ergonomica, recuperati in seguito PEG precipitazioni, mentre inferiori batteriocine peso molecolare non lo sono. WT = wild type. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55064/55064fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="figura 2" src="/files/ftp_upload/55064/55064fig2.jpg" /> Figura 2: Distinguere tra antimicrobici e dei batteriofagi non replicativa. (A) La diluizione di un alto titolo di batteriofagi risultati nelle singole placche che diventano meno numerose (in alto alto titolo, basso basso titolo). (B) diluizione di batteriocine risultati in modo uniforme meno compensazione che non si risolve in singoli placche. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55064/55064fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Use of the Soft-agar Overlay Technique to Screen for Bacterially Produced Inhibitory Compounds at JoVE.com

Use of the Soft-agar Overlay Technique to Screen for Bacterially Produced Inhibitory Compounds

We describe a simple method for screening bacterial cultures for the production of compounds inhibitory towards other bacteria.

L&#39;utilizzo della tecnica di sovrapposizione Soft-agar per lo screening composti inibitori bacterially Prodotto

The soft-agar overlay technique was originally developed over 70 years ago and has been widely used in several areas of microbiological research, ...

use-soft-agar-overlay-technique-to-screen-for-bacterially-produced

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

32.0K Views.  University of Arizona. We describe a simple method for screening bacterial cultures for the production of compounds inhibitory towards other bacteria. 

Video: Use of the Soft-agar Overlay Technique to Screen for Bacterially Produced Inhibitory Compounds

Use of Galleria mellonella as a Model Organism to Study Legionella pneumophila Infection

Legionella pneumophila, the causative agent of a severe pneumonia named Legionnaires&#39; disease, is an important human pathogen that infects and replicates within alveolar macrophages. Its virulence depends on the Dot/Icm type IV secretion system (T4SS), which is essential to establish a replication permissive vacuole known as the Legionella containing vacuole (LCV). L. pneumophila infection can be modeled in mice however most mouse strains are not permissive, leading to the search for novel infection models. We have recently shown that the larvae of the wax moth Galleria mellonella are suitable for investigation of L. pneumophila infection. G. mellonella is increasingly used as an infection model for human pathogens and a good correlation exists between virulence of several bacterial species in the insect and in mammalian models. A key component of the larvae&#39;s immune defenses are hemocytes, professional phagocytes, which take up and destroy invaders. L. pneumophila is able to infect, form a LCV and replicate within these cells. Here we demonstrate protocols for analyzing L. pneumophila virulence in the G. mellonella model, including how to grow infectious L. pneumophila, pretreat the larvae with inhibitors, infect the larvae and how to extract infected cells for quantification and immunofluorescence microscopy. We also describe how to quantify bacterial replication and fitness in competition assays. These approaches allow for the rapid screening of mutants to determine factors important in L. pneumophila virulence, describing a new tool to aid our understanding of this complex pathogen.

Use of Galleria mellonella as a Model Organism to Study Legionella pneumophila Infection

The larva of the wax moth Galleria mellonella was recently established as an in vivo model to study Legionella pneumophila infection. Here, we demonstrate fundamental techniques to characterize the pathogenesis of Legionella in the larvae, including inoculation, measurement of bacterial virulence and replication as well as extraction and analysis of infected hemocytes.

Uso di<em&gt; Galleria mellonella</em&gt; Come organismo modello per studiare<em&gt; Legionella pneumophila</em&gt; Infezione

Legionella pneumophila, the causative agent of a severe pneumonia named Legionnaires&#39; disease, is an important human pathogen that infects and ...

Ricerca

Immunologia e infezioni

Use of Shigella flexneri to Study Autophagy-Cytoskeleton Interactions

Shigella flexneri is an intracellular pathogen that can escape from phagosomes to reach the cytosol, and polymerize the host actin cytoskeleton to promote its motility and dissemination. New work has shown that proteins involved in actin-based motility are also linked to autophagy, an intracellular degradation process crucial for cell autonomous immunity. Strikingly, host cells may prevent actin-based motility of S. flexneri by compartmentalizing bacteria inside &#8216;septin cages&#8217; and targeting them to autophagy. These observations indicate that a more complete understanding of septins, a family of filamentous GTP-binding proteins, will provide new insights into the process of autophagy. This report describes protocols to monitor autophagy-cytoskeleton interactions caused by S. flexneri in vitro using tissue culture cells and in vivo using zebrafish larvae. These protocols enable investigation of intracellular mechanisms that control bacterial dissemination at the molecular, cellular, and whole organism level.

Use of Shigella flexneri to Study Autophagy-Cytoskeleton Interactions

To counteract pathogen dissemination, host cells reorganize their cytoskeleton to compartmentalize bacteria and induce autophagy. Using Shigella infection of tissue culture cells, host and pathogen determinants underlying this process are identified and characterized. Using zebrafish models of Shigella infection, the role of discovered molecules and mechanisms are investigated in vivo.

Uso di<em&gt; Shigella flexneri</em&gt; Per studiare le interazioni autofagia-Citoscheletro

Shigella flexneri is an intracellular pathogen that can escape from phagosomes to reach the cytosol, and polymerize the host actin cytoskeleton to promote ...

Analysis of the Epithelial Damage Produced by Entamoeba histolytica Infection

Entamoeba histolytica is the causative agent of human amoebiasis, a major cause of diarrhea and hepatic abscess in tropical countries. Infection is initiated by interaction of the pathogen with intestinal epithelial cells. This interaction leads to disruption of intercellular structures such as tight junctions (TJ). TJ ensure sealing of the epithelial layer to separate host tissue from gut lumen. Recent studies provide evidence that disruption of TJ by the parasitic protein EhCPADH112 is a prerequisite for E. histolytica invasion that is accompanied by epithelial barrier dysfunction. Thus, the analysis of molecular mechanisms involved in TJ disassembly during E. histolytica invasion is of paramount importance to improve our understanding of amoebiasis pathogenesis. This article presents an easy model that allows the assessment of initial host-pathogen interactions and the parasite invasion potential. Parameters to be analyzed include transepithelial electrical resistance, interaction of EhCPADH112 with epithelial surface receptors, changes in expression and localization of epithelial junctional markers and localization of parasite molecules within epithelial cells.

Analysis of the Epithelial Damage Produced by Entamoeba histolytica Infection

Human infection by Entamoeba histolytica leads to amoebiasis, a major cause of diarrhea in tropical countries. Infection is initiated by pathogen interactions with intestinal epithelial cells, provoking the opening of cell-cell contacts and consequently diarrhea, sometimes followed by liver infection. This article provides a model to assess the early host-pathogen interactions to improve our understanding of amoebiasis pathogenesis.

Analisi del danno epiteliale Prodotto da<em&gt; Entamoeba histolytica</em&gt; Infezione

Entamoeba histolytica is the causative agent of human amoebiasis, a major cause of diarrhea and hepatic abscess in tropical countries. Infection is ...

Using the Overlay Assay to Qualitatively Measure Bacterial Production of and Sensitivity to Pneumococcal Bacteriocins

Streptococcus pneumoniae colonizes the highly diverse polymicrobial community of the nasopharynx where it must compete with resident organisms. We have shown that bacterially produced antimicrobial peptides (bacteriocins) dictate the outcome of these competitive interactions. All fully-sequenced pneumococcal strains harbor a bacteriocin-like peptide (blp) locus. The blp locus encodes for a range of diverse bacteriocins and all of the highly conserved components needed for their regulation, processing, and secretion. The diversity of the bacteriocins found in the bacteriocin immunity region (BIR) of the locus is a major contributor of pneumococcal competition. Along with the bacteriocins, immunity genes are found in the BIR and are needed to protect the producer cell from the effects of its own bacteriocin. The overlay assay is a quick method for examining a large number of strains for competitive interactions mediated by bacteriocins. The overlay assay also allows for the characterization of bacteriocin-specific immunity, and detection of secreted quorum sensing peptides. The assay is performed by pre-inoculating an agar plate with a strain to be tested for bacteriocin production followed by application of a soft agar overlay containing a strain to be tested for bacteriocin sensitivity. A zone of clearance surrounding the stab indicates that the overlay strain is sensitive to the bacteriocins produced by the pre-inoculated strain. If no zone of clearance is observed, either the overlay strain is immune to the bacteriocins being produced or the pre-inoculated strain does not produce bacteriocins. To determine if the blp locus is functional in a given strain, the overlay assay can be adapted to evaluate for peptide pheromone secretion by the pre-inoculated strain. In this case, a series of four lacZ-reporter strains with different pheromone specificity are used in the overlay.

Competition in Streptococcus pneumoniae is mediated by bacteriocins, small antimicrobial peptides with inhibitory activity towards pneumococcus and other related species.&#160; Here we describe an optimized bacterial overlay assay that allows for the characterization of bacteriocin activity and inhibitory spectrum, bacteriocin-specific immunity, and detection of secreted quorum sensing peptides.

Utilizzando il Overlay saggio misurare Qualitativamente produzione batterica di sensibilità e di pneumococcico batteriocine

Streptococcus pneumoniae colonizes the highly diverse polymicrobial community of the nasopharynx where it must compete with resident organisms.  We have ...

Viral Concentration Determination Through Plaque Assays: Using Traditional and Novel Overlay Systems

Plaque assays remain one of the most accurate methods for the direct quantification of infectious virons and antiviral substances through the counting of discrete plaques (infectious units and cellular dead zones) in cell culture. Here we demonstrate how to perform a basic plaque assay, and how differing overlays and techniques can affect plaque formation and production. Typically solid or semisolid overlay substrates, such as agarose or carboxymethyl cellulose, have been used to restrict viral spread, preventing indiscriminate infection through the liquid growth medium. Immobilized overlays restrict cellular infection to the immediately surrounding monolayer, allowing the formation of discrete countable foci and subsequent plaque formation. To overcome the difficulties inherent in using traditional overlays, a novel liquid overlay utilizing microcrystalline cellulose and carboxymethyl cellulose sodium has been increasingly used as a replacement in the standard plaque assay. Liquid overlay plaque assays can be readily performed in either standard 6 or 12 well plate formats as per traditional techniques and require no special equipment. Due to its liquid state and subsequent ease of application and removal, microculture plate formats may alternatively be utilized as a rapid, accurate and high throughput alternative to larger scale viral titrations. Use of a non heated viscous liquid polymer offers the opportunity to streamline work, conserves reagents, incubator space, and increases operational safety when used in traditional or high containment labs as no reagent heating or glassware are required. Liquid overlays may also prove more sensitive than traditional&#160;overlays for certain heat labile viruses.

Plaque assays are the gold standard for viral quantification, utilizing entrapping overlays on host cellular monolayers to determine viral titers. While various semisolid overlays have traditionally been used, here we demonstrate plaque techniques comparing semisolid overlays to a novel liquid microcrystalline cellulose among several families of viruses.

Viral Determinazione Concentrazione Attraverso placca saggi: Sistemi overlay per mezzo di tradizionali e nuovi

Plaque assays remain one of the most accurate methods for the direct quantification of infectious virons and antiviral substances through the counting of ...

Early Viral Entry Assays for the Identification and Evaluation of Antiviral Compounds

Cell-based systems are useful for discovering antiviral agents. Dissecting the viral life cycle, particularly the early entry stages, allows a mechanistic approach to identify and evaluate antiviral agents that target specific steps of the viral entry. In this report, the methods of examining viral inactivation, viral attachment, and viral entry/fusion as antiviral assays for such purposes are described, using hepatitis C virus as a model. These assays should be useful for discovering novel antagonists/inhibitors to early viral entry and help expand the scope of candidate antiviral agents for further drug development.

Here, we present a protocol that examines specific steps of the viral entry to identify and evaluate novel antiviral agents.

All&#39;inizio virali ingresso saggi per l&#39;identificazione e la valutazione di composti antivirali

Cell-based systems are useful for discovering antiviral agents. Dissecting the viral life cycle, particularly the early entry stages, allows a mechanistic ...

The Use of Flow Cytometry to Assess the State of Chromatin in T Cells

During a proper immune response, quiescent T cells become activated upon antigen presentation to their antigen-specific T cell receptor. This leads to clonal proliferation of only those T cells that bear a receptor that recognizes the antigen. Chromatin decondensation is a hallmark of T cell activation and is required for T cells to acquire the ability to proliferate after antigen engagement. This change in chromatin condensation can be detected using antibodies raised against histone proteins. These antibodies cannot bind to their epitopes in na&#239;ve T cells as well as they can in activated T cells. We describe how to simultaneously stain T cell-specific surface markers, track viability with a fixable dead cell stain, and measure chromatin status via intracellular staining of Histone H3 proteins. Stained cells are analyzed by flow cytometry and chromatin condensation status is measured as the mean fluorescence intensity (MFI) of the Histone H3 stain. Chromatin decondensation during T cell activation is demonstrated as an increase in the MFI

Flow cytometry can be utilized to assess the state of chromatin within T cells. This protocol allows scientists to interpret evidence of chromatin decondensation during T cell activation demonstrated by an increase in the mean florescence intensity (MFI) of fluorescent Histone H3 antibodies

L&#39;uso di citometria a flusso per valutare lo stato della cromatina in cellule T

During a proper immune response, quiescent T cells become activated upon antigen presentation to their antigen-specific T cell receptor. This leads to ...

Overexpression and Purification of Human Cis-prenyltransferase in Escherichia coli

Prenyltransferases (PT) are a group of enzymes that catalyze chain elongation of allylic diphosphate using isopentenyl diphosphate (IPP) via multiple condensation reactions. DHDDS (dehydrodolichyl diphosphate synthase) is a eukaryotic long-chain cis-PT (forming cis double bonds from the condensation reaction) that catalyzes chain elongation of farnesyl diphosphate (FPP, an allylic diphosphate) via multiple condensations with isopentenyl diphosphate (IPP). DHDDS is of biomedical importance, as a non-conservative mutation (K42E) in the enzyme results in retinitis pigmentosa, ultimately leading to blindness. Therefore, the present protocol was developed in order to acquire large quantities of purified DHDDS, suitable for mechanistic studies. Here, the usage of protein fusion, optimized culture conditions and codon-optimization were used to allow the overexpression and purification of functionally active human DHDDS in E. coli. The described protocol is simple, cost-effective and time sparing. The homology of cis-PT among different species suggests that this protocol may be applied for other eukaryotic cis-PT as well, such as those involved in natural rubber synthesis.

Overexpression and Purification of Human Cis-prenyltransferase in Escherichia coli

A simple protocol for overexpression and purification of codon-optimized, human cis-prenyltransferase, under non-denaturing conditions, from Escherichia coli, is described, along with an enzymatic activity assay. This protocol can be generalized for production of other cis- prenyltransferase proteins in quantity and quality suitable for mechanistic studies.

Sovrapressione e purificazione dell&#39;uomo<em&gt; Cis</em&gt; -preniltransferasi in<emEscherichia coli</em

Prenyltransferases (PT) are a group of enzymes that catalyze chain elongation of allylic diphosphate using isopentenyl diphosphate (IPP) via multiple ...

A Novel Feeder-free System for Mass Production of Murine Natural Killer Cells In Vitro

Natural killer (NK) cells belong to the innate immune system and are a first-line anti-cancer immune defense; however, they are suppressed in the tumor microenvironment and the underlying mechanism is still largely unknown. The lack of a consistent and reliable source of NK cells limits the research progress of NK cell immunity. Here, we report an in vitro system that can provide high quality and quantity of bone marrow-derived murine NK cells under a feeder-free condition. More importantly, we also demonstrate that siRNA-mediated gene silencing successfully inhibits the E4bp4-dependent NK cell maturation by using this system. Thus, this novel in vitro NK cell differentiating system is a biomaterial solution for immunity research.

A Novel Feeder-free System for Mass Production of Murine Natural Killer Cells In Vitro

Here, we present a protocol to mass-produce gene-silencing murine NK cells by using a feeder-free differentiation system for mechanistic study in vitro and in vivo.

Un nuovo sistema privo di alimentatore per la produzione di massa di cellule di assassino naturali murini In Vitro

Natural killer (NK) cells belong to the innate immune system and are a first-line anti-cancer immune defense; however, they are suppressed in the tumor ...

Use of the Invertebrate Galleria mellonella as an Infection Model to Study the Mycobacterium tuberculosis Complex

Tuberculosis is the leading global cause of infectious disease mortality and roughly a quarter of the world&#8217;s population is believed to be infected with Mycobacterium tuberculosis. Despite decades of research, many of the mechanisms behind the success of M. tuberculosis as a pathogenic organism remain to be investigated, and the development of safer, more effective antimycobacterial drugs are urgently needed to tackle the rise and spread of drug resistant tuberculosis. However, the progression of tuberculosis research is bottlenecked by traditional mammalian infection models that are expensive, time consuming, and ethically challenging. Previously we established the larvae of the insect Galleria mellonella (greater wax moth) as a novel, reproducible, low cost, high-throughput and ethically acceptable infection model for members of the M. tuberculosis complex. Here we describe the maintenance, preparation, and infection of G. mellonella with bioluminescent Mycobacterium bovis BCG lux. Using this infection model, mycobacterial dose dependent virulence can be observed, and a rapid readout of in vivo mycobacterial burden using bioluminescence measurements is easily achievable and reproducible. Although limitations exist, such as the lack of a fully annotated genome for transcriptomic analysis, ontological analysis against genetically similar insects can be carried out. As a low cost, rapid, and ethically acceptable model for tuberculosis, G. mellonella can be used as a pre-screen to determine drug efficacy and toxicity, and to determine comparative mycobacterial virulence prior to the use of conventional mammalian models. The use of the G. mellonella-mycobacteria model will lead to a reduction in the substantial number of animals currently used in tuberculosis research.

Use of the Invertebrate Galleria mellonella as an Infection Model to Study the Mycobacterium tuberculosis Complex

Galleria mellonella was recently established as a reproducible, cheap, and ethically acceptable infection model for the Mycobacterium tuberculosis complex. Here we describe and demonstrate the steps taken to establish successful infection of G. mellonella with bioluminescent Mycobacterium bovis BCG lux.

Uso della mellonella Invertebrate Galleria come modello di infezione per studiare il complesso di tubercolosi Mycobacterium

Tuberculosis is the leading global cause of infectious disease mortality and roughly a quarter of the world&#8217;s population is believed to be infected ...