출처: 이안 페퍼 박사와 찰스 게르바 박사의 연구소 - 애리조나 대학교
데모 저자: 루이사 이크너
토양 내의 미생물 지역 사회에 대한 전통적인 분석 방법은 일반적으로 선택적 및 차동 매체 또는 직접 카운트 분석에 희석 및 도금 방법론을 활용하는 문화적 분석과 관련이 있습니다. 직접 카운트는 존재하는 박테리아의 총 수에 대한 정보를 제공하지만, 지역 사회 내에 존재하는 인구의 수 또는 다양성에 대한 정보를 제공하지 않습니다. 판 수는 총 문화 또는 선택 된 문화 인구의 열거를 허용하고, 따라서 존재하는 다른 인구에 대한 정보를 제공합니다. 그러나 토양 박테리아의 1% 미만이 쉽게 배율로 나오기 때문에 문화 정보는 그림의 한 조각만 제공합니다. 문화가 될 수 있는 공동체의 실제 분수는 문화적 수에 따라 선택된 매체에 따라 달라집니다. 단일 매체는 특정 매체에 가장 적합한 채우기를 선택합니다.
최근 몇 년 동안, 토양 샘플에서 추출 된 지역 사회 DNA를 연구의 장점이 명백해지고있다. 이 비문화 기반 접근 방식은 문화 기반 접근 방식보다 존재하는 실제 커뮤니티를 보다 더 대표하는 것으로 생각됩니다. 존재하는 인구의 모형에 관하여 정보를 제공하는 것 이외에, 이 접근은 또한 그들의 유전 잠재력에 관하여 정보를 제공할 수 있습니다. 다른 기술과 마찬가지로 DNA 추출로 얻을 수 있는 데이터에는 한계가 있습니다. 따라서 많은 연구자들은 현재 직접 및 문화적 수와 함께 DNA 추출을 사용하여 환경 샘플에서 얻은 데이터를 최대화합니다.
토양에서 DNA 추출은 두 가지 방법 중 하나로 수행될 수있다(표 1). 시투 방법에서 화학적 기반 및 기계적 기술의 조합이 사용된다. 이 추출을 위해 토양 덩어리가 추출 버퍼의 동등한 부피와 결합됩니다. 유리 구슬은 세제(나트륨 도데킬 황산염 또는 SDS)의 부피와 함께 현탁액에 첨가되고, 시료는 토양 입자로부터 분리를 용이하게 하기 위해 혼합되어 세포 용해를 촉진한다. 원심분리 후, 상피품은 DNA 생성물을 정화하기 위해 추가 추출 및 인큐베이션 단계를 받게 된다.
또는, 세포는 유전 물질을 추출하기 전에 토양 매트릭스로부터 먼저 분획(또는 분리)될 수 있다. 토양 샘플의 질량은 혼합 및 느린 원심 분리의 연속 주기를 겪습니다. 그러나, 펠릿을 얻기 위해 원심분리되는 그대로 세포를 유지하기 위해 비드-박동 단계는 여기에서 제거된다. lysozyme 기지를 둔 추출은 세포벽을 중단하고 정화를 위한 DNA를 해방하기 위하여 잠복과 함께 행해집니다.
이 원고와 비디오는 토양에서 DNA 추출의 사투 방법을 시연할 것이며, 이 절차는 세포 분획 방법에 비해 토양 샘플에서 DNA의 더 큰 농도를 산출하는 것으로 입증되었다.
출판하다 | 세균 분별 | 시투에서 세포 |
DNA수량 | 1-5 μg/g | 1-20 μg/g |
지역사회 대표 | 세포 소취 때문에 덜 대표적 | 더 대표적인, 영향을 받지 않는 세포 소취 |
DNA의 근원은 복구되었습니다 | 박테리아만 | 대부분 박테리아뿐만 아니라 곰팡이와 생장 동물 |
DNA 전단의 정도 | 덜 전단 | 더 많은 전단 |
DNA 단편의 평균 크기 | 50 kb | 25 kb |
혹은 오염의 정도 | 오염이 적다 | 더 오염된 |
방법론의 용이성 | 낮고 힘들다 | 더 빠르고 노동 집약적인 |
표 1. 토양에서 DNA의 회복을 위한 세균 분획 및 시상 용해 방법론의 비교.
1. 세균 성 지역 사회 DNA 추출
배양 된 식민지에서 또는 토양에서 추출 된 지역 사회 DNA는 샘플 내에서 원래 박테리아의 특성화를 허용하는 생물 정보학 및 "omic"접근 방식을 받을 수 있습니다. omic 접근은 metagenomics를 포함합니다 – 16S rRNA 시퀀싱을 통해 지역 사회 내의 "누구"의 결정. 이것은 지역 사회 내의 다양성에 대한 추정을 제공합니다.
원래 토양 샘플에서 세균 세포의 수를 계산할 수도 있다. 지역 사회 DNA는 토양에서 추출되고 분광 분석에 의해 정량화됩니다. 용액의 mL 당 μg DNA로 측정된 DNA의 추정양은 토양 의 g 당 총 DNA양을 주기 위해 용액에서 추출된 DNA의 총 부피와 다시 관련이 있다. 세포당 DNA의 이론적 가치를 알면 토양 1g당 총 세포 수를 계산할 수 있습니다.
본보기
토양은 토양 의 g 당 0.12 μg DNA를 가지고
각 세포에 DNA의 4 fg가 있는 경우에
추출된 지역 사회 DNA는 특정 프라이머를 사용하여 PCR 분석을 실시하여 특정 종이 지역 사회 내에 존재하는지 확인할 수 있습니다. 예로는 클로스트리디움 퍼프린지 또는 바실러스 탄트라시스와같은 특정 세균성 병원균이 포함된다.
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