JoVE Logo

로그인

박테리아 콜로니에서 군집 DNA 추출

Overview

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.

Principles

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.

Procedure

1. 세균 성 지역 사회 DNA 추출

  1. 절차를 시작하려면 체질 토양 100 g의 무게를 측정합니다. 폴리 프로필렌 용기에 이것을 추가하고, 토양 매트릭스에서 박테리아의 방출을 촉진하기 위해 EDTA로 개정 된 트리스 버퍼로 구성된 추출 버퍼 100 mL을 추가 한 다음 손으로 흔들어.
  2. 다음으로, 유리 구슬 의 100 g의 무게, 믹싱 용기에 추가합니다. 15분 동안 비드 구타 장치 또는 기계식 손목 동작 셰이커를 사용하여 샘플을 5분 동안 양수합니다. 10mL 20% 나트륨 도데딜 황산염 또는 SDS를 혼합물에 넣고 1분 동안 교반합니다. 60 -65°C의 고온에서 60분 동안 배양한다.
  3. 별도의 50mL 튜브, 원심분리기 는 6,000 x g에서 10분 동안 샘플을 동등하게 분배합니다. 상체를 튜브에서 단일 멸균 용기로 옮기습니다. 다음으로, 추출 버퍼의 신선한 부피를 사용하여, 이전에 설명한 바와 같이 토양 펠릿에 추출을 반복한다.
  4. 다음으로, 가공된 상체의 총 부피, 약 200mL, 깨끗한 50mL 튜브에 30% 폴리에틸렌 글리콜 과 1.6M 염화나트륨의 용액으로 반부적으로 채워진 깨끗한 50mL 튜브를 첨가한다. 병을 손으로 여러 번 반전시켜 혼합하고 실온에서 2시간 동안 배양합니다. 원심분리기 샘플은 DNA를 펠릿하는 데 20분 동안 10,000 x g로 샘플링합니다.
  5. 원심분리기 튜브에서 상체를 조심스럽게 제거하고 부분적으로 정제된 핵산 펠릿을 남깁니다. 20mL의 TE 버퍼와 7.5M 칼륨 아세테이트 용액의 1.5mL를 추가하여 펠릿을 다시 한 번 재보펜합니다. 서스펜션을 얼음 위에 5분 동안 놓습니다. 단백질과 다당류를 침전시키기 위해 4°C에서 30분 동안 16,000 x g의 원심분리기.
  6. 다음으로, 샘플에 RNAAe와 단백질Ae K를 추가하고 손으로 부드럽게 섞어 잠시 앉습니다. 페놀:클로로폼:이소아밀 알코올(25:24:1의 비율 혼합물)을 추출할 현탁액에 첨가하고 손으로 부드럽게 섞는다. 원심 분리기 는 13,000 x g에서 10 분 동안 준비합니다. 원심분리기에서 용기를 조심스럽게 제거하고 두 층을 주목한다.
  7. 바닥, 무거운 층은 페놀: 클로로폼:이소아밀 알코올 및 추출된 파편으로 구성되며, 상부 층은 수성이며 DNA를 함유하고 있다. 수성 상을 멸균 용기에 넣고 동등한 부피를 추가하고 DNA 강수량을 시작하기 위해 부드럽게 반전하십시오. 실온에서 서스펜션을 2시간 동안 배양합니다. 30 분 동안 16,000 x g에서 원심 분리에 의해 정제 된 DNA를 펠렛. 펠릿 DNA가 혈관의 바닥에 보이지 않을 수도 있고 보이지 않을 수 있기 때문에 상체를 조심스럽게 제거한 다음 TE 버퍼의 1mL에서 다시 중단한다.
  8. 분광계 또는 DNA/RNA 정량화 형광형계를 사용하여 샘플에서 추출한 DNA 수준을 측정합니다. DNA의 양은 260 nm 판독에서 추정됩니다. 1.0의 흡광도 판독은 mL 당 DNA의 50 μg에 해당합니다. 농도가 너무 높으면 정확한 판독값을 위해 서스펜션 1에서 10 또는 분자 등급 물을 사용하여 1 에서 100으로 희석하십시오.
  9. DNA의 순도는 280 nm에서 280 nm에 260 nm에서 판독값의 비율에서 추정됩니다. 값이 1.7 > 비교적 순수한 DNA를 나타냅니다. 최대 이론값은 2.0입니다.

Application and Summary

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

        Equation 1

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.

Tags

Bacterial Community DNA ExtractionMicrobial CommunitiesSoil BacteriaNon culture Based ApproachDNA Quality And QuantityBacterial DiversityFractionation MethodBlendingCentrifugationLysozymes

건너뛰기...

0:00

Overview

1:18

Principles of Bacterial Community DNA Extraction

3:48

Bacterial Community DNA Extraction

7:35

Applications

9:32

Summary

이 컬렉션의 비디오:

article

Now Playing

박테리아 콜로니에서 군집 DNA 추출

Environmental Microbiology

28.8K Views

article

토양의 수분 함량 측정

Environmental Microbiology

359.4K Views

article

환경 과학의 무균 기술

Environmental Microbiology

126.4K Views

article

환경 자원의 박테리아의 그람 염색

Environmental Microbiology

100.2K Views

article

접촉 슬라이드 분석 및 현미경을 통한 토양 미생물 시각화

Environmental Microbiology

42.2K Views

article

사상균

Environmental Microbiology

57.3K Views

article

중합 효소 연쇄 반응 및 겔 전기 영동을 통한 환경 미생물 검출

Environmental Microbiology

44.6K Views

article

RT-PCR을 사용한 환경 검체의 RNA 분석

Environmental Microbiology

40.4K Views

article

qPCR을 사용하여 환경 미생물 및 바이러스 정량화

Environmental Microbiology

47.8K Views

article

지표 유기체를 통한 수질 분석

Environmental Microbiology

29.5K Views

article

물 샘플에서 분변 박테리아 여과 분리

Environmental Microbiology

39.3K Views

article

환경 검체에서 박테리오파지 검출

Environmental Microbiology

40.7K Views

article

토양 샘플에서 박테리아 배양 및 나열

Environmental Microbiology

184.3K Views

article

박테리아 성장 곡선 분석 및 환경 응용

Environmental Microbiology

296.0K Views

article

배양 가능한 방법론을 통한 조류 나열

Environmental Microbiology

13.8K Views

JoVE Logo

개인 정보 보호

이용 약관

정책

연구

교육

JoVE 소개

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. 판권 소유