| Observing Nutrient Gradients, Gene Expression and Growth Variation Using the "Yeast Machine" Microfluidic Device
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Author:
Date:
2020-07-05
[Abstract] The natural environment of microbial cells like bacteria and yeast is often a complex community in which growth and internal organization reflect morphogenetic processes and interactions that are dependent on spatial position and time. While most of research is performed in simple homogeneous environments (e.g., bulk liquid cultures), which cannot capture full spatiotemporal community dynamics, studying biofilms or colonies is complex and usually does not give access to the spatiotemporal dynamics at single cell level. Here, we detail a protocol for generation of a microfluidic device, the “yeast machine”, with arrays of long monolayers of yeast colonies to advance the global understanding of how intercellular metabolic interactions affect the internal structure of colonies ...
[摘要] [摘要 ] 微生物细胞（如细菌和酵母菌）的自然环境通常是一个复杂的社区，在该社区中，生长和内部组织反映了形态发生过程和相互作用，这些过程和相互作用取决于空间位置和时间。虽然大多数研究是在无法捕获完整时空群落动态的简单同质环境（例如，大量液体培养）中进行的，但研究生物膜或菌落却很复杂，通常无法在单个细胞水平上获得时空动态。在这里，我们详细介绍了一种用于生成微流控设备（“酵母机器”）的协议，该协议带有酵母菌落的长单层阵列，以推进对细胞间代谢相互作用如何影响已定义和可定制的空间尺寸内菌落内部结构的全球了解。以酿酒酵母作为模型酵母系统，我们使用“酵母机器”通过追踪荧光标记的己糖转运蛋白来证明葡萄糖梯度的出现。我们进一步量化了菌落内生长速率的表达空间模式和葡萄糖可利用性调控的其他基因的表达。除此之外，我们显示出氨基酸的梯度也在菌落内形成，潜在地打开了类似的方法来研究许多其他营养物和代谢废物的梯度的时空形成。该方法将来可用于在与生态学和进化有关的单细胞分辨率和时标下，破译其他相同物种或更复杂的多物种系统中的远程代谢相互作用，细胞发育和形态发生之间的相互作用。
[背景 ] ...
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| Expression and Purification of Cyanobacterial Circadian Clock Protein KaiC and Determination of Its Auto-phosphatase Activity
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Author:
Date:
2017-02-20
[Abstract] Circadian rhythms are biological processes displaying an endogenous oscillation with a period of ~24 h. They allow organisms to anticipate and get prepared for the environmental changes caused mainly by the rotation of Earth. Circadian rhythms are driven by circadian clocks that consist of proteins, DNA, and/or RNA. Circadian clocks of cyanobacteria are the simplest and one of the best studied models. They contain the three clock proteins KaiA, KaiB, and KaiC which can be used for in vitro reconstitution experiments and determination of the auto-phosphatase activity of KaiC as described in this protocol.
[摘要] 昼夜节律是显示内源性振荡的生物过程，周期为〜24小时。它们允许生物体预期并准备好主要由地球旋转引起的环境变化。昼夜节律由由蛋白质，DNA和/或RNA组成的昼夜节律钟驱动。蓝藻的昼夜节律时钟是最简单的研究模型之一。它们含有三种时钟蛋白质KaiA，KaiB和KaiC，其可用于体外重组实验和本方案所述的KaiC的自磷酸酶活性的测定。
背景 行星地球的旋转导致〜24小时的昼夜振荡。为了适应并有效地利用环境的这种节奏变化，大多数（如果不是全部）生物体具有约24小时的内源性活动节律，这被称为昼夜节律。昼夜节律为这些生物提供进化优势。昼夜节律的长期破坏是非常有害的（Ma et al。，2013）。在人类中，包括癌症，高血压和睡眠障碍在内的许多疾病与昼夜节律紊乱密切相关（Shi等人，2013; Roenneberg和Merrow，2016）。
＆nbsp;昼夜节律由称为昼夜节律钟的内生节律发生器控制。功能性昼夜节律钟具有三个功能：接受环境信息，将环境提示转变为振荡信号，并将这些信号转发到下游调制器（Pattanayak和Rust，2014）。蓝细菌是具有良好研究的昼夜节律钟的最简单的生物体，其中振荡发生器由三种蛋白质控制：KaiA，KaiB和KaiC（Mackey等人，2011; Johnson＆amp; et al。 ...
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