FM4-64和Hoechst染料在活细菌胞膜和拟核标记定位中的条件优化与应用

摘要:【目的】为了观察细菌细胞膜和拟核的形态结构,准确对亚细胞进行定位。【方法】本文利用FM4-64和Hoechst两种染料,分别采用不同浓度和不同时间对大肠杆菌活细胞进行染色和荧光共聚焦显微成像,并对7种细菌的活细胞(金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌、鼠疫耶尔森菌、军团菌、霍乱弧菌和炭疽芽孢杆菌)进行染色观察。【结果】相同观察条件下,不同染料浓度和不同的染色时间影响了细胞膜、拟核的荧光强度;确定了FM4-64染色通用条件(浓度20 μg/mL 染色1 min)和Hoechst的最佳条件(浓度20 μg/mL染色20min)。上述条件下,Hoechst对8种细菌染色效果均较理想,然而FM4-64对细菌染色效果不同,革兰氏阴性菌(大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、鼠疫耶尔森菌、霍乱弧菌、铜绿假单胞菌和军团菌)表现较好的细胞膜轮廓,革兰氏阳性菌(炭疽芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌)效果较差。【结论】FM4-64和Hoechst两种染料共染8种细菌,对细胞膜和拟核的染色观察,可为原核细胞结构染色提供借鉴,并为大分子的亚细胞定位研究奠定基础。     

水稻小G蛋白OsRab5b的亚细胞定位研究

旨在研究水稻Os Rab5b亚细胞定位及第二位甘氨酸在蛋白定位中的作用。利用药物、细胞器标记物和示踪染料处理Os Rab5b-GFP与Os Rab5b(Gly2Ala)-GFP的转基因BY-2细胞,然后用激光共聚焦显微镜观察。结果表明,Os Rab5b-GFP转基因细胞呈现出大量的分散点状结构和少量细胞质弥散信号;wortmannin处理可以使Os Rab5b-GFP标记的点状结构膨胀成小的环状结构;采用100μg/m L布雷菲德菌素A(BFA)处理可使Os Rab5b-GFP标记的结构聚集。大部分的Os Rab5b-GFP信号都可以与前液泡区标记蛋白VSRAt-1共定位。在内吞示踪染料FM4-64摄取的第60 min,Os Rab5b-GFP标记的结构大部分被FM4-64标记。突变体Os Rab5b(Gly2Ala)-GFP弥散分布于细胞核和细胞质内,而且不受wortmannin或BFA药物处理的影响。Os Rab5b定位于BY-2细胞的前液泡区,Gly2在蛋白准确定位方面发挥重要作用。     

荧光法快速检测活菌数的方法研究及应用

【背景】Calcein UltraGreen~(TM)AM是一种新型荧光染料,用于标记和监测活细胞。【目的】基于该荧光染料的荧光特性及其在活细胞内的稳定特性,建立一种荧光定量快速检测活细菌总数的方法,并在实际样品中应用校正。【方法】通过应用荧光染料对细菌进行染色,再进行荧光强度检测,同时以平板计数法作平行对照,建立荧光强度值-活菌数标准曲线。【结果】确定了染色细菌的最佳pH值为8.0。该检测方法仅需固定染色温度,染色时间在20-30min范围即可快速检测。建立了革兰氏阴性菌铜绿假单胞菌NY3、大肠杆菌和革兰氏阳性菌芽孢杆菌、红平红球菌FF、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌的细菌总数与相对荧光强度值标准曲线。当菌悬液OD600值在0.01-0.30范围内时,上述6种细菌与荧光信号强度呈良好的线性关系(R20.99)。【结论】当样品菌悬液浓度范围控制在105-109CFU/mL时,建立的荧光检测方法快速便捷,精密度、重复性、稳定性、回收率和准确度均较好,可应用于微生物实验、固体菌剂发酵、食品卫生与安全、环境检测等领域的活细菌总数现场快速检测。     

此“壁酸”非彼“壁酸”—关于“细胞生物学”教材中细菌细胞壁特征描述的商榷

目前,相当数量的"细胞生物学"教材中关于革兰氏阳性菌(G+)与革兰氏阴性菌(G–)细胞壁特征差异的描述不够准确,尤其是有关"壁酸"的论述,存在一些不妥与混乱。这给学生的学习带来了较大困惑。该文根据最新文献查证,讨论了细菌细胞壁壁酸的确切含义,并对革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌之间细胞壁差异提出了更准确的表述。     

革兰氏阴性菌脂蛋白Lol系统转运蛋白的功能及表面展示分泌机制

细菌脂蛋白是细胞膜的重要组成成分,在革兰氏阴性菌的生理及致病性中扮演着重要的角色。革兰氏阴性菌中已知负责胞内脂蛋白转运的是Lol(Localization of lipoprotein)系统。该系统识别成熟脂蛋白的分泌信号,将外膜脂蛋白转运并定位于细胞外膜内侧。近年来的研究发现,跨细胞外膜进行表面展示的脂蛋白实际上在革兰氏阴性菌中广泛存在,其分泌机制开始成为研究热点。为了对革兰氏阴性菌中脂蛋白分泌机制的研究现状有一个系统全面的了解,本文概述了脂蛋白转运过程中Lol系统5个转运蛋白的功能与保守性、不同细菌中脂蛋白分泌信号的差异以及表面展示脂蛋白可能的分泌机制。     

细菌的超微结构

细菌是原核细胞,通常认为它无细胞的复杂分化。用电子显微镜观察,已报道的细菌超微结构有细胞壁、胞浆膜、鞭毛、纤毛、荚膜、核糖核蛋白颗粒、中膜小体、核区、芽胞等。可是最近我们通过电子显微镜在细菌细胞中还观察到一些真核细胞才有的细胞器,如微管、微丝、板层样结构等,现分述如下: 1.细胞壁是一个围绕菌体的致密结构,与保持细菌的固有形态及通透性有关。用电子显微镜观察发现,不同类型的细菌其细胞壁有明显差别。革兰氏阳性菌的细胞壁层次不清,厚150A左右。革兰氏阴性菌的细胞壁通常由2—3个电子致密层组成,厚100A左右。而我们在牛型布鲁氏菌A_4菌株、鼠伤寒沙门氏菌TA100株、酵米面黄杆菌Co33株观察到细胞壁有3—4个电子致密层组成。(图6)(本文图均见封三)     

动态

BioTechnica International Inc.(马萨诸塞州坎布里奇)宣称,已发现一种广泛分布的细菌质粒可用于将遗传物质转入植物中。这个发现意味着许多革兰氏阴性菌可替代根癌土壤杆菌作为向植物细胞插入基因的载体。该质粒称为 RSF1010,广泛地自然存在于革兰氏阴性菌中,包括根癌土壤杆菌。它可在上述细菌中自由转移。BioTechnica 研究人员现已发现它还能介导其它质粒向植物细胞转移。     

教学中革兰氏染色两种方法的比较研究

微生物染色技术是观察微生物形态结构的重要手段 ,而革兰氏染色 ( Gram stain)是细菌学中一个经常使用和十分重要的方法 ,微生物学家 Gram氏于 1884年发明著名的革兰氏染色法后 ,10 0多年来一直使用着Gram氏发明的四步法。革兰氏染色四步法 ,就是第 1步用草酸铵结晶紫进行初染 ,第 2步用碘液进行媒染 ,使细菌着色 ,第 3步用乙醇脱色 ,第 4步用蕃红复染。革兰氏染色反应是细菌分类和鉴定的重要依据。革兰氏染色的原理为 :革兰氏阴性细菌 ( G-)细胞壁中脂类物质含量较高 ,肽聚糖含量较低 ,因而用乙醇处理时 ,溶解了脂类物质 ,使细胞壁通透性…     

蚕豆叶片细胞中IAA的胶体金免疫电镜定位

利用胶体金免疫电镜技术对蚕豆(Vicia faba L.)叶片细胞中的IAA定位进行了研究。幼嫩叶片的叶肉细胞中金颗粒主要分布在细胞核和叶绿体中,细胞质及细胞壁也有金颗粒标记。成熟叶片的叶肉细胞中金颗粒主要分布在叶绿体和细胞质,细胞壁也有少量金颗粒标记,液泡中没有发现金颗粒标记。成熟叶片小叶脉的韧皮细胞发现有大量的金颗粒标记,金颗粒主要标记在传递细胞的细胞壁中。小叶脉的维管束鞘细胞中也有很多的金颗粒标记,金颗粒主要分布在叶绿体、细胞质及细胞壁中。幼嫩叶片组织不进行IAA的固定或用正常兔IgG代替IAA抗体染色的对照,很难发现金颗粒标记。对IAA在组织及亚细胞中的定位及其生理意义进行了讨论。     

内陆土壤冷适应细菌的筛选分类与细胞膜脂肪酸的适冷机制

嗜冷菌及耐冷菌是冷适应酶及生物活性物质的重要资源。本研究从内陆土壤筛得33株冷适应细菌,包括6株革兰氏阳性菌与27株革兰氏阴性菌。通过细胞膜脂肪酸分析表明,革兰氏阳性菌的膜脂肪酸主要为分支脂肪酸,推测分支结构是阳性菌膜脂的主要适冷机制。革兰氏阴性菌呈现了不饱和、分支、短链等多样的膜脂适冷调节方式。根据脂肪酸组分的多样性,选择并鉴定了17株嗜冷及耐冷菌分布在11个属中,细胞膜脂肪酸组成的变化规律与细菌16SrRNA的进化分布高度一致。研究还表明同为不饱和脂肪酸为主的革兰氏阴性菌呈现了不同的适冷机理。相关研究不仅阐述了冷适应细菌的细胞膜脂肪酸的适应机制,而且为相关适冷酶源的开发利用提供了宝贵的资源。     

革兰氏阳性菌脂蛋白的研究进展

细菌脂蛋白是细胞膜的重要组成部分,对细菌发挥各种生理活性起重要作用,与营养摄取、环境感知、细胞膜和细胞壁稳态的维持、蛋白质的折叠和定位等过程密切相关。随着生物技术不断发展和完善,越来越多的脂蛋白种类及功能被发现。综述了革兰氏阳性菌中脂蛋白的功能、生物合成过程和应用方面的研究进展,重点介绍了脂蛋白生物合成过程中关键酶磷脂酰甘油转移酶(Lipoprotein diacylglyceryl transferase,Lgt)和脂蛋白信号肽酶(Lipoprotein signal peptidase II,LspA)对革兰氏阳性菌生理活性产生的影响,为今后革兰氏阳性菌脂蛋白的研究提出了展望和建议。     

家蚕抗菌肽cecropin A的表达特征及其体内外抑菌研究

家蚕抗菌肤cecropin A(BmCecA)是家蚕体液免疫中产生的一种重要的抗菌肤。本研究利用RT-PCR技术克隆出BmCecA基因的开放阅读框(ORF),该ORF编码22个氨基酸的信号肤和37个氨基酸的成熟肤,通过蛋白结构分析该成熟肤形成经典的双亲α螺旋。实时荧光定量PCR表明,BmCecA在5龄家蚕的体壁、马氏管、中肠、丝腺、血淋巴和脂肪体中均有表达在脂肪体中表达量最高,其次是血淋巴。通过固相合成法合成BmCecA成熟肤用质谱和聚丙烯酰胺凝胶电泳分析表明其分子量约为4.05 kD,高效液相色谱检测其纯度为89.14%。用合成多肤分别对革兰氏阴性菌大肠杆菌(Escherichia coli)、铜绿假单胞菌(Pseudomouas aerugiuosa)、革兰氏阳性菌球形节杆菌(Arthrobacter globiformis)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)做体外抑菌实验,发现BmCecA对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均有明显的抑菌作用。首次用BmCecA做家蚕的体内抑菌实验,结果显示注射BmCecA的家蚕存活率显著高于对照组相对于对照组,致死中时间(LT_(50))分别延长了17.85%(大肠杆菌)、37.31%(铜绿假单胞菌)、21.92%(球形节杆菌)、49.45%(枯草芽孢杆菌)差异显著。凝胶迁移实验结果说明BmCecA可能在破坏细菌细胞膜之后作用于基因组DNA和RNA,从而导致细菌的快速死亡。本研究结果有利于从分子水平上深入理解家蚕乃至其它昆虫抵御细菌侵染的防御机理,也为家蚕的抗菌育种提供理论依据。     

细菌细胞壁的教学方案

在微生物生理学教学中,细菌细胞壁一节应该放在比较重要的地位,讲授3学时。这是因为细胞壁有着奇特的结构与多种的功能,是解释许多细菌学问题的理论基础。本课题的重点应该是:阐明革兰氏阳性菌与阴性菌细胞壁     

细菌L型的组织印片法检测

应用组织印片革兰氏、细胞壁染色的方法,检查36例慢性扁桃体炎、15例慢性咽炎组织中的细菌L型。结果表明,组织印片革兰氏染色和细胞壁染色L型菌的检出率相同,阳性率是90.2％,与对照组中同一标本的L型培养和免疫组织化学染色的L型检出率均具有一致性(P>0.05)。上述4种检查方法的L型检出率之间亦无显著性差异(P>0.05)。故我们认为,组织印片法检测细菌L型简便、准确,是L型感染初步筛选的最佳方法,可用于L型感染的快速诊断。     

荧光显微技术在酿酒酵母细胞研究中的应用

为了探讨荧光显微技术在酿酒酵母细胞不同研究方面的作用,通过GFP标记目标蛋白的同源重组的方法和免疫荧光技术标记两种蛋白,最后利用荧光显微镜观察酵母细胞中某种蛋白定位及两种蛋白共定位情况;分别用荧光染液DAPI、FM4-64、BODIPY、Filipin、DHE和Annexin V试剂处理酵母细胞之后,利用荧光显微镜观察细胞中的细胞核、液泡、脂滴、麦角固醇、ROS和细胞凋亡的情况。结果显示,荧光显微技术在酵母细胞蛋白定位、细胞器观察及细胞中ROS和细胞凋亡等研究方面具有重要作用。     

细菌感染显像剂的研究进展

细菌感染显像剂是利用一些示踪基团(如放射性核素及荧光染料)标记对细菌具有特异性识别作用的导向物,通过检测示踪信号定位细菌感染部位。到目前为止,针对细菌内的特异性位点(如细胞壁、酶、受体等)研制和开发了一系列细菌感染显像剂(包括核素标记的抗生素、噬菌体、抗菌肽、核苷及荧光染料标记的糖类等),这些显像剂能在细菌感染部位高度特异性聚集,有望应用于临床早期诊断细菌感染。本文对这些细菌感染显像剂的种类、浓集机制及研究现状进行了概述,并在此基础上,总结了理想细菌感染显像剂所应具有的特征,为进一步研究和开发新的细菌感染显像剂提供参考。     

合成聚β-羟基丁酸(PHB)鞘细菌的分离、鉴定与筛选

通过富集培养和划线分离等手段从活性污泥中分离筛选到一株合成PHB鞘细菌FQ4 0 ,其生物学特征为 :杆菌 ,大小 (0 .6～ 1.5 ) μm× (1.5～ 5 .5 ) μm ;革兰氏染色阴性 ;具衣鞘 ,丝状体很长 ,偶见假分枝 ;亚端生鞭毛 ;胞内具PHB颗粒 ;菌落为光滑型和丝状型两种。经鉴定该菌株为鞘细菌类球衣菌属中的浮游球衣菌 (Sphaerotilusnatans)。对其合成PHB研究表明 :细胞内可积累大量的PHB颗粒 ,含量可达细胞干重的 30 .5 %。     

百合花粉管中的胞吞/胞吐作用观察分析

应用细胞膜染料FM 4-64结合Zeiss 5 live快速扫描型共聚焦显微镜观察了百合花粉管中的吞排作用.结果显示,培养基中加入FM4-64后,染料迅速进入到花粉管中,并在花粉管顶端形成一个锥形的区域;锥形区域表现出周期性变化,并且与花粉管脉冲生长呈负相关,即锥形区形成期花粉管生长缓慢,而锥形区消退期花粉管生长迅速;在锥形区域的消退期,花粉管顶端,尤其是最顶端快速向前延伸,而在锥形区域的形成期,花粉管最顶端的延伸速度显著下降,但亚顶端区域仍基本维持原有的生长速度.研究发现,花粉管的最顶端既是内吞作用也是胞吐作用的主要场所,但胞吞作用仅局限于花粉管的最顶端,而胞吐作用发生在包括亚顶端在内的整个花粉管顶端;胞吞和胞吐作用在花粉管最顶端交替发生,可能是花粉管脉冲生长的一个非常重要的原因.     

小分子功能化的金纳米粒子对革兰氏阴性多药耐药细菌的抗菌特性

【目的】研究大肠杆菌tRNA合成底物类似物4,6-二氨基-2-巯基嘧啶功能化的金纳米粒子(gold nanoparticles,AuNPs)对革兰氏阴性多药耐药细菌的抗菌特性。【方法】以4,6-二氨基-2-巯基嘧啶为表面配体合成AuNPs,采用肉汤稀释法测定其对4种临床分离的革兰氏阴性多药耐药细菌的最低抑菌浓度(MIC)。通过不同浓度AuNPs处理后经平板计数绘制不同菌株的时间-杀菌动力学曲线。以铜绿假单胞菌为代表菌株,采用激光共聚焦显微镜、透射电子显微镜和凝胶电泳分析AuNPs对细菌细胞组分的损伤。通过亚致死浓度反复诱导评估细菌对AuNPs的耐药性演化。并以MTT实验初步评估了AuNPs对哺乳动物细胞的生物相容性。【结果】4,6-二氨基-2-巯基嘧啶介导的AuNPs平均粒径为6.8nm,zeta电位为+38.4mV。该AuNPs对4种临床分离的革兰氏阴性多药耐药细菌均表现出时间和浓度依赖的抗菌活性,MIC值介于4–8μg/mL之间。抗菌机制研究显示AuNPs主要通过诱导细菌细胞膜损伤和DNA断裂导致细菌死亡。耐药性演化评估发现细菌在为期30d的反复诱导下也基本不会对该AuNPs产生耐...     

抗脂多糖人丙种球蛋白的特异性和保护力

<正>人们愈来愈认识到革兰氏阴性菌败血症和非败血症休克导致死亡和发病的主要原因是革兰氏阴性菌的细胞壁释放出的脂多糖(LPS、内毒素)或者由革兰氏阴性菌侵入它们存在的胃肠道。这种病用普通抗菌素治疗,死亡率大约是30—50％。一部份原因是LPS遗留的毒素,甚至还有已死的细菌产生的毒素。在动物和人中,给予特异的抗内毒素抗体治疗,可有效地降低死亡率和发病率。