Charakterisierung von anaeroben Bakterien

Charakterisierung von anaeroben Bakterien – Phenotype MicroArrays for Microbial Cells

Phenotype MicroArrays (PMs) von Biolog stellen neben der Nukleinsäure-Analyse (Genomics) und der Protein-Analyse (Proteomics) die dritte große Technologie dar, die im genomischen Zeitalter der Forschung und Medikamentenentwicklung benötigt wird. Genauso wie DNA-Microarrays und Proteomic-Technologien es ermöglicht haben, das Niveau von Tausenden von Genen oder Proteinen auf einmal zu bestimmen, ermöglichen Phenotype MicroArrays die quantitative Messung von Tausenden von zellulären Phänotypen an lebenden Zellen auf einmal.

Die Phenotype MicroArray-Technologie ermöglicht es Forschern, fast 2000 Phänotypen einer mikrobiellen Zelle in einem einzigen Experiment zu bewerten. Durch die umfassende und präzise Quantifizierung von Phänotypen sind Forscher in der Lage, eine unvoreingenommene Perspektive der Auswirkungen von genetischen Unterschieden, Umweltveränderungen und der Exposition gegenüber Medikamenten und Chemikalien auf Zellen zu erhalten.

(dieser obere Text ist noch Identisch zu C1)

  • Genotypen mit Phänotypen korrelieren
  • die metabolischen und chemischen Empfindlichkeitseigenschaften einer Zelle bestimmen
  • Neue Targets für antimikrobielle Wirkstoffe entdecken
  • Zelllinien und Kulturbedingungen in der Bioprozessentwicklung optimieren
  • Zellphänotypen für taxonomische oder epidemiologische Studien charakterisieren

Phenotype MicroArrays sind vorkonfigurierte 96-Well-Platten, die verschiedene Klassen chemischer Verbindungen enthalten, um das Vorhandensein oder Fehlen bestimmter zellulärer Phänotypen zu testen. Es gibt 10 Platten zur Abfrage von Stoffwechselwegen sowie ionischen, osmotischen und pH-Effekten und 10 Platten zur Bewertung der Empfindlichkeit gegenüber verschiedenen antimikrobiellen Substanzen mit unterschiedlichen Wirkmechanismen.

Für anaerobe Bakterien muss darauf geachtet werden, dass alle Materialien vor Verwendung gründlich deoxygeniert sind. Beispielsweise können die Materialien zwei Tage in eine anaerobe Kammer gelegt werden. Für die anschließende Inkubation der Platten, müssen diese in luftdichte Beutel verpackt werden.

Mehr dazu finden Sie im Protokoll für anaerobe Bakterien.

Werfen Sie einen Blick auf unsere Phenotype MicroArray Plate Maps:

(PM Maps als Download anbieten sowie Protokoll verweis von Biolog)

PM1 bis PM10 – Metabolische Tests für anaerobe Bakterien

 

PM11 bis PM20 – Chemische Sensitivitätstests für anaerobe Bakterien

 

 

 

WIE DIE PHÄNOTYP-MICROARRAY-TECHNOLOGIE FUNKTIONIERT

Mit DNA-Microarrays und Proteomic-Technologien können Wissenschaftler Gene oder Proteine aufspüren, die koreguliert sind und deren Veränderungsmuster mit etwas Wichtigem wie einem Krankheitszustand korrelieren. Es gibt jedoch keine Sicherheit, dass diese Veränderungen für die Zelle wirklich von Bedeutung sind. Phenotype MicroArrays sind eine ergänzende Technologie, die die benötigten Informationen auf zellulärer Ebene liefert.

Phenotype MicroArrays sind vorkonfigurierte Sätze von phänotypischen Tests, die in Mikrotiterplatten eingesetzt werden. Jede Vertiefung der Platte ist so konzipiert, dass sie einen anderen Phänotyp nach der Inokulation mit einer standardisierten Zellsuspension testet, was das gleichzeitige Testen von Tausenden von Phänotypen in einem einzigen Experiment ermöglicht.

Phenotype MicroArrays verwenden die patentierte Redox-Technologie von Biolog, mit der Zellatmung (NADH-Produktion) als universellem Reporter. Ist der Phänotyp in einem Well stark „positiv“, atmen die Zellen aktiv, reduzieren einen Tetrazolium-Farbstoff und bilden eine starke violette Farbe. Ist er schwach positiv oder negativ, ist die Atmung verlangsamt oder gestoppt, und das Ergebnis hat weniger oder keine Farbe.

Der Redox-Assay ermöglicht sowohl die Verstärkung als auch die präzise Quantifizierung von Phänotypen. Die Inkubation und Aufzeichnung der phänotypischen Daten erfolgt beispielsweise automatisch durch das OmniLog-System.

Um die Phänotypen zweier Zelllinien zu vergleichen, wird eine als rote und eine als grüne Kurve aufgezeichnet. Diese Diagramme können dann von der Bioinformatik-Software überlagert werden, um Unterschiede zu erkennen. Bereiche mit Überlappungen werden gelb gefärbt, während Unterschiede als rote oder grüne Flecken hervorgehoben werden.

KINETISCHE DATENERFASSUNG UND -ANALYSE

Die OmniLog PM Software enthält eine Reihe von Algorithmen, die in Verbindung mit dem OmniLog PM System und den Phenotype MicroArray Platten die Inkubation von bis zu fünfzig Mikrotiterplatten bei einer festen, benutzergesteuerten Temperatur mit vollständiger Erfassung der kolorimetrischen Assay-Daten im Zeitverlauf automatisieren. Diese Programme ermöglichen die Anzeige von kinetischen Daten aus PM-Platten, die vom OmniLog PM-System aufgezeichnet wurden, verwalten und analysieren die Daten, exportieren sie in einer Vielzahl von rohen und verarbeiteten Formen und erstellen Berichte.

Software-Funktionen

  • Steuert den Betrieb des OmniLog PM Systems
  • Steuert das Laden und Auslesen von Platten
  • Erzeugt eine kinetische Datendatei für jede Platte zur Verwendung in den anderen Programmmodulen

Dateiverwaltung/Kinetische Analyse

  • Stellt die Daten der Platten in Datenlisten zusammen
  • Zeigt kinetische Diagramme der Daten an
  • Ermöglicht den Export von kinetischen Plots als bmp- oder jpeg-Dateien

Parametrische Analyse

  • Extrahiert Datenlisten aus dem Modul File Management /Kinetic Analysis
  • Berechnet Parameter aus kinetischen Daten
  • Ermöglicht den Vergleich von zwei Datenlisten
  • Hebt Vertiefungen hervor und erzeugt einen Bericht über PM-Phänotypen, die sich in jedem ausgewählten kinetischen Analyseparameter signifikant unterscheiden
  • Ermöglicht die Identifizierung von Substraten in allen PM-Platten
  • Verknüpft metabolische Substrate in PM-Platten mit der KEGG-Datenbank
  • Exportiert die originalen OmniLog-Kinetikdaten
  • Exportiert Datenparameter für statistische und bioinformatische Analysen

 

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