We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
Büyüme hızı nasıl karbonhidrat kullanımının bir göstergesidir? Bir spektrofotometreden alınan absorbans okumaları, absorbans okumaları bir gün boyunca birkaç kez alınırsa [ve bir grafikte çizilirse] bakteri büyümesini nasıl gösterir? Bakteri ve belirli substrat içeren bir numunenin ikinci absorbans okuması ilk absorbans okumasından düşükse, daha az bakteri mi yoksa daha fazla mı var? Substratların varlığı absorbans okumasını etkiler mi, diğer bir deyişle karbonhidratların bulanıklığı var mı?
gerekirse bağlam - deney, bir karbonhidrat ve karbonhidrat kombinasyonunun mevcudiyetinde test edilen bir türün her birini tek karbon ve enerji kaynağı olarak kullanıp kullanamayacağını ve varsa diğerlerine tercihli olarak kullanılıp kullanılmadığını belirler.
Büyüme hızı nasıl karbonhidrat kullanımının bir göstergesidir?
Karbonhidratlar, mikroplar için mevcut olan karbon ve enerji kaynağıdır ve bunların asimilasyonu biyokütle üretimi ile ilişkilidir. Sulu bir ortamdaki mikrobiyal büyüme oranları ile sınırlayıcı bir besin veya karbon kaynağının konsantrasyonu arasındaki ilişki, Monod denklemi 1 ile verilir: $$ mu = mu_{max} frac{[S]}{K_M + [S]} $$
Bu ilişki, substrat konsantrasyonu sabitten düşük olduğunda doğrusaldır. $K_M$, bu doygun olmadığı zamandır.
Şimdi, kültür büyüme biyokütlesinin log aşamasındayken ($X$) basit büyüme denklemi ile tanımlanabilir: $$ frac{dX}{dt} = mu X $$ nerede $mu$ kültürün büyüme hızıdır ve biyokütle üretim hızı olarak yorumlanabilir. Yani en hızlı karbonhidrat kullanımı, en yüksek büyüme hızı olacaktır.
Bir spektrofotometreden alınan absorbans okumaları, absorbans okumaları bir gün boyunca birkaç kez alınırsa [ve bir grafikte çizilirse] bakteri büyümesini nasıl gösterir?
Bu, Beer-Lambert yasası ile açıklanmaktadır. Basitçe söylemek gerekirse: absorbans ($A$) bir varlığın konsantrasyonu ile orantılıdır ($c$) - Her şey eşit. $$ A = varepsilon el c $$ nerede $varepsilon$ zayıflatıcı türlerin molar zayıflama katsayısı veya absorptivitesidir, $el$ cm cinsinden optik yol uzunluğudur ve $c$ zayıflatan türlerin konsantrasyonudur. Bu nedenle, bakteri popülasyonunuzun konsantrasyonundaki (büyümesi) değişiklikler, absorbansındaki artışa yansır.
Zamanında daha düşük bir absorbans değeri bulursanız $t+1$ zamana kıyasla $t$, evet o zaman bakteri hücre sayısı anlamına gelebilir $t+1$ zamana göre daha düşük $t$. Ancak, ne takip ettiğiniz protokolü ne de elde ettiğiniz değerleri biliyoruz, bu nedenle ölçüm hatası gibi başka açıklamalar olabilir.
Substratların varlığı absorbans okumasını etkiler mi, diğer bir deyişle karbonhidratların bulanıklığı var mı?
Evet, ortamdaki moleküller Optik Yoğunluk (OD) değerlerinizi etkileyebilir. Bununla birlikte, bu yalnızca bu moleküller, absorbansı ölçmek için kullandığınız dalga boyundaki ışığı emerse doğru olur (Örneğin $600$ nm). Bu nedenle her zaman filtrelenmiş bir ortamla (veya en azından bir miktar taze ortamla) boşaltmalısınız.
Bulanıklık (absorbans olarak ölçülür) kültürdeki mikropların sayısal yoğunluğunun doğrudan göstergesi. Daha fazla mikrop hücresi: daha fazla ışık, ışık yolunda dağınık olarak yansıtılır ve dağılır; böylece kolorimetre/fotometrede verilen fotosensöre daha az ışık ulaşır.
Şimdi; zamanla bulanıklık artarsa; o zaman hücre sayısının artması anlamına gelir.
Büyüme hızı, besin kullanımının bir göstergesidir. Belirli bir besinin o bakteri için metabolize edilmesi zor ise; büyüme hızı düşecektir. Yani bulanıklık bu oranda artmayacaktır. yazan wikipedia'yı ziyaret edin
"Önce tercih edilen şeker tüketilir, bu da hızlı büyümeye yol açar, ardından bir gecikme evresi gelir. Gecikme evresi sırasında ikinci şekeri metabolize etmek için kullanılan hücresel mekanizma aktive olur ve ardından ikinci şeker metabolize olur."
(wikipedia'dan grafikler)
Referans: Vikipedi.
İkili büyümenin silico evrimi
Glikoz etkisi, iki farklı besin maddesi ile sunulduğunda hücrelerin iki yönlü bir büyüme modeli gösterdiği iyi bilinen bir fenomendir, yani üstel büyümenin bir epizodu ve ardından ikinci bir üstel büyümenin takip ettiği düşük büyümenin bir gecikme fazı. Diauxic büyüme genellikle iki veya daha fazla karbon kaynağı sunan bir ortamda biyokütle üretimini en üst düzeye çıkarmak için bir adaptasyon olarak düşünülür. İkili büyüme hem deneysel hem de teorik olarak geniş çapta çalışılmış olsa da, ikili büyümenin genel büyümeyi artırma stratejisi olduğu hipotezi doğrulanmamış bir varsayım olarak kalmıştır.
Yöntemler
Burada, bir bakteriyel besin alım sistemi ve metabolizmasının minimal bir matematiksel modelini sunuyoruz. İkili büyümenin hangi koşullar altında geliştiğini test etmek için bu modeli yapay evrime tabi tutuyoruz.
Sonuçlar
Sonuç olarak, aslında, besinler için rekabet varsa ve metabolizma/alım sistemi kapasite sınırlıysa, besinlerin sıralı alımının ortaya çıktığını bulduk.
Tartışma
Bununla birlikte, iki yönlü büyümenin bu sistemin ikincil bir etkisi olduğunu ve besin alımının hızlandırılmasının çok daha büyük bir etki olduğunu da bulduk. Özellikle, besin alımındaki bu hızlanma, verimlilikte genel bir azalma ile çakışmaktadır.
Sonuçlar
İki ana sonucumuz: (ben) Aynı besin maddeleri için yarışan hücreler hızlı fakat verimsiz büyüme dinamikleri geliştirirler. (ii) Burada kullandığımız deterministik modellerde önemli bir gecikme evresi gelişmez. Bu, gecikme fazının stokastik gen ekspresyonunun bir sonucu olduğunu göstermektedir.
Soyut
Fenotip-genotip manzarası, çevresel baskı altında ayrıntılı fenotipik ve genotipik verilerden gelen bir projeksiyondur. Mikrop fenomeni veya mikrobiyal konsorsiyum, bir genomun veya genom setinin işlevsel ifadesini yansıtsa da, metabolik özellikler fenotipe bağlıdır. Fenomik, fonksiyonel genomikte devrim yapma potansiyeline sahiptir. Bu derlemede, fenomeniğin neden ve nasıl geliştirildiğini tartışıyoruz. Fenomiklerin mikrobiyal konsorsiyumların bir araya getirilmesi ve bunların işlevselliği hakkındaki anlayışımızı nasıl genişletebileceğini açıkladık ve ardından Omnilog platformunu kullanan fenomenlerin incelenmesindeki yeni uygulamaları, laktik asit bakterileri (LAB) metabolik araştırmak için mevcut uygulamasının bir revizyonu ile birlikte özetledik. Gıda işleme sırasındaki özellikler. LAB, ortaya çıkan bu omik yaklaşımının uygulanmasını ve kullanımını analiz etmek ve tartışmak için uygun bir model sistem olarak önerildi. Bakteri fizyolojisi hakkında bilgi edinmek için yeni bir fenotip mikrodizi yaklaşımı olarak 'fenotip değiştirmeyi' tanıttık. Üretilen verileri yönetmek ve analiz etmek için metodolojilere ve araçlara genel bir bakış sağlandı. Son olarak, en yenilikçi olanlar da dahil olmak üzere, şimdiye kadar geliştirilen boru hatlarının artıları ve eksileri eleştirel olarak analiz edildi. En son yaklaşımları entegre eden ve burada açıklanan yeni kavramları uygulayan Omnilog verilerini otomatik olarak analiz etmeyi sağlayan, yakın zamanda depolanan bir R işlem hattı öneriyoruz.
Absorbans okumaları bakterilerin diauxik büyümesini nasıl gösterir? - Biyoloji
Büyüme Saccharomyces cerevisiae Glikoz tükenmesinin ardından (iki yönlü kayma), gen ekspresyonunun küresel bir yeniden programlanmasının eşlik ettiği derin bir metabolik adaptasyona bağlıdır. Bu çalışmada, bu yeniden programlamaya aracılık etmede Isc1p'nin şimdiye kadar beklenmedik bir rolü olduğuna dair kanıt sağlıyoruz. İlk çalışmalar, maya hücrelerinin silindiğini ortaya çıkardı. ISC1, diauxik sonrası fazda mitokondride bulunan inositol sfingolipid fosfolipaz C'yi kodlayan gen, diauxik sonrası fazda kusurlu aerobik solunum gösterdi, ancak bozulmamış mitokondriyal DNA, normal oksijen tüketimi ve normal mitokondriyal polarizasyon dahil olmak üzere normal içsel mitokondriyal fonksiyonları korudu. . Mikrodizi analizi, Δisc1 suşu, diauxic kayması sırasında fermente edilemeyen karbon kaynağı metabolizması için gerekli genleri yukarı regüle edemedi, bu nedenle, diauxik sonrası fazda solunum substratlarının mitokondriye kusurlu tedariki için bir mekanizma önerdi. Bir mitokondriyal enzimdeki bir kusura yanıt olarak nükleer gen indüksiyonunu düzenlemedeki bu kusur, mitokondrinin, çekirdek kodlu genlerin iki yönlü kayma ile ilişkili düzenlemesini başlatabileceği olasılığını artırdı. Bu, solunum yetmezliği olan minyon hücrelerde bu genlerin diauxic kayma boyunca Δ'ye benzer bir şekilde yukarı regüle edilemediğini göstererek kurulmuştur.isc1 Gerginlik. Isc1p- ve mitokondriyal fonksiyona bağlı genler, Adr1p-, Snf1p- ve Cat8p'ye bağlı genlerle önemli ölçüde örtüşür ve bu faktörler arasında bazı fonksiyonel bağlantı olduğunu düşündürür. Bununla birlikte, retrograd yanıt Δ'de aktive edilmedi.isc1, Δ yanıtının olduğunu öne sürüyorisc1 basitçe mitokondriyal disfonksiyona atfedilemez. Bu sonuçlar, anaerobikten aerobik metabolizmaya geçiş sırasında gen ekspresyonunun yeniden programlanmasına izin vermede Isc1p'nin yeni bir rolü olduğunu göstermektedir.
Kullanılan kısaltmalar şunlardır: WT, vahşi tip FACS, floresanla aktive olan hücre sıralayıcı RT, ters transkripsiyon MOPS, 4-morfolinpropansülfonik asit.
2 Deneysel Prosedürler
2.1 İzolasyon ve tanımlama Persikobakter sp. CCB-QB2
Persikobakter QB2 deniz yosunundan izole edildi (cins Ulva) Queens Bay of Penang Island, Malezya'dan, daha önce açıklanan bir yöntem kullanılarak (Furusawa, Lau, Shu-Chien, Jaya-Ram ve Amirul, 2015). Bir parça deniz yosunu, bir L-ASWM (%0.05 tripton, 10 mmol L-1 HEPES ile %2.4 yapay deniz suyu [ASW]) agar plakasına aktarıldı. 30°C'de 2 gün inkübe edildikten sonra, agarolitik aktivite sergileyen koloniler, kolonilerin çevresinde berrak bir bölge oluşturdu. Koloni, H-ASWM (%0.5 tripton, 10 mmol L-1 HEPES ile %2.4 ASW) agar plakaları (%1.5 agar) üzerinde tek koloni izolasyonu ile iki kez saflaştırıldı. QB2 hücreleri, 3 x 108 hücre ml -1 (OD600 = 1) gece boyunca 30°C'de H-ASWM'de. Beş mikrolitre bakteri süspansiyonu, %1.5 agar H-ASWM plakaları üzerinde lekelendi ve 30°C'de 24 saat inkübe edildi. Agarolitik aktiviteyi doğrulamak için bu plaka Lugol solüsyonu (20 mL damıtılmış su içinde 0,2 g iyot kristali ve 2 g potasyum iyot) ile boyanmıştır (Cui ve diğerleri, 2014).
Mid-log faz QB2 hücrelerinden (3 x 108 hücre ml-1) kromozomal DNA, Mygen Genomic DNA Prep Kit (Gene Xpress PLT) kullanılarak hazırlandı. 16S rRNA gen dizisine dayalı filogenetik analiz protokolü daha önce açıklanmıştır (Furusawa ve diğerleri, 2015). Dizi verileri, KT285294 erişim numarası altında DDBJ/EMBL/GenBank veri tabanlarına gönderilmiştir.
2.2 Genom dizilimi, montaj ve açıklama
Orta log fazlı QB2 hücrelerinden (3 x 108 hücre ml-1) kromozomal DNA, DNeasy Blood & Tissue Kit (QIAGEN) kullanılarak hazırlandı. QB2 için tam genom dizilimi, bir PacBio RSII platformu (Pacific Biosciences) ile yapıldı. 10 kb Tek Molekül Gerçek Zamanlı (SMRT) çan kitaplığı hazırlandı ve üreticinin talimatlarına göre P5-C3 kimyası kullanılarak dizildi. Kitaplık, üç SMRT hücresi kullanılarak sekanslandı ve ortalama okuma uzunluğu 7.081 bp olan 117.232 okumadan 830 Mb sekans verdi. Okumaların de novo montajı, varsayılan parametrelerle Hiyerarşik Genom Birleştirme Süreci (HGAP) (v 2.2.0) iş akışının ardından gerçekleştirildi (Chin ve diğerleri, 2013). İş akışı kullanılarak, QB2 genomu sırasıyla 3,843,562 ve 31,064 bp'lik iki kontig halinde birleştirildi. Genom, varsayılan parametrelerle Subsystem Technology (RAST) sunucusu (Aziz ve diğerleri, 2008) kullanılarak Rapid Annotation kullanılarak açıklandı. QB2'nin genom dizisi, DDBJ/EMBL/GenBank veri tabanında LBGV00000000 erişim numarasıyla mevcuttur.
2.3 Büyüme eğrilerinin ve agaraz aktivitesinin belirlenmesi
İki yüz mikrolitre QB2 hücre süspansiyonu (3 x 108 hücre ml-1), 100 ml H-ASWM, %0.2 agarozlu H-ASWM (Promega), L-ASWM ve %0.2 agarozlu L-ASWM'ye aktarıldı. Örnekler, 200 rpm'de döner bir çalkalayıcıda 56 saat 30°C'de inkübe edildi. Bakterinin farklı inkübasyon periyotlarında büyümesi, H-ASWM agar plakaları üzerinde koloni oluşturan birimler sayılarak ölçülmüştür. Aynı zamanda, agaraz aktivitesi, 3,5-dinitrosalisilik asit (DNS) yöntemi (Miller, 1959) kullanılarak indirgeyici şeker eşdeğerinin salınmasıyla da ölçülmüştür. Bir mililitre hücre süspansiyonu santrifüjlendi ve 10 ul süpernatan, %1.5 erimiş agaroz içeren 90 ul 20 mmol L-1 Tris-HCl tamponu (pH 7.6) içinde 50°C'de 30 dakika süreyle inkübe edildi. Daha sonra reaksiyon çözeltisine 200 µl DNS çözeltisi karıştırıldı ve 100°C'de 10 dakika inkübe edildi. Isıl işlemden sonra 1 mL deiyonize su ilave edildi ve indirgeyici şekerin absorbansı 540 mm'de ölçüldü. Değer, standart olarak d-galaktoz ile değerlendirildi. Bir birim (U) enzimatik aktivite, bu koşul altında dakikada 1 µmol indirgeyici şeker salan enzim miktarı olarak tanımlandı.
2.4 Kantitatif gerçek zamanlı PCR
İki yüz mikrolitre önceden kültürlenmiş QB2 hücresi (3 x 108 hücre mL-1), 100 ml H-ASWM, %0.2 agarozlu H-ASWM (Promega), L-ASWM ve %0.2 agarozlu L-ASWM'ye aktarıldı. 6, 9 ve 30 saatlik inkübasyondan sonra numuneler alındı (kabaca iki büyüme sergileyen hücreler için gözlemlenen gecikme, birinci büyüme ve ikinci büyüme fazına karşılık gelir). Hücreleri topladıktan sonra, Lopez ve Bohuski (Lopez ve Bohuski, 2007) tarafından açıklanan protokol izlenerek TRIZOL Reaktifi (Ambion) ve QIAGEN RNeasy Mini Kiti (QIAGEN) kullanılarak toplam RNA özü çıkarıldı. cDNA, RevertAid H Minus First Strand cDNA Sentez Kiti (Thermo Scientific) kullanılarak sentezlendi ve elde edilen 20 µg cDNA, Fast SYBR ® Green Master Mix'ten (Applied Biosystems) hazırlanan, 10 µmol içeren 20 µl'lik bir PCR karışımına ilave edildi. 0,5 μmol L-1'lik bir nihai konsantrasyonda Tablo S1'de listelenen her primerden L-1. Deney iki kopya halinde gerçekleştirildi ve her deney için üç bağımsız çalışma yapıldı. Aşağıdaki termal döngü parametreleri kullanıldı: 95°C'de 25 saniye denatürasyon, ardından 95°C'de 3 saniye boyunca 40 döngü denatürasyon, 30 saniye boyunca 60°C'de tavlama ve uzatma. Erime eğrisi analizi, saniyede 0.05°C'lik bir eğimle 45 ila 95°C sıcaklık aralığında gerçekleştirilmiştir. Gen ekspresyonundaki kat değişimi, tedavi edilen ve kontrol numunelerindeki her bir gen için hesaplandı. Elde edilen tüm veriler, 16S rRNA genine normalleştirildi.
YORUM
Arkaplan bilgisi
aerobik A. vinelandii diğer patojenik veya anaerobik olarak yetiştirilen diazotrof modelleriyle (örn. Clostridium pasteurianum, Klebsiella pnömoni, Rodopseudomonas palustris). A. vinelandii Büyüme tipik olarak bir inkübatörde optimize edilmiş ve standartlaştırılmış olsa da, ortam, tezgah üstü koşullarda muhafaza edilebilir. Dönüşüm için doğal yeterlilik A. vinelandii metal açlığı yoluyla indüklenebilir ve ilişkili floresan yeşil siderofor üretimi nedeniyle görsel olarak doğrulanabilir (McRose ve diğerleri, 2017). Bu özellik, (Dos Santos, 2019) bölümünde incelendiği gibi, onu genetik manipülasyon için oldukça uygun bir organizma yapar. Genetiği değiştirilmiş ürünlerin büyüme hızı değerlendirmeleri A. vinelandii bu nedenle nitrojenaz ve nitrojenaz ile ilişkili genlerin fizyolojik katkılarını ortaya çıkarabilir (Arragain et al., 2017 Garcia, McShea, Kolaczkowski ve Kaçar, 2020 McRose et al., 2017 Mus, Colman, Peters, & Boyd, 2019 Plunkett et al. al., 2020).
Kritik Parametreler ve Sorun Giderme
koşullarının optimize edilmesi önemlidir. A. vinelandii biyolojik ve teknik kopyalar arasında tutarlılık ve tekrarlanabilirlik sağlamak için büyüme oranı değerlendirmesinden önce bir mikroplaka okuyucusunda büyüme (bkz. Stratejik Planlama). Dikkate alınması gereken büyüme koşulları sıcaklık, çalkalama hızı, kültür hacmi ve inokulum hazırlığını içerir.
Mikroplaka okuyucuda (Temel Protokol 3) büyüme hızı değerlendirmesi sırasında karşılaşılan yaygın bir sorun, yaklaşık 48 ila 72 saat boyunca gerekli olan iyi buharlaşmadır. A. vinelandii doygunluğa ulaşmak için kültürler. Buharlaşma, bir kapak veya gaz geçirgen bir zar kullanılarak en aza indirilebilir. Bununla birlikte, bir kapak kullanıldığında plaka kenarlarında hala önemli buharlaşma meydana gelebilir (Chavez ve diğerleri, 2017 ) ve zarın yanlış uygulanması plaka boyunca değişken büyüme oranlarına neden olabilir. Bu tür değişkenliği tamamen ortadan kaldırmak zor olduğundan, plaka boyunca birkaç teknik kopya eklemek ve bir kapak kullanırken plaka kenarlarında kuyuları ölçmekten kaçınmak önemlidir.
Zaman Hususları
İlk kurtarma Azotobakter suşları (Temel Protokol 1) ve izojenik plaka kültürlerinin (Temel Protokol 2) hazırlanması yaklaşık 6 gün sürer. Kültür öncesi hazırlık (Temel Protokol 2) yaklaşık 24 saat sürer. Bu süre optimize edilebilir ancak kopyalar arasında tutarlı hale getirilmelidir. Her bir mikroplaka okuyucu büyüme deneyi yaklaşık 48 ila 72 saat sürer, ancak bu süre test edilen suş ve büyüme koşullarına bağlı olarak değişebilir. Sonraki büyüme veri analizi sırasında güvenilir eğri uydurma sağlamak için kültürler doygunluğa ulaşana kadar deney sürdürülmelidir.
Sonuçları anlama
Bu protokol aynı zamanda farklı vahşi tip ve mühendislik uygulamalarının büyüme oranlarını ve özelliklerini karşılaştırmak için de kullanılabilir. A. vinelandii suşların yanı sıra farklı fiziksel ve beslenme büyüme koşulları. Burada açıklanan protokol için beklenen sonuçlara bir örnek sağlamak için vahşi tipte diazotrofik büyüme hızı deneyleri yaptık. Azotobacter vinelandii DJ ve nitrojenaz modifikasyonları barındıran üç suş nifD gen. NS nifD gen, nitrojenaz enziminin aktif bölge içeren alt birimini kodlar. Bu gende yapılan değişikliklerin nitrojenaz N'yi etkilemesi beklenir.2- azaltma ve dolayısıyla, yeteneği A. vinelandii diazotrofik olarak büyümek. Modifiye edilmiş suşlar arasında %93 ve %81 olan “AK013” ve “AK014” bulunmaktadır. nifD DNA kimliği nifD Sırasıyla vahşi tip DJ soyunun ve bir DJΔnifD silme zorlaması.
Şekil 4, her biri için büyüme eğrilerini gösterir A. vinelandii suş ve Tablo 1 raporları, GrowthCurver R paketi ile hesaplanan iki katına çıkma süreleri anlamına gelir (Sprouffske & Wagner, 2016). DJΔ için diazotrofik büyüme tespit etmediknifD. Denemeler 1 ve 2 için AK014, hem DJ'den hem de AK013'ten daha yavaş büyüdü (P < 0.05, tek yönlü bir ANOVA'nın ardından bir post-hoc Tukey'nin HSD testinden hesaplandı), ancak DJ ve AK013 için iki katına çıkma sürelerinde hiçbir fark bulunmadı. Ancak, Deneme 3 için DJ, hem AK013 hem de AK014'ten önemli ölçüde daha yavaş büyüdü. Bu sonuç, günlük araç değişkenliğini hesaba katmak için büyüme deneylerini birden fazla günde tekrarlama ihtiyacını vurgulamaktadır. Farklı ülkelerdeki diazotrofik büyüme farklılıklarını değerlendirmek için bu otomatik protokol A. vinelandii suşlar, çeşitli ek uygulamalar için uyarlanabilir.
|Ortalama iki katına çıkma süresi ± 1σ (saat)|
|Gerginlik||DJ (vahşi tip)||AK013||AK014|
|deneme 1||2.95 ± 0.13||2.83 ± 0.11||3.62 ± 0.20|
|deneme 2||2.88 ± 0.17||2.74 ± 0.11||3.47 ± 0.30|
|deneme 3||4.63 ± 0.18||3.23 ± 0.10||4.36 ± 0.24|
Teşekkür
Sağladıkları için Dennis Dean ve Valerie Cash'e teşekkür ederiz. A. vinelandii DJ ve DJΔnifD suşlar, ayrıca destek ve yardımcı tartışmalar için. NASA Erken Kariyer Fakültesi (ECF) Ödülü No. 80NSSC19K1617, NSF Emerging Frontiers Program Ödülü No. 1724090 ve Arizona Üniversitesi Vakfı Küçük Hibeler Programından sağlanan finansmanı kabul ediyoruz. BC, NASA Arizona Uzay Ödeneği ve Blue Mermer Uzay Bilim Enstitüsü Genç Bilim Adamı Programının desteğini kabul eder ve AKG, NASA Doktora Sonrası Program Bursu'nun desteğini kabul eder.
Çıkar Çatışması Beyanı
Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması beyan etmemektedir.
Yazar Katkıları
Brooke M. Carruthers: Kavramsallaştırma Veri küratörlüğü Resmi analiz Araştırma Metodolojisi Doğrulama yazma-orijinal taslak yazma-inceleme ve düzenleme. Amanda K. Garcia: Veri küratörlüğü Resmi analiz Araştırma Metodolojisi Denetleme yazma-orijinal taslak yazma-inceleme ve düzenleme. Alex Nehri: Veri iyileştirme Resmi analiz Araştırma Doğrulama yazma-inceleme ve düzenleme. Betül Kaçar: Kavramsallaştırma Araştırma Metodolojisi Proje yönetimi Kaynaklar Denetim yazma-inceleme ve düzenleme.
Bölüm 7 Maya Kültürlerinin Büyümesini İzleme ve Topaklanma Problemiyle Başa Çıkma Yöntemleri
Bu bölümde, maya kültürlerinin büyümesinin izlenmesine yönelik yöntemler tartışılmaktadır. Mayalarla ilgili çoğu biyokimyasal, fizyolojik, sitolojik ve gelişimsel çalışma, maya kültürlerinin büyümesinin izlenmesini gerektirir. Bazı durumlarda, büyüme hızının veya kapsamının belirlenmesi, diğer birçok durumda önemli deneysel sonuçlar sağlar, analiz edilen hücresel materyalin miktarını veya hücrelerin fizyolojik durumunu veya her ikisini de bilmek gerekir. Maya miktarlarının belirlenmesi ve maya kültürlerinin büyümesinin izlenmesi için kullanılan yöntemler, diğer mikroorganizmalarda kullanılanlarla aynıdır. Bu bölüm, büyümeyi izlemenin çeşitli yöntemlerinin (ve aralarındaki ilişkilerin) erdemlerine ve sınırlamalarına odaklanmaktadır. Tomurcuklanan üreme biçiminin ve kümelenme sorununun getirdiği komplikasyonları tartışır. Bu bölüm kümelenme problemini, biyokütle ve bileşenlerini ölçme yöntemlerini ve sitokinezi açıklamaktadır.
Bağlantılar
Biyoteknoloji ve Biyomoleküler Bilimler Okulu, New South Wales Üniversitesi, Sidney, 2052, Avustralya
Bat-Erdene Jugder, Zhiliang Chen, Darren Tan Tek Ping, Helene Lebhar, Jeffrey Welch ve Christopher P Marquis
Systems Biology Initiative, New South Wales Üniversitesi, Sidney, 2052, Avustralya
Bu yazarı PubMed Google Scholar'da da arayabilirsiniz.
Bu yazarı PubMed Google Scholar'da da arayabilirsiniz.
Bu yazarı PubMed Google Scholar'da da arayabilirsiniz.
Bu yazarı PubMed Google Scholar'da da arayabilirsiniz.
Bu yazarı PubMed Google Scholar'da da arayabilirsiniz.
Bu yazarı PubMed Google Scholar'da da arayabilirsiniz.
Sorumlu yazar
İçindekiler
Bu örnekte (Şekil 1, ayrıntılar için bkz. Lac operon), besin içeren bir sıvı besiyerinde bulunan bakteri sayısı, 8 saatlik bir hücre büyüme deneyi sırasında ölçülmüştür. Gözlenen bakteri üreme modeli iki fazlıdır, çünkü iki farklı şeker mevcuttu, glukoz ve laktoz. Bakteriler glikoz tüketmeyi (Faz I) ve laktozu (Faz II) sadece glikoz tükendikten sonra kullanmayı tercih ederler. Bu iki fazlı büyüme eğrisi için moleküler temelin analizi, gen ekspresyonunu kontrol eden temel mekanizmaların keşfine yol açtı.
Kanser araştırması, büyüme eğrisi analizinin önemli bir rol oynadığı bir biyoloji alanıdır. Birçok kanser türünde, kemoterapiyi takiben tümörlerin küçülme hızı, tedaviden önceki tümörün büyüme hızı ile ilişkilidir. Hızla büyüyen tümörler, genellikle geleneksel antikanser ilaçlarının kanser hücreleri üzerindeki toksik etkilerine karşı daha duyarlıdır. Birçok geleneksel antikanser ilacı (örneğin 5-Fluorourasil) DNA replikasyonuna müdahale eder ve DNA'larını kopyalayıp bölünmeye çalışan hücrelerin ölümüne neden olabilir. Hızla büyüyen bir tümör, bu tür antikanser ilaçlarına maruz kaldığında daha aktif olarak bölünen hücrelere ve daha fazla hücre ölümüne sahip olacaktır.
Şekil 2'de gösterilen örnekte, hücre büyüme hızı yavaşladıktan sonra bir tümör bulunur. Kanser hücrelerinin çoğu ameliyatla çıkarılır. Kalan kanser hücreleri hızla çoğalmaya başlar ve kanser kemoterapisine başlanır. Birçok tümör hücresi kemoterapi tarafından öldürülür, ancak sonunda kemoterapi ilacına dirençli bazı kanser hücreleri hızla büyümeye başlar. Kemoterapi artık yararlı değildir ve kesilir.
Vücut yüksekliği için normal büyüme eğrileri aralığının önemli ölçüde altına düşen çocuklar, büyüme hormonu eksikliği açısından test edilebilir ve hormon enjeksiyonları ile tedavi edilebilir. [1]
Sonuçlar
Deneyimlerimizi özetlemek gerekirse, nicel akıl yürütme ve teori kullanarak temel biyolojiye önemli katkı sağlayan makalelerin yakından okunmasının, farklı eğitim geçmişlerine sahip birinci sınıf yüksek lisans öğrencilerinin ortamında yararlı olduğunu bulduk. Makaleler, biyoloji geçmişi olan öğrencilerin, yalnızca mevcut uygulamayla değil, aynı zamanda öğrencilerin ilgi alanlarıyla da en alakalı olan matematiksel ve hesaplamalı fikirlere ve yöntemlere odaklanmalarına yardımcı olur.
Tamamlayıcı bir şekilde, fizik ve hesaplama geçmişine sahip öğrenciler, temel biyolojide önemli birçok konuya maruz kalırlar. Biyolojiye olan ilgilerini sürdürmeye devam ederlerse, katkıda bulunabilecekleri araştırma alanlarına da aşina olurlar. Son olarak, bu kadar farklı geçmişlere sahip öğrencilere birlikte öğretme pratiğinin, genomik ve sistem biyolojisi topluluğunun bu gelecekteki üyelerine iyi hizmet edecek iletişimi ve profesyonel ilişkileri kolaylaştıracağından umutluyuz.