カルガリーバイオフィルムデバイスで栽培されている微生物バイオフィルムの構造を評価するための顕微鏡検査と3次元視覚化の使用

微生物は、バイオフィルムと呼ばれる多細胞の固体表面に合った集合体に頻繁に生きます。これらの微生物群集には、人口の不均一性に貢献し、その結果、緊急の細胞機能に寄与する建築的特徴があります。したがって、バイオフィルム構造の3次元（3D）の特徴は、これらの微生物システムの生理学と生態学を理解するために重要です。このホワイトペーパーでは、カルガリーバイオフィルムデバイス（CBD）のポリスチレンペグで成長したバイオフィルムの走査型電子顕微鏡および共焦点レーザー走査顕微鏡（CLSM）のためのいくつかのプロトコルについて説明します。さらに、仮想現実ツールであるAmiraを使用したCLSMデータスタックの画像処理の手順について説明し、表面および/またはボリュームレンダリングされたバイオフィルム微生物の3D視覚化を作成します。CBDの微生物栽培と微生物栽培と、高スループット感受性試験のために設計された装置 - の組み合わせにより、多変量成長と曝露条件下でのバイオフィルムの構造機能分析が可能になります。

Microbes frequently live within multicellular, solid surface-attached assemblages termed biofilms. These microbial communities have architectural features that contribute to population heterogeneity and consequently to emergent cell functions. Therefore, three-dimensional (3D) features of biofilm structure are important for understanding the physiology and ecology of these microbial systems. This paper details several protocols for scanning electron microscopy and confocal laser scanning microscopy (CLSM) of biofilms grown on polystyrene pegs in the Calgary Biofilm Device (CBD). Furthermore, a procedure is described for image processing of CLSM data stacks using amira, a virtual reality tool, to create surface and/or volume rendered 3D visualizations of biofilm microorganisms. The combination of microscopy with microbial cultivation in the CBD - an apparatus that was designed for high-throughput susceptibility testing - allows for structure-function analysis of biofilms under multivariate growth and exposure conditions.