محیط کشت مینیمال: کاربرد و ترکیبات

مینیمال براث (Minimal Broth) که با نام‌های محیط کشت مینیمال (Minimal Culture) یا مینیمال مدیا (Minimal Media) نیز شناخته می‌شود، اولین بار توسط فردی به نام دیویس فرموله شد. مینیمال براث، در واقع محیط کشتی است که با حداقل نیازها و بدون حضور اسیدهای آمینه، از رشد نوع وحشی میکروارگانیسم‌ها ^[۱] (مانند نوع وحشی اشریشیا کلی) حمایت می‌کند. در این مطلب قصد داریم به معرفی مینیمال مدیا و ترکیبات و کاربرد آن بپردازیم.

مروری بر محیط کشت مینیمال

مینیمال مدیا یک محیط تعریف شده است که ترکیب آن بر اساس میکروارگانیسم مورد نظر، متفاوت خواهد بود. به طور معمول، این محیط حاوی یک منبع کربن مانند قند/ سوکسینات ^[۲]، نمک‌های معدنی مختلف (مانند منیزیم، نیتروژن، فسفر و گوگرد) و آب است.

قندها به عنوان کربن و انرژی عمل می‌کنند و نمک‌های منیزیم و آمونیوم به عنوان منابع یون‌هایی عمل می‌کنند که متابولیسم میکروارگانیسم را تحریک می‌کند.

محیط کشت مینیمال چه کاربردی دارد؟

از اصلی‌ترین کاربرد محیط کشت مینیمال می‌توان به امکان مقایسه‌ی کشت میکروارگانیسم و شکل جهش یافته آن اشاره کرد. در واقع این محیط کشت امکان تمایز سلول‌های نوع وحشی (wild type) و سلول‌های جهش یافته (mutant) را فراهم می‌کند.

سلول‌های نوع وحشی که با نام خورو نیز شناخته می‌شوند، فنوتیپ نرمالی از یک ارگانیسم هستند که به طور وحشی در طبیعت پدیدار می‌شوند.

محیط کشت مینیمال بیشترین استفاده را در تمایز گونه‌های اشریشیا کلی دارد. گونه‌های جهش یافته‌ اشریشیا کلی با قرار گرفتن نوع وحشی اشریشیاکلی در معرض نور ماوراء بنفش به دست می‌آیند. اما برای رشد به محیطی کامل از نظر تغذیه نیاز دارند. مینیمال مدیا را می‌توان با مکمل‌هایی برای رشد گونه‌های جهش یافته‌ تکمیل کرد.

ترکیبات محیط کشت مینیمال

 مینیمال براث به صورت تجاری در دسترس است اما شما در آزمایشگاه خود می‌توانید به راحتی آن را آماده کنید. در این قسمت قصد داریم ترکیبات مورد استفاده در این محیط کشت را بیان کنیم. توجه داشته باشید که این ترکیبات ممکن است با آنچه شما در آزمایشگاه خود استفاده می‌کنید کمی متفاوت باشد.

روش آماده سازی محیط کشت مینیمال

در ادامه‌ی این مطلب به بررسی نحوه آماده سازی محیط کشت مینیمال خواهیم پرداخت.

1. مواد را به طور جداگانه با توجه به حجم مورد نظر خود وزن کنید. (در اینجا ما ۱ لیتر از محیط کشت را در نظر گرفته‌ایم).
2. در یک بشر حدود ۹۰۰ میلی‌لیتر dd H₂O (deionized distilled water) بریزید.
3. مواد را (به جز آگار) به بشر اضافه کنید.
4. بشر را روی هات پلیت قرار دهید تا مواد به کمک حرارت در آب حل شوند.
5. pH محیط کشت مینیمال را تنظیم کنید. pH محیط در دمای ۲۵ درجه سانتی‌گراد حدود ۰٫۲ ±۰ است.
6. مجددا به محلول آب اضافه کنید تا حجم نهایی آن به ۱۰۰۰ میلی‌لیتر برسد.
7. محیط کشت را درون یک ارلن بریزید. آگار را با توجه به حجم تعیین شده (یعنی ۱۵ گرم آگار برای ۱ لیتر از محیط کشت) به ارلن اضافه کنید.
8. دهانه ارلن را ببندید و آن را در دمای ۱۲۱ درجه سانتی‌گراد به مدت ۱۵ دقیقه اتوکلاو کنید.
9. در نهایت می‌توانید محیط کشت مینیمال را در پتری دیش‌های مختلف بریزید.

پتری دیش‌های حاوی محیط کشت را در دمای ۲ الی ۸ درجه سانتی‌گراد نگهداری کنید تا زمانی که مورد استفاده قرار گیرند. نمونه آزمایشی را می‌توان مستقیماً روی پلیت حاوی مینیمال آگار رگه کرد (کشت خطی) و سپس پلیت ها باید در انکوباتور قرار گیرند و در برابر نور محافظت شود.

کشت نمونه در محیط کشت مینیمال

همانطور که گفته شد، یکی از کاربردهای اصلی محیط کشت مینیمال تمایز گونه‌های وحشی و جهش‌یافته‌ی اشریشیا کلی است.  به این منظور سوسپانسیون سلولی از نوع وحشی E. coli تحت تابش اشعه فرا بنفش قرار می‌گیرد و روی مینیمال آگار کشت داده می‌شود.  این امر امکان رشد سلول‌های نوع وحشی و سلول‎های جهش یافته را فراهم می‌کند.

سپس کلنی‌های انتخاب شده به  آبگوشت مینیمال (Minimal Broth) و همچنین آبگوشت مینیمالی که حاوی یکسری افزودنی برای رشد گونه‌های جهش یافته است اضافه می‌شوند.

آبگوشت در دمای ۳۵ درجه سانتی گراد به مدت ۲۴ ساعت در انکوباتور قرار می‌گیرد.

در صورتی که ارگانیسم در Minimal Broth حاوی مکمل، رشد کند اما هیچ رشدی در Minimal Broth نداشته باشد، به این معنی است که گونه‌ی مورد آزمایش جهش یافته است.

جمع بندی

محیط کشت مینیمال، محیط کشتی است که تنها حاوی مواد لازم برای حمایت از رشد یک میکروارگانیسم است. بسته به اینکه چه میکروارگانیسمی قرار است مورد بررسی قرار گیرد، ممکن است مواد مختلفی به یک محیط کشت مینیمال اضافه شود.

 مینیمال آگار که حاوی حداقل مواد مغذی ممکن برای رشد کلنی است و عموماً فاقد اسیدهای آمینه می‌باشد، اغلب توسط میکروبیولوژیست‌ها و ژنتیک‌شناسان برای رشد میکروارگانیسم‌های “نوع وحشی” استفاده می‌شود.  در این مقاله سعی کردیم به معرفی این محیط کشت و ترکیبات آن بپردازیم. امیدواریم این مطلب مورد توجه شما قرار گرفته باشد.

واژه نامه