Các hoạt động vận động bằng tiên mao và co giật cần thiết cho sự phát triển màng sinh học của Pseudomonas aeruginosa

Molecular Microbiology - Tập 30 Số 2 - Trang 295-304 - 1998
George A. O’Toole1, Roberto Kolter1
1Department of Microbiology and Molecular Genetics, Harvard Medical School, 200 Longwood Avenue, Boston, MA 02115, USA

Tóm tắt

Quá trình hình thành các cộng đồng vi khuẩn phức tạp được gọi là màng sinh học bắt đầu với sự tương tác của các tế bào trôi nổi với bề mặt để đáp ứng các tín hiệu môi trường thích hợp. Chúng tôi báo cáo việc phân lập và đặc điểm hóa của các đột biến Pseudomonas aeruginosa PA14 có khiếm khuyết trong việc bắt đầu hình thành màng sinh học trên bề mặt vô cơ, nhựa polyvinylcloride (PVC). Các đột biến này được gọi là khiếm khuyết gắn kết bề mặt (sad ). Hai loại đột biến sad đã được phân tích: (i) đột biến có khiếm khuyết trong vận động do tiên mao điều khiển và (ii) đột biến có khiếm khuyết trong sinh tổng hợp các pili loại IV cực bộ. Chúng tôi đã theo dõi sự phát triển của màng sinh học được hình thành bởi chủng hoang dại trong hơn 8 giờ sử dụng kính hiển vi tương phản pha. Chủng hoang dại đầu tiên tạo thành một lớp đơn lẻ các tế bào trên bề mặt vô cơ, sau đó là sự xuất hiện của các tế bào vi khuẩn nhỏ phân tán khắp lớp đơn lẻ các tế bào này. Sử dụng kính hiển vi quay lại thời gian thực, chúng tôi cung cấp bằng chứng cho thấy các tế bào vi khuẩn nhỏ được hình thành bằng cách kết tụ các tế bào có mặt trong lớp đơn. Giống như đã quan sát ở chủng hoang dại, các chủng có đột biến trong gen cần thiết cho sự tổng hợp của pili loại IV hình thành một lớp đơn của các tế bào trên nhựa PVC. Tuy nhiên, khác với chủng hoang dại, các đột biến pili loại IV không phát triển các tế bào vi khuẩn nhỏ trong suốt quá trình thí nghiệm, cho thấy rằng những cấu trúc này đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành các tế bào vi khuẩn nhỏ. Rất ít tế bào của chủng không có khả năng vận động (mang đột biến trong flgK ) bám vào PVC ngay cả sau 8 giờ ủ, gợi ý vai trò của tiên mao và/hoặc vận động trong tương tác ban đầu giữa tế bào và bề mặt. Kiểu hình của các đột biến này do đó cho phép chúng tôi bắt đầu trạng thái phân tích con đường phát triển dẫn đến hình thành màng sinh học.

Từ khóa

#Pseudomonas aeruginosa #biofilm formation #flagellar motility #type IV pili #surface attachment #bacterial communities #PVC plastic

Tài liệu tham khảo

10.1111/j.1365-2958.1995.tb02413.x

10.1111/j.1365-2958.1996.tb02665.x

10.1016/S0022-2836(05)80360-2

Ausubel F.A. Brent R. Kingston R.E. Moore D.D. Seidman J.G. Smith J.A. et al. (1990)Current Protocols in Molecular Biology. New York: Wiley Interscience.

10.1126/science.280.5372.2114

10.1128/AEM.63.11.4543-4551.1997

10.1093/clinids/5.2.279

10.1139/m80-022

10.1101/gr.3.2.85

Costerton J.W. Lewandowski Z. Caldwell D.E. Korber D.R. Lappin‐Scott H.M.(1995) Microbial biofilms. InAnnual Review of Microbiology Vol. 49. Ornston L.N. Barrows A. and Greenberg E.P. (eds). Palo Alto CA: Annu Rev Inc pp.711–745.

10.1111/j.1365-2958.1994.tb00296.x

10.1016/S0378-1119(97)00037-1

10.1128/aem.61.3.860-867.1995

10.1128/AEM.59.4.1181-1186.1993

10.1126/science.280.5361.295

Doig P., 1988, Role of pili in adhesion of Pseudomonas aeruginosa to human respiratory epithelial cells, Infect Immun, 56, 1641, 10.1128/iai.56.6.1641-1646.1988

Fletcher M.(1996) Bacterial attachment in aquatic environments: a diversity of surfaces and adhesion strategies. InBacterial Adhesion: Molecular and Ecological Diversity. Fletcher M. (ed.). New York: John Wiley & Sons pp.1–24.

10.3109/02713689309033504

Glessner A. Iglewsski B.H. Robinson J.B.(1998) Role ofPseudomonas aeruginosa lasRandrhlquorum‐sensing systems in control of twitching motility.General Meeting of the American Society for Microbiology Poster D‐88.

10.1128/mr.60.3.539-574.1996

10.1128/IAI.61.5.1764-1771.1993

10.1016/S0022-2836(05)80266-9

Hoyle B.D., 1991, Bacterial resistance to antibiotics: the role of biofilms, Prog Drug Res, 37, 91

10.1128/AEM.64.2.575-580.1998

10.1002/j.1460-2075.1991.tb07970.x

Kaiser D.(1984) Regulation of multicellular development inMyxobacteria. InMicrobial Development. Losick R. & Shapiro L. (eds). Cold Spring Harbor NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press pp.197–218.

Korber D.R., 1994, Effect of motility on surface colonization and reproductive success of Pseudomonas fluorescens in dual‐dilution continuous culture and batch culture systems, Appl Environ Microbiol, 60, 1421, 10.1128/aem.60.5.1421-1429.1994

10.1007/BF02011566

10.1016/S0378-1119(96)00441-6

10.1128/JCM.25.8.1392-1397.1987

Mills A.L.&Powelson D.K.(1996) Bacterial interactions with surfaces in soil. InBacterial Adhesion: Molecular and Ecological Diversity. Fletcher M. (ed.). New York: John Wiley & Sons pp.25–57.

10.1128/IAI.38.3.1296-1298.1982

10.1128/AAC.27.4.619

10.1016/0090-4295(89)90327-0

10.1128/jb.172.6.2911-2919.1990

10.1046/j.1365-2958.1998.00797.x

10.1016/S0022-2836(59)80045-0

10.1016/0042-6822(73)90203-1

10.1111/j.1472-765X.1989.tb00262.x

10.1046/j.1365-2958.1998.01061.x

10.1046/j.1365-2958.1997.4601823.x

10.1128/IAI.44.1.38-40.1984

Ramphal R., 1991, Adhesion of Pseudomonas aeruginosa pilin‐deficient mutants to mucin, Infect Immun, 59, 1307, 10.1128/iai.59.4.1307-1311.1991

10.1111/j.1365-2958.1992.tb02211.x

10.1038/373357a0

10.1111/j.1365-2958.1994.tb00489.x

10.1111/j.1348-0421.1988.tb01372.x

10.1016/0378-1119(89)90262-X

10.1128/IAI.63.8.2950-2957.1995

10.1128/jb.171.1.569-572.1989

10.1128/IAI.63.4.1278-1285.1995

10.1128/jb.169.6.2769-2773.1987

10.1016/0378-1119(91)90221-V

10.1111/j.1574-6941.1997.tb00351.x

Woods D.E., 1980, Role of pili in adherence to buccal epithelial cells, Infect Immun, 29, 1146, 10.1128/iai.29.3.1146-1151.1980

10.1111/j.1365-2958.1995.mmi_18030547.x

Thông tin
Thông tin xuất bản

Molecular Microbiology

Tập 30 Số 2

295-304

Thông tin tác giả