BIOFILM FORMATION BY PSEUDOMONAS AERUGINOSA STRAINS WITH DIFFERENT LEVELS OF CYCLIC DI-GUANOSINE MONOPHOSPHATE BIOSYNTHESIS
Вантажиться...
Дата
2016
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
Номер ISSN
Номер E-ISSN
Назва тому
Видавець
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Анотація
Aim: Swarming motility and biofilm formation abilities determination in P. aeruginosa PA01 pJN2133, with low c-di-GMP level. Materials and methods. P. aeruginosa PA01 and P. aeruginosa PA 01 pJN 2133 were used as a test-organisms. Bacteria were cultivated in 24-walls Nuclon plates in LB medium at 37 °С for 30–60 min for adhesion determination and for 24 hours for biofilm formation. Determination of planktonic
cells amount were carried out spectrophotometrically, biofilm formation – by CV-test, and polysaccharide determination – by alcian blue and congo red staining. Swarming motility, hydrophobicity, and z-potential were carried out by common methods. Results.
It was shown that P. aeruginosa PA01 pJN2133 form biofilm with impaired structure and in 3.7 times less intensive than P. aeruginosa PA01. Even on early stages of the biofilm formation mutant strain shows low ahession ability compare to wild type. P. aeruginosa PA01 pJN2133 planktonic cells amount was higher than in wild type strain at all stages of biofilm formation. P. aeruginosa PA01 pJN2133 swarming motility zones diameter was 62 ± 5 mm and it was in 1.4 times higher than at P. aeruginosa PA01 – 43 ± 3 mm. Swarming motility zones morphology were different. It was shown that cells
of each strains change its hydrophobicity from logarithmic to stationary phase, but
direction of changes was opposite. P. aeruginosa PA01 pJN2133 cells hydrophobicity increase at stationary phase. P. aeruginosa PA01 cells hydrophobicity were higher in logarithmic phase. Cells of each strains have the same z-potential. Conclusions. On the frame of low c-di-GMP amount P. aeruginosa PA 01 pJN 2133 have low adhesion and biofilm formation abilities. Planktonic cells amount and swarming motility intensity are conversely high.
Мета роботи: встановлення особливостей утворення біоплівки та переміщення шляхом роїння клітин штаму P. aeruginosa PA01 pJN2133, що характеризується низьким рівнем синтезу цикло-ди-ГМФ. Матеріали та методи. Як тест- мікроорганізми використовували штами P. aeruginosa PA01 і P. aeruginosa PA01 pJN2133. Культивування проводили в 24-лункових плоскодонних планшетах Nuclon у середовищі LB при 37 оС впродовж 30–60 хв при визначенні адгезії клітин і впродовж 24 годин при дослідженні утворення біоплівки. Кількість планктонних клітин оцінювали спектрофотометрично, кількість прикріплених клітин і масу біоплівки – за методом забарвлення кристалічним фіолетовим, вміст полісахаридів у матриксі – за методом забарвлення конго червоним або алціановим синім. Роїння, гідрофобність клітин та дзета потенціал оцінювали за загальноприйнятими методами. Результати. Встановлено, що P. aeruginosa PA01 pJN2133 у порівнянні з P. aeruginosa PA01 утворює біоплівку з порушеною структурою, маса якої знижена у 3,7 рази. Вже на ранньому етапі формування біоплівки мутантний штам поступається батьківському за кількістю адгезова- них клітин. У той же час, на всіх етапах утворення біоплівки P. aeruginosa PA01 pJN2133 кількість планктонних клітин достовірно перевищує рівень, характер- ний для штаму дикого типу. Діаметр зони розповсюдження клітин P. aeruginosa PA01 pJN2133 шляхом роїння становив 62 ± 5 мм і в 1,4 рази перевищував показник P. aeruginosa PA01 – 43 ± 3 мм. Морфологія зон роїння досліджуваних штамів суттєво різниться за рядом ознак. Показано, що клітини обох штамів при переході з логарифмічної до стаціонарної фази росту змінюють гідрофобність, але спрямованість змін носить протилежний характер: підвищення у разі мутантного штаму, і зниження у разі штаму дикого типу. Клітини обох штамів мають однаковий дзета потенціал. Висновки. На тлі низького вмісту у цитоплазмі цикло-ди-ГМФ гальмується адгезія клітин до твердої поверхні і утворення повноцінної біоплівки, що сприяє планктонному способу існування P. aeruginosa PA01 pJN2133. Одержані результати дозволяють припустити, що ці явища обумовлені низькою гідрофобністю клітин мутантного штаму та їх високою здатність до переміщення по поверхні шляхом роїння.
Цель работы: выявление особенностей образования биопленки и передвижения путем роения клеток штамма P. aeruginosa PA01 pJN2133, характеризующегося низким уровнем синтеза цикло-ди-ГМФ. Материалы и методы. Как тест- микроорганизмы использовали штаммы P. aeruginosa PA01 и P. aeruginosa PA01 pJN2133. Культивирование проводили в 24-луночных плоскодонных планшетах Nuclon в среде LB при 37 °С в течение 30–60 мин при определении адгезии клеток и в течение 24 часов при исследовании образования биопленки. Количество планктонных клеток оценивали спектрофотометрически, количество прикрепленных клеток и массу биопленки – по методу окраски кристаллическим фиолетовым, содержание полисахаридов в матриксе – по методу окраски конго красным или алциановим синим. Роение, гидрофобность клеток и дзета потенциал оценивали по общепринятым методам. Результаты. Установлено, что P. aeruginosa PA01 pJN2133 по сравнению с P. aeruginosa PA01 образует биопленку с нарушенной структурой, масса которой снижена в 3,7 раза. Уже на раннем этапе формирования биопленки мутантный штамм уступает родительскому по количеству адгезированными клеток. В то же время, на всех этапах образования биопленки P. ginosa PA 01 pJN 2133 количество планктонных клеток достоверно превышает уровень, характерный для штамма дикого типа. Диаметр зоны распространения клеток P. aeruginosa PA01 pJN2133 путем роения составил 62 ± 5 мм и в 1,4 раза превышал показатель P. aeruginosa PA01 – 43 ± 3 мм. Морфология зон роения исследуемых штаммов существенно отличается по ряду признаков. Показано, что клетки обоих штаммов при переходе от логарифмической к стационарной фазе роста меняют гидрофобность, но направленность изменений носит противоположный характер: повышение в случае мутантного штамма, и снижение в случае штамма дикого типа. Клетки обоих штаммов имеют одинаковый дзета потенциал. Выводы. На фоне низкого содержания в цитоплазме цикло-ди-ГМФ тормозится адгезия клеток к твердой поверхности и образование полноценной биопленки, что способствует планктонных способа существования P. aeruginosa PA01 pJN2133. Полученные результаты позволяют предположить, что эти явления обусловлены низкой гидрофобностью клеток мутантного штамма и их высокой способностью к перемещению по поверхности путем роения.
Мета роботи: встановлення особливостей утворення біоплівки та переміщення шляхом роїння клітин штаму P. aeruginosa PA01 pJN2133, що характеризується низьким рівнем синтезу цикло-ди-ГМФ. Матеріали та методи. Як тест- мікроорганізми використовували штами P. aeruginosa PA01 і P. aeruginosa PA01 pJN2133. Культивування проводили в 24-лункових плоскодонних планшетах Nuclon у середовищі LB при 37 оС впродовж 30–60 хв при визначенні адгезії клітин і впродовж 24 годин при дослідженні утворення біоплівки. Кількість планктонних клітин оцінювали спектрофотометрично, кількість прикріплених клітин і масу біоплівки – за методом забарвлення кристалічним фіолетовим, вміст полісахаридів у матриксі – за методом забарвлення конго червоним або алціановим синім. Роїння, гідрофобність клітин та дзета потенціал оцінювали за загальноприйнятими методами. Результати. Встановлено, що P. aeruginosa PA01 pJN2133 у порівнянні з P. aeruginosa PA01 утворює біоплівку з порушеною структурою, маса якої знижена у 3,7 рази. Вже на ранньому етапі формування біоплівки мутантний штам поступається батьківському за кількістю адгезова- них клітин. У той же час, на всіх етапах утворення біоплівки P. aeruginosa PA01 pJN2133 кількість планктонних клітин достовірно перевищує рівень, характер- ний для штаму дикого типу. Діаметр зони розповсюдження клітин P. aeruginosa PA01 pJN2133 шляхом роїння становив 62 ± 5 мм і в 1,4 рази перевищував показник P. aeruginosa PA01 – 43 ± 3 мм. Морфологія зон роїння досліджуваних штамів суттєво різниться за рядом ознак. Показано, що клітини обох штамів при переході з логарифмічної до стаціонарної фази росту змінюють гідрофобність, але спрямованість змін носить протилежний характер: підвищення у разі мутантного штаму, і зниження у разі штаму дикого типу. Клітини обох штамів мають однаковий дзета потенціал. Висновки. На тлі низького вмісту у цитоплазмі цикло-ди-ГМФ гальмується адгезія клітин до твердої поверхні і утворення повноцінної біоплівки, що сприяє планктонному способу існування P. aeruginosa PA01 pJN2133. Одержані результати дозволяють припустити, що ці явища обумовлені низькою гідрофобністю клітин мутантного штаму та їх високою здатність до переміщення по поверхні шляхом роїння.
Цель работы: выявление особенностей образования биопленки и передвижения путем роения клеток штамма P. aeruginosa PA01 pJN2133, характеризующегося низким уровнем синтеза цикло-ди-ГМФ. Материалы и методы. Как тест- микроорганизмы использовали штаммы P. aeruginosa PA01 и P. aeruginosa PA01 pJN2133. Культивирование проводили в 24-луночных плоскодонных планшетах Nuclon в среде LB при 37 °С в течение 30–60 мин при определении адгезии клеток и в течение 24 часов при исследовании образования биопленки. Количество планктонных клеток оценивали спектрофотометрически, количество прикрепленных клеток и массу биопленки – по методу окраски кристаллическим фиолетовым, содержание полисахаридов в матриксе – по методу окраски конго красным или алциановим синим. Роение, гидрофобность клеток и дзета потенциал оценивали по общепринятым методам. Результаты. Установлено, что P. aeruginosa PA01 pJN2133 по сравнению с P. aeruginosa PA01 образует биопленку с нарушенной структурой, масса которой снижена в 3,7 раза. Уже на раннем этапе формирования биопленки мутантный штамм уступает родительскому по количеству адгезированными клеток. В то же время, на всех этапах образования биопленки P. ginosa PA 01 pJN 2133 количество планктонных клеток достоверно превышает уровень, характерный для штамма дикого типа. Диаметр зоны распространения клеток P. aeruginosa PA01 pJN2133 путем роения составил 62 ± 5 мм и в 1,4 раза превышал показатель P. aeruginosa PA01 – 43 ± 3 мм. Морфология зон роения исследуемых штаммов существенно отличается по ряду признаков. Показано, что клетки обоих штаммов при переходе от логарифмической к стационарной фазе роста меняют гидрофобность, но направленность изменений носит противоположный характер: повышение в случае мутантного штамма, и снижение в случае штамма дикого типа. Клетки обоих штаммов имеют одинаковый дзета потенциал. Выводы. На фоне низкого содержания в цитоплазме цикло-ди-ГМФ тормозится адгезия клеток к твердой поверхности и образование полноценной биопленки, что способствует планктонных способа существования P. aeruginosa PA01 pJN2133. Полученные результаты позволяют предположить, что эти явления обусловлены низкой гидрофобностью клеток мутантного штамма и их высокой способностью к перемещению по поверхности путем роения.
Опис
Мікробіологія і біотехнологія = Mіcrobіology & Bіotechnology : науковий журнал / ОНУ ім. І.І. Мечникова . – Одеса.
Ключові слова
cyclic-di-GMP, Pseudomonas aeruginosa, adhesion, biofilm, swarming motility, цикло-ди-ГМФ, адгезія, біоплівка, роїння, адгезия, биопленка, роение
Бібліографічний опис
Мікробіологія і Біотехнологія = Microbiology & Biotechnology