Nguyễn Thị Loan Anh * , Kim Hermans , Sigrid De Keersmaecke Jos Vanderleyden

* Tác giả liên hệ (ntloananh@ctu.edu.vn)

Abstract

Biofilm has recently been proposed as the dominant lifestyle of bacteria in nature (Makin & Beveridge, 1996). Despite important contributions to modern life, this mode of living has gained more attention only recently. In this study, we employed the Differential Fluorescence Induction (DFI) strategy, utilizing a FACS screening to isolate biofilm inducible promoters in Salmonella Typhimurium biofilms as the first time. The strategy was designed with alternative positive/negative sorting rounds to get rid of constitutive promoters as well as to enrich for biofilm induced promoters. The screening was performed using a S. Typhimurium SL1344 promoter-probe library which contained around 20500 clones. The strategy was proven to be fit to the idea aiming and showed to be a promising technique used in analysis the genetics of biofilm communities.
Keywords: biofilm, Differential Fluorescence Induction (DFI), promoter probe library

Tóm tắt

Biofilm (màng sinh học) gần đây được phát hiện là dạng tồn tại phổ biến của vi khuẩn trong môi trường (Makin & Beveridge, 1996). Tuy có vai trò quan trọng trong đời sống của vi khuẩn cũng như ảnh hưởng của nó lên hoạt động của con người, hiện tượng này chỉ nhận được nhiều sự chú ý của các nhà khoa học gần đây. Trong đề tài này, lần đầu tiên chúng tôi sử dụng kỹ thuật phân biệt cảm ứng huỳnh quang ứng dụng máy FACS để sàng lọc các promoter được hoạt hóa trong quá trình tạo lập biofilm của S. Typhimurium. Quá trình sàng lọc được thực hiện trên thư viện các promoter (promoter-probe library) của S. Typhimurium dòng SL1344 chứa khoảng 20500 dòng. Qui trình sàng lọc được thiết kế với những lần chọn lọc dương tính và âm tính xen kẽ nhau để loại bỏ những promoter cơ định và làm giàu các promoter chỉ được hoạt hóa trong quá trình thành lập biofilm.
Từ khóa: Salmonella Typhimurium, biofilm, cảm biến huỳnh quang, thư viện promoter

Article Details

Tài liệu tham khảo

Altschul, S. F., W. Gish, W. Miller, E. W. Myers&D. J. Lipman (1990). "Basic local alignment search tool." J Mol Biol 215(3): 403-10.

An, D.&M. R. Parsek (2007). "The promise and peril of transcriptional profiling in biofilm communities." Curr Opin Microbiol10(3): 292-6.

Brandl, M. T.&R. E. Mandrell (2002). "Fitness of Salmonella enterica serovar Thompson in the cilantro phyllosphere." Appl Environ Microbiol68(7): 3614-21.

Clarke, L. and J. Carbon (1976). "A colony bank containing synthetic Col El hybrid plasmids representative of the entire E. coli genome." Cell 9(1): 91-9.

Costerton, J. W., P. S. Stewart&E. P. Greenberg (1999). "Bacterial biofilms: a common cause of persistent infections." Science284(5418): 1318-22.

Datsenko, K. A.&B. L. Wanner (2000). "One-step inactivation of chromosomal genes in Escherichia coli K-12 using PCR products." Proc Natl Acad Sci U S A97(12): 6640-5.

Gerstel, U.&U. Romling (2001). "Oxygen tension and nutrient starvation are major signals that regulate agfD promoter activity and expression of the multicellular morphotype in Salmonella typhimurium." Environ Microbiol3(10): 638-48.

Gualdi, L., L. Tagliabue&P. Landini (2007). "Biofilm formation-gene expression relay system in Escherichia coli: modulation of sigmaS-dependent gene expression by the CsgD regulatory protein via sigmaS protein stabilization." J Bacteriol189(22): 8034-43.

Lazazzera, B. A. (2005). "Lessons from DNA microarray analysis: the gene expression profile of biofilms." Curr Opin Microbiol8(2): 222-7.

Makin, S. A.&T. J. Beveridge (1996). "The influence of A-band and B-band lipopolysaccharide on the surface characteristics and adhesion of Pseudomonas aeruginosa to surfaces." Microbiology142 ( Pt 2): 299-307.

McClelland, M., K. E. Sanderson, J. Spieth, S. W. Clifton, P. Latreille, L. Courtney, S. Porwollik, J. Ali, M. Dante, F. Du, S. Hou, D. Layman, S. Leonard, C. Nguyen, K. Scott, A. Holmes, N. Grewal, E. Mulvaney, E. Ryan, H. Sun, L. Florea, W. Miller, T. Stoneking, M. Nhan, R. Waterston&R. K. Wilson (2001). "Complete genome sequence of Salmonella enterica serovar Typhimurium LT2." Nature413(6858): 852-6.

Okamura, M., Y. Kamijima, T. Miyamoto, H. Tani, K. Sasai&E. Baba (2001). "Differences among six Salmonella serovars in abilities to colonize reproductive organs and to contaminate eggs in laying hens." Avian Dis45(1): 61-9.

Romling, U. (2005). "Characterization of the rdar morphotype, a multicellular behaviour in Enterobacteriaceae." Cell Mol Life Sci62(11): 1234-46.

Romling, U., M. Rohde, A. Olsen, S. Normark&J. Reinkoster (2000). "AgfD, the checkpoint of multicellular and aggregative behaviour in Salmonella typhimurium regulates at least two independent pathways." Mol Microbiol36(1): 10-23.

Sambrook, J., E. F. Fritsch&T. e. Maniatis (1989). Molecular Cloning. A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Lab. Press, New York.

Stewart, P. S.&M. J. Franklin (2008). "Physiological heterogeneity in biofilms." Nat Rev Microbiol6(3): 199-210.

Valdivia, R. H.&S. Falkow (1996). "Bacterial genetics by flow cytometry: rapid isolation of Salmonella typhimurium acid-inducible promoters by differential fluorescence induction." Mol Microbiol22(2): 367-78.

Werber, D., J. Dreesman, F. Feil, U. van Treeck, G. Fell, S. Ethelberg, A. M. Hauri, P. Roggentin, R. Prager, I. S. Fisher, S. C. Behnke, E. Bartelt, E. Weise, A. Ellis, A. Siitonen, Y. Andersson, H. Tschape, M. H. Kramer&A. Ammon (2005). "International outbreak of Salmonella Oranienburg due to German chocolate"BMC Infect Dis5(1): 7.