Analysis of Swimming, Swarming and Twitching Movements of Pseudomonas aeruginosa and its Recombinant Strain

Abstract

Pseudomonas aeruginosa, tek bir kutupta birkaç flagellaya sahiptir. Flagella bakterinin katı besi yerine yerleşmelerine yardımcı olur. Sıvı besi yerindeki hareketleri olan yüzme hareketini de flagella ile gerçekleştirirler. Çalışmada P. aeruginosa ATCC 10145 (NRRL B- 771) ve bu bakterinin kromozomuna homolog rekombinasyon ile tek kopya halinde vgb entegre edilmiş rekombinant P. aeruginosa kullanılmıştır P. aeruginosa’da 0,2-0,3 mm’lik anlamlı belirgin bir kayma hareketi gözlenmezken, onun rekombinant suşun da yaklaşık 2-9 mm arasında belirgin bir hareketin olduğu gözlenmiştir. Yabanıl bakteri yaklaşık 0,2 mm‘lik titreme hareketi gösterirken, rekombinant bakteri ise, 0,4-0,5 mm’lik titreme hareketi göstermiştir. Yabanıl bakteride yaklaşık 0,2 mm’lik az miktarda belirgin bir yüzme hareketi gözlenirken, rekombinant bakteride 1,1-2,2 mm’lik çok daha belirgin bir hareketin olduğu gözlenmiştir. 24 saatlik süre sonunda kayma hareketi Pseudomonas aeruginosa, tek bir kutupta birkaç flagellaya sahiptir. Flagella bakterinin katı besi yerine yerleşmelerine yardımcı olur. Sıvı besi yerindeki hareketleri olan yüzme hareketini de flagella ile gerçekleştirirler. Çalışmada P. aeruginosa ATCC 10145 (NRRL B- 771) ve bu bakterinin kromozomuna homolog rekombinasyon ile tek kopya halinde vgb entegre edilmiş rekombinant P. aeruginosa kullanılmıştır P. aeruginosa’da 0,2-0,3 mm’lik anlamlı belirgin bir kayma hareketi gözlenmezken, onun rekombinant suşun da yaklaşık 2-9 mm arasında belirgin bir hareketin olduğu gözlenmiştir. Yabanıl bakteri yaklaşık 0,2 mm‘lik titreme hareketi gösterirken, rekombinant bakteri ise, 0,4-0,5 mm’lik titreme hareketi göstermiştir. Yabanıl bakteride yaklaşık 0,2 mm’lik az miktarda belirgin bir yüzme hareketi gözlenirken, rekombinant bakteride 1,1-2,2 mm’lik çok daha belirgin bir hareketin olduğu gözlenmiştir. 24 saatlik süre sonunda kayma hareketi incelendiği zaman rekombinant suş yabanıl tipe göre 30 kata varan bariz bir hareketin olduğu sonucuna varılmıştır. Bakteriler titreme hareketi açısından incelendiğinde, 24 saatlik süre sonunda rekombinant suşun yabanıl tipe göre yaklaşık 2,5 kat daha fazla titreme hareketi gösterdiği tespit edilmiştir. Bakteriler yüzme testi açısından gözlendiğinde, 24 saatlik süre sonunda rekombinant suş, yabanıl tipe göre yaklaşık 10 kat fazla yüzme hareketi yaptığı gözlenmiştir.

Keywords

• Pseudomonas aeruginosa
• Vitreoscilla hemoglobib
• Bacterial move

Pseudomonas aeruginosa ve Rekombinant Suşunun Yüzme, Titreme ve Kayma Hareketlerinin Analizi

Abstract

Pseudomonas aeruginosa, tek bir kutupta birkaç flagellaya sahiptir. Flagella bakterinin katı besi yerine yerleşmelerine yardımcı olur. Sıvı besi yerindeki hareketleri olan yüzme hareketini de flagella ile gerçekleştirirler. Çalışmada P. aeruginosa ATCC 10145 (NRRL B- 771) ve bu bakterinin kromozomuna homolog rekombinasyon ile tek kopya halinde vgb entegre edilmiş rekombinant P. aeruginosa kullanılmıştır P. aeruginosa’da 0,2-0,3 mm’lik anlamlı belirgin bir kayma hareketi gözlenmezken, onun rekombinant suşun da yaklaşık 2-9 mm arasında belirgin bir hareketin olduğu gözlenmiştir. Yabanıl bakteri yaklaşık 0,2 mm‘lik titreme hareketi gösterirken, rekombinant bakteri ise, 0,4-0,5 mm’lik titreme hareketi göstermiştir. Yabanıl bakteride yaklaşık 0,2 mm’lik az miktarda belirgin bir yüzme hareketi gözlenirken, rekombinant bakteride 1,1-2,2 mm’lik çok daha belirgin bir hareketin olduğu gözlenmiştir. 24 saatlik süre sonunda kayma hareketi incelendiği zaman rekombinant suş yabanıl tipe göre 30 kata varan bariz bir hareketin olduğu sonucuna varılmıştır. Bakteriler titreme hareketi açısından incelendiğinde, 24 saatlik süre sonunda rekombinant suşun yabanıl tipe göre yaklaşık 2,5 kat daha fazla titreme hareketi gösterdiği tespit edilmiştir. Bakteriler yüzme testi açısından gözlendiğinde, 24 saatlik süre sonunda rekombinant suş, yabanıl tipe göre yaklaşık 10 kat fazla yüzme hareketi yaptığı gözlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Pseudomonas aeruginosa, Viteroscilla hemoglobini, Bakteriyel hareketler

Keywords

• pseudomonas aeruginosa
• viteroscilla hemoglobini
• bakteriyel hareketler

References

1. Aydin, S. (2003). Menadione Knocks Out Vitreoscilla Haemoglobin (VHb): the Current Evidence for the Role of VHb in Recombinant Escherichia coli. Biotechnology and Applied Biochemistry, 38, 71-76. doi: 10.1042/BA20030046
2. Chung, J. W., Webster D. A., Pagilla K. R., & Stark B. C. (2001). Chromosomal Integration of the Vitreoscilla Hemoglobin Gene in Burkholderia and Pseudomonas for the Purpose of Producing Stable Engineered Strains with Enhanced Bioremediating Ability. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, 27(1), 27-33.
3. Deziel, E., Comeau, Y., & Villemur, R. (2001). Initiation of Biofilm Formation by Pseudomonas aeruginosa 57RP Correlates with Emergence of Hyperpiliated and Highly Adherent Phenotypic Variants Deficient in Swimming, Swarming, and Twitching Motilities. Journal of Bacteriology, 183(4), 1195-1204. doi: 10.1128/JB.183.4.1195-1204.2001
4. Demodena, J. A., Gutierrez, S., Velasco, J., Fernandez, F. J., Fachini, R. A., Galazzo, D. E., & Martin, J. F. (1993). The Production of Cephalosporin C by Acremonium chrysogenum is Improved by the Intracellular Expression of a Bacterial Hemoglobin. Nature, 11, 926-929.
5. Frey, A. D., & Kallio, P.T. (2003). Bacterial Hemoglobins and Flavohemoglobins: Versatile Proteins and their Impact on Microbiology and Biotechnology. FEMS Microbiology Reviews, 27(4), 525-545. doi:10.1016/S0168-6445(03)00056-1
6. Geckil, H., Stark, B. C., & Webster, D. A. (2001). Cell Growth and Oxygen Uptake of Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa are Differently Effected by the Genetically Engineered Vitreoscilla Hemoglobin Gene. Journal of Biotechnology, 85(1), 57-66. doi: 10.1016/s0168-1656(00)00384-9.
7. Lin, J. M., Stark, B. C., & Webster, D. A. (2003). Effects of Vitreoscilla Hemoglobin on the 2,4-Dinitrotoluene (2,4-DNT) Dioxygenase Activity of Burkholderia and on 2,4-DNT Degradation in Two-Phase Bioreactors. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, 30(6), 362-368. doi: 10.1007/s10295-003-0054-0
8. Patel, S. M., Stark, B. C., Hwang, K., Dikshit, K. L., & Webster, D. A. (2008). Cloning and Expression of Vitreoscilla Hemoglobin Gene in Burkholderia sp Strain DNT for Enhancement of 2,4-Dinitrotoluene Degradation. Biotechnology Progres, 16(1), 26-30. doi: 10.1021/bp9901421

9. Rashid, M. H., Rao, N. N., & Kornberg, A. (2000). Inorganic Polyphosphate is Required for Motility of Bacterial Pathogens. Journal of Bacteriology, 182(1), 225-227. doi: 10.1128/JB.182.1.225-227.2000
10. Semmler, A. B. T., Whitchurch, C. B., & Mattick, J. S. (1999). A Re-Examination of twitching motility in Pseudomonas aeruginosa. Microbiology-Uk, 145, 2863-2873. doi: 10.1099/00221287-145-10-2863
11. Stover, C. K., Pham, X. Q., Erwin, A. L., Mizoguchi, S. D., Warrener, P., Hickey, M. J., Brinkman, F. S., Hufnagle, W. O., Kowalik, D. J., Lagrou, M., Garber, R. L., Goltry, L., Tolentino, E., Westbrock-Wadman, S., Yuan, Y., Brody, L. L., & Olsonet, M. V. (2000). Complete Genome Sequence of Pseudomonas aeruginosa PAO1, an Opportunistic Pathogen. Nature, 406 (6799), 959-964. doi: 10.1038/35023079
12. Takahashi, C., Nozawa T., Tanikawa T., Nakagawa Y., Wakita J., Matsushita M., & Matsuyama, T. (2008). Swarming of Pseudomonas aeruginosa PAO1 without Differentiation into Elongated Hyperflagellates On Hard Agar Minimal Medium. FEMS Microbiology Letters, 280(2), 169-175. doi: 10.1111/j.1574-6968.2007.01057.x