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Bacteriophage T4 multiplication in a glucose-limited Escherichia coli biofilm

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An Escherichia coli K-12 biofilm was grown at a dilution rate of 0.028 h-1 for 48 h in a glucose-limited chemostat coupled to a modified Robbins' device to determine its susceptibility to infection by bacteriophage T4. Bacteriophage T4 at a multiplicity of infection (MOI) of 10 caused a log reduction in biofilm density (expressed as colony forming units (CFU) per cm2) at 90 min postinfection. After 6 h, a net decrease and equilibrium in viral titer was seen. When biofilms were exposed to T4 phage at a MOI of 100, viral titer doubled after 90 min. After 6 h, viral titers (expressed as plaque forming units (PFU) per cm2) stabilized at levels approximately one order of magnitude higher than seen at a MOI of 10. Scanning confocal laser microscopy images also indicated disruption of biofilm morphology following T4 infection with the effects being more pronounced at a MOI of 100 than at a MOI of 10. These results imply that biofilms under carbon limitation can act as natural reservoirs for bacteriophage and that bacteriophage can have some influence on biofilm morphology.Key words: bacteriophage T4, biofilm, biofilm morphology, bacteriophage ecology, carbon limitation.

Nous avons réussi à produire un biofilm d'Escherichia coli K-12 à un taux de dilution de 0.028 h-1 pendant 48 h dans un chémostat limité en apport de glucose et couplé à un dispositif de Robbin modifié dans le but de vérifier la sensibilité de ce biofilm à l'infection par le bactériophage T4. Lorsque le phage T4 avait une multiplicité d'infection (MOI) de 10 on a observé une diminution d'un log dans la densité du biofilm d'après le (nombre d'unités formant des colonies (CFU) par cm2) et ce 90 min après l'infection. Six heures plus tard, on observait une nette diminution et un équilibre de la charge virale. Lorsque les biofilms étaient exposés au phage ayant une MOI de 100, les titres des virus doublaient après 90 min. Après 6 h, la concentration virale (nombre d'unités formant des plages (UFP) par cm2) se stabilisait à des niveaux d'environ un ordre de grandeur supérieur à celui observé à la MOI 10. Des photographies prises en microscopie laser confocale à balayage ont aussi confirmé que la morphologie du biofilm se brisait après l'infection avec le phage T4 et que les effets étaient plus prononcés avec une MOI de 100 qu'avec une MOI de 10. Les résultats de cette étude indiquent que les biofilms qui se forment dans des conditions limitées en carbone pourraient agir comme réservoirs naturels pour les bactériophages et que ces virus pourraient avoir une certaine influence sur la formation et la structure du biofilm.Mots clés : bactériophage T4, biofilm, structure du biofilm, écologie des bactériophages, privation en carbone.[Traduit par la Rédaction]

Keywords: bacteriophage T4; bacteriophage ecology; bactériophage T4; biofilm; biofilm morphology; carbon limitation; privation en carbone; structure du biofilm; écologie des bactériophages

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2001

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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