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NoteThe stringent response genes relA and spoT are important for Escherichia coli biofilms under slow-growth conditions

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In order to see whether the stringent response was involved in biofilm formation, Escherichia coli DS291 (MG1655), and its isogenic relA spoT derivative were grown for 48 h in a chemostat at dilution rates of 0.025 and 0.25 h–1 under serine limitation. The absence of the stringent response genes relA and spoT had little effect on the planktonic cell concentrations. However, a significant (P < 0.001) reduction in biofilm cell density of the relA spoT mutants was seen at a doubling time of 40 h. At a doubling time of 4 h, differences in biofilm cell density were not significant. Scanning confocal laser microscopy demonstrated the cell densities of microcolonies in the relA spoT mutant to be lower than those in the wild type. Using a microtiter plate assay, we found biofilm formation in relA spoT mutants to be similarly reduced in minimal media but to be enhanced in rich media (Luria–Bertani broth). No significant differences in biofilm formation were observed between wild type and isogenic relA mutants under any growth conditions. Overall, these results suggest that both stringent response genes relA and spoT are important in nutrient-limited biofilms. Key words: biofilm, stringent response, nutrient limitation, microcolony, Escherichia coli.

Pour vérifier si la réponse stricte était impliquée dans la formation du biofilm, l'Escherichia coli DS291 (MG1655) et son dérivé isogénique relA spoT ont été cultivés pendant 48 h dans un chémostat à des dilutions de 0,025 et 0,25 h–1 dans des conditions limitées en sérine. L'absence des gènes de la réponse stricte relA et spoT avait peu d'effet sur les concentrations de cellules planctoniques. Par contre, une diminution significative (P < 0,001) de la densité en cellules du biofilm des mutants relA spoT a été observée avec un temps de génération de 40 h. Avec un temps de génération de 4 h, les différences dans la densité cellulaire du biofilm n'étaient pas significatives. La microscopie confocale au laser a révélé que les densités en cellules des microcolonies avec le mutant relA spoT étaient plus basses qu'avec le type sauvage. Lors d'essais faits dans des plaques à microtitration, nous avons observé que la formation du biofilm avec les mutants relA spoT était réduite de la même façon dans des milieux minimaux mais augmentée dans les milieux riches (bouillon Luria–Bertani). Il n'y avait pas de différence significative dans la formation du biofilm entre la souche sauvage et les mutants isogéniques relA dans chacune des conditions de croissance. Globalement, ces résultats suggèrent que les deux gènes de la réponse stricte relA etspoT sont importants dans les biofilms limités en nutriments.Mots clés : biofilm, réponse stricte, limitation en nutriments, microcolonie, Escherichia coli.[Traduit par la Rédaction]

Keywords: Escherichia coli; biofilm; limitation en nutriments; microcolonie; microcolony; nutrient limitation; réponse stricte; stringent response

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2002

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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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