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Chromosomal gfp labelling of Pseudomonas aeruginosa using a mini-Tn7 transposon: application for studies of bacteria-host interactions

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Analysis of bacterial interactions with host cells using multiple techniques is essential for studies on microbial pathogenesis and for the development of new antimicrobial therapies. Pseudomonas aeruginosa is an important opportunistic pathogen that can cause severe, often life-threatening pulmonary infections in individuals with impaired host defense mechanisms. Using a mini-Tn7 transposon delivery system, we have chromosomally labelled the strain P. aeruginosa PAK with a green fluorescent protein gene (gfp) and tested PAKgfp as a research tool for studies of bacteria-host interactions. We were able to reliably and rapidly measure the interactions of PAKgfp with A549 human lung epithelial cells by using flow cytometry, a fluorometric microplate reader-based assay, and fluorescence microscopy. With these analytical tools, we have demonstrated the adhesion of PAKgfp to the extracellular matrix protein fibronectin and the involvement of fibronectin in PAKgfp-A549 cell interactions. PAKgfp can be successfully used to explore the effects of various pharmacological compounds on P. aeruginosa - host cell interactions in both in vitro and in vivo systems, with potentially important medical applications.

L’analyse des interactions bactériennes avec les cellules hôtes à l’aide de nombreuses techniques est essentielle aux études de pathogenèse bactérienne et au développement de nouvelles thérapies anti-microbiennes. Pseudomonas aeruginosa est un pathogène opportuniste important qui peut causer des infections pulmonaires sévères et souvent fatales chez des hôtes dont les défenses immunitaires sont déficientes. À l’aide d’un système d’introduction du mini-transposon Tn7, nous avons marqué à l’échelle chromosomique la souche P. aeruginosa PAK avec la protéine fluorescente gfp et testé PAKgfp en tant qu’outil de recherche pour des études sur les interactions hôte-bactérie. Nous avons pu mesurer rapidement et de façon fiable les interactions de PAKgfp avec les cellules épithéliales de poumon humain A549 par cytométrie de flux, par essai fluorimétrique sur microplaques et par microscopie à fluorescence. Nous avons démontré à l’aide de ces outils analytiques l’adhérence de PAKgfp à la fibronectine, une protéine de la matrice extracellulaire, et l’implication de la fibronectine dans les interactions entre PAKgfp et les cellules A549. PAKgfp peut être utilisée avec succès pour explorer les effets de différents composés pharmacologiques sur les interactions entre P. aeruginosa et les cellules hôtes dans des systèmes in vitro et in vivo, résultant en applications médicales potentiellement importantes.

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2008

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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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