Genetic and phenotypic analysis of Escherichia coli k-12 adhesion to inanimate surface

par Pierre Genevaux

Thèse de doctorat en Microbiologie

Sous la direction de Pascale Bauda.

Soutenue en 1998

à Metz .

  • Titre traduit

    Etude génétique et phénotypique de l'adhésion d'Escherichia coli k-12 sur une surface inerte


  • Résumé

    L'adhésion bactérienne sur des surfaces artificielles est un aspect fondamental de l’écologie et de la pathologie microbienne. Dans cette étude, la recherche de gènes et de structures cellulaires contrôlants les interactions entre une population bactérienne et une surface inerte a été entrepris. Un modèle d’étude, composé de la souche bactérienne Escherichia coli et d'une surface de polystyrène, a été choisi. Un essai mesurant les capacités adhésive d'une bactérie a été développé afin de cribler 7000 mutants de la souche E. Coli K-12 W3110. Un pour-cent des mutants cribles adhéraient moins que la souche parentale. La position précise de la mutation au sein des gènes affectes a été déterminée pour chacun des mutants de l’adhésion. Vingt cinq mutations étaient positionnées dans l'operon fim, impliqué dans la synthèse de fimbriae de type 1. Les résultats obtenus indiquaient un rôle majeur des fimbriae de type 1, et plus particulièrement de l’adhésion spécifique, fimh, dans l’adhésion sur polystyrène. Douze insertions ont été localisées dans des gènes impliqués dans la synthèse du flagellum. La perte d’adhésion observée chez ces mutants était associée à la perte de motilité et a un effet indirect des ces mutations sur la production de fimbriae. Sept mutations ont été localisées dans des gènes impliqués dans la synthèse du noyau lipopolysaccharidique. Dans ce cas, pas d’évidences pour un rôle direct du noyau lipopolysaccharidique dans l’adhésion sur polystyrène ont pu être observées. La perte d’adhésion était associée à la production réduite de fimbriae et aux changements de motilité observés chez ces mutants. Trois mutations ont été localisées dans le gène dsbA. L'effet de ces mutations sur la production de fimbriae était le principal facteur affectant les propriétés adhésives. Le chapitre VI décrit un groupe de cinq mutants de l’adhésion dans lesquels les mutations ont été localisées dans les gènes phnI, yhhT, hisT et abc ainsi que dans une des IS186 d'E. Coli.


  • Résumé

    The inherent tendency of bacteria to adhere and colonize natural and artificial surfaces is regarded as a fundamental aspect of bacterial pathogenesis and ecology. The interest in understanding cell surface components that mediate attachment to inanimate surface led us to focus on the identification of genes associated with this phenomenon. To this purpose, the well-characterized bacterium Escherichia coli K-12 and a polystyrene surface were used as model. An adhesion assay was first developed and used to screen 7000 mini-Tn10 insertion mutants of the strain E. Coli K- 12 W3110. One percent of these mutants was found to exhibit a reduced adhesion. The precise location of the mini- Tn10 insertion within the affected gene in the adhesion mutants was determined. Twenty-five adhesion mutants harbored the insertions in the fim operon, responsible for type 1 fimbriation. The data obtained indicated a major role of type 1 fimbriae and a direct involvement of the type 1 fimbriae specific adhesion FimH in adhesion to polystyrene. Twelve insertions were located in genes involved in flagella biosynthesis. The loss of adhesion observed appeared to be mainly due to the attenuated fimbriation caused by the flagella mutations and to the dysfunctional motility. Seven mutants harbored insertions in genes involved in lipopolysaccharide core biosynthesis. The loss of adhesion exhibited by these deep rough mutants was mainly associated with altered type 1 fimbriae production and, to a lesser extent, with defective motility. Three adhesion mutants had insertions in the dsbA gene. In spite of the pleiotropic character of the dsbA mutations, the observed loss of adhesion to polystyrene appeared to be most correlated with the considerably reduced amount of fimbriae. Chapter VI describes a group of five adhesion mutants that harbored insertions the phnI, yhhT, hisT and abc genes and in one of the three IS186 elements of the E. Coli chromosome.

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  • Détails : 1 vol. (93 p.)
  • Annexes : Notes bibliogr. en fin de chapitres

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