生物学的同等性とバイオアベイラビリティのジャーナル

概要

定常期における光学密度の急激な低下は、枯草菌NRS-762が微生物生存性研究のモデル生物として適していないことを意味している。

ウェンファ・ン

微生物がさまざまな表面や生息地で生き残ることは、基礎科学だけでなく、医療、水処理と配給、生態学、他の惑星での生命の探索にとっても重要な問題です。このため、さまざまな環境ストレスに対して耐性があることが知られているさまざまなモデル生物が、極限環境または調査対象の生息地を模倣した条件での生存の根底にあるメカニズムを理解するために使用されます。好気性振盪フラスコ培養が定常期に最大細胞密度に達した後、25°C、30°C、37°C​​の温度でLBレノックスおよびトリプティックソイブロス（TSB）中のBacillus subtilis NRS-762（ATCC 8473）の光学密度が劇的に低下するのを観察した結果、細胞死のメカニズムとして細胞溶解の可能性が示されました。具体的には、細菌の光学密度は、LB レノックス培地で接種後 22.5 時間で 5.4 であったのが、25°C、250 rpm で回転振とうで 38 時間培養した後は 2.5 に低下しました。同様に、B.subtilis NRS-762 の光学密度も、TSB で 37°C で培養後 33 時間で 6.4 であったのが、接種後 51 時間で 1.8 に急激に低下しました。これは、LB レノックス培地で 37°C、230 rpm で回転振とうした大腸菌 DH5α (ATCC 53868) の好気的増殖とは著しい対照をなしており、定常期には光学密度は安定していました。さらに重要なことは、オートクレーブ除染後のB.subtilis NRS-762 培養の観察で細胞残骸がないことが明らかになったことです。これは、大量の細胞溶解によって集団崩壊が起こったことを示しています。B. subtilis は栄養飢餓時にさまざまな細胞分化プログラムに入ることが知られていますが、オートクレーブによる除染後​​に振とうフラスコの底に沈殿する細胞残骸がまったくないことから、培養物の光学密度の急激な低下の主な原因は共食いまたはプロファージ誘導細胞溶解であることが示唆されました。しかし、プロファージ誘導細胞溶解は、定常期に入った直後に細胞集団全体が急速に崩壊する原因となるため、無視できます。ただし、 B. subtilis NRS-762 が 37°C で増殖しているときは、温度に敏感なセンサーによってプロファージが溶解プログラムに入ることが活性化される可能性があります。したがって、B. subtilis NRS-762 細胞のサブポピュレーションが、他のB. subtilis NRS-762 細胞が耐性を持たない細胞溶解因子を分泌する共食いは、生き残った集団の栄養分として役立つ細胞内容物を放出する大規模な細胞溶解をもたらした可能性があります。全体として、B. subtilisNRS-762 は、共食いプログラムに分化する傾向があり、栄養飢餓時に細胞のかなりの割合が死滅するため、さまざまな環境条件下での細菌の生存可能性を理解することを目的とした実験に支障をきたす可能性があるため、微生物の生存可能性研究のモデル生物としては適していません。