Surface sensing in Escherichia coli

Hoe landen bacteriën op een oppervlak?

Wanneer de bacterie Escherichia coli zich hecht aan een oppervlak kan dat leiden tot de vorming van een biofilm, wat onder meer belangrijk is bij infecties. Over dit hechtingsproces is nog weinig bekend. Tom Kimkes bestudeerde systemen waarmee de E. coli bacterie oppervlakten kan waarnemen en vond dat enkel de zogeheten RcsCDB phosphorelay reageert op contact met een oppervlak. Dit systeem activeerde snel in cellen op een oppervlak onder specifieke condities en de resultaten an  Kimkes suggereren dat Rcs een metabole adaptatie teweeg kan brengen waardoor cellen beter kunnen omgaan met een beperking van de hoeveelheid voeding, iets wat gewoonlijk optreedt in ontwikkelende biofilms.

Verdere toonde Kimkes aan dat het CpxAR twee-componentensysteem, dat bekend staat als een oppervlaktewaarnemingssysteem, niet reageert op contact met een oppervlak. Tijdens zijn onderzoek naar het Cpx systeem vond hij dat het wel sterk reageert op een chemisch signaal, namelijk de aanwezigheid van koperionen, en dat cellen hun medium conditioneren tijdens de groei, wat voor bescherming tegen koper zorgt.

Ten slotte bereidde Kimkes verder onderzoek op het gebied van oppervlaktewaarneming voor door de mogelijkheden en beperkingen vast te stellen van een ‘optische pincet’ voor het manipuleren van individuele bacteriën onder de microscoop. Met een oscillerende optische val kon hij E. coli minstens 30 minuten vasthouden zonder de overleving nadelig te beïnvloeden.

Tom Kimkes verrichtte zijn promotieonderzoek bij de afdeling Molecular Systems Biology van het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute (GBB), met financiering van NWO.

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/53e310eb-b354-42f0-b67c-6b5031308e20