Moderate oxygen depletion as a factor favouring the filamentous growth of Sphaerotilus natans - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Antonie van Leeuwenhoek Année : 2015

Moderate oxygen depletion as a factor favouring the filamentous growth of Sphaerotilus natans

Un abaissement de la concentration en oxygène est un facteur favorisant la croissance sous forme filamenteuse de Sphaerotilus natans

Résumé

Sphaerotilus natans is a neutrophilic ironrelated sheath-forming filamentous microorganism that presents dual morphotype: single cells and ensheathed cells forming filaments. As S. natans has been proposed as a sorbent for inorganic pollutants and it is occasionally involved in bulking episodes, elucidating factors affecting its filamentous growth is of crucial interest. The purpose of this work was to evaluate the effect of dissolved oxygen (DO) as a factor affecting S. natans filamentation from single cells. A method to quantify S. natans in its filamentous and single-cell morphotypes, based on a differential filtration procedure coupled with quantitative real-time PCR, was developed here. Scanning Electron Microscopy was used to validate the filtration step. Under actively aerated conditions (DO maintained at 7.6 ± 0.1 mg / L), S. natans grew mainly as single cells throughout the experiment, while a depletion in DO concentration (to ~3 mg / L) induced its filamentous growth. Indeed, when oxygen was reduced the proportion of single cells diminished from 83.3 ± 5.9 to 14.3 ± 3.4 % while the filaments increased from 16.7 ± 5.9 to 85.7 ± 3.4 %. Our results suggest that oxygen plays a key role in S. natans filamentation and contribute to better understanding of the filamentous proliferation of this bacterium. In addition, the proposed method will be helpful to evaluate other factors favouring filamentous growth.
Sphaerotilus natans est un micro-organisme filamenteux gainé neutrophile précipitant le fer dans sa gaine. Il présente un double morphotype de croissance : sous forme de cellules individuelles ou de cellules gainées formant des filaments. S. natans a été proposée comme un chélateur de polluants inorganiques. Il est parfois impliqué dans des épisodes de proliférations invasives en station d'épuration. La caractérisation des facteurs induisant sa croissance sous forme filamenteuse revêt un intérêt particulier. Le but de ce travail était d'évaluer l'effet inducteur de l'oxygène dissous sur la filamentation de S. natans à partir de cellules dispersées. Une méthode de quantification sélective des différents morphotypes de S. natans, basée sur une étape de filtration différentielle couplée à de la PCR quantitative en temps réel, a été développée ici. La microscopie électronique à balayage a été utilisée pour valider l'étape de filtration. Dans des conditions d'aération active (OD maintenu à 7,6 ± 0,1 mg / L), S. natans croit principalement sous forme de cellules individuelles tout au long de l'expérience, tandis qu'une diminution de la concentration OD (à ~ 3 mg / L) induit une croissance filamenteuse. Lorsque la concentration d'oxygène est réduite, la proportion de cellules libres diminue de 83,3% ± 5,9% à 14,3% ± 3,4%, tandis que les filaments passent de 16,7% ± 5,9% à 85,7% ± 3,4%. Nos résultats suggèrent que l'oxygène joue un rôle clé dans la filamentation de S. natans et contribue à une meilleure compréhension de la prolifération de cette bactérie filamenteuse. En outre, la méthode proposée pourra être utilisée pour évaluer d'autres facteurs favorisant la croissance filamenteuse.
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Dates et versions

hal-01274713 , version 1 (16-02-2016)

Identifiants

Citer

Marina Seder-Colomina, A. Goubet, S. Lacroix, G. Morin, G. Ona-Nguema, et al.. Moderate oxygen depletion as a factor favouring the filamentous growth of Sphaerotilus natans. Antonie van Leeuwenhoek, 2015, 107 (5), pp.1135-1144. ⟨hal-01274713⟩
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