Capillary bacterial migration on non-nutritive solid surfaces

Arh Hig Rada Toksikol. 2020 Oct 6;71(3):251-260. doi: 10.2478/aiht-2020-71-3436. Print 2020 Sep 1.

Abstract

Here we describe an additional type of bacterial migration in which bacterial cells migrate vertically across a non-nutritive solid surface carried by capillary forces. Unlike standard motility experiments, these were run on a glass slide inserted into a Falcon tube, partly immersed in a nutrient medium and partly exposed to air. Observations revealed that capillary forces initiated upward cell migration when biofilm was formed at the border between liquid and air. The movement was facilitated by the production of extracellular polymeric substances (EPS). This motility differs from earlier described swarming, twitching, gliding, sliding, or surfing, although these types of movements are not excluded. We therefore propose to call it "capillary movement of biofilm". This phenomenon may be an ecologically important mode of bacterial motility on solid surfaces.

Primijećen je i prikazan dosad neopisan način pokretljivosti bakterija u obliku biofilma. Pokazano je kako se bakterijske stanice iz biofilma formiranoga na razmeđi tekućine i zraka gibaju okomito po staklenom predmetnom stakalcu, inertnoj, nehranjivoj ali djelomično vlažnoj površini. Takva površina, izložena zraku, uvelike se razlikuje od površine hranjivog agara, ili od površine prekrivene hranjivim agarom, kakve se koriste u standardnim testovima za ispitivanje bakterijske pokretljivosti u biofilmu. Sudeći prema opažanjima, stanice se prvotno gibaju posredstvom kapilarnih sila, a kada se formira biofilm, stvaranje izvanstanične polimerne tvari (EPS) potiče daljnju migraciju bakterija. Takva pokretljivost opažena je kod svih testiranih a fiziološki bitno različitih bakterijskih vrsta. Kako se eksperimentalni postav značajno razlikuje od standardnih testova praćenja bakterijske pokretljivosti, kao što su rojenje (swarming), trzanje (twitching) ili klizanje po površini (gliding, sliding ili surfing), predložen je generički naziv “kapilarna pokretljivost biofilma”. Ovdje opisani fenomen mogao bi biti značajan ekološki čimbenik pokretljivosti bakterija u okolišu.

Keywords: Acinetobacter; Bacillus; Pseudomonas; Staphylococcus; air/liquid interface; biofilm; microscopy; surface motility.

MeSH terms

  • Bacteria*
  • Biofilms*
  • Movement