scholarly journals Escherichia coli chemotaxis to competing stimuli in a microfluidic device with a constant gradient

2022 ◽  
Author(s):  
Xueying Zhao ◽  
Roseanne M Ford
Keyword(s):  
Escherichia Coli ◽  
Microfluidic Device ◽  
Multiscale Model ◽  
Nickel Ion ◽  
Natural Systems ◽  
E Coli ◽  
Migration Direction ◽  
Multiscale Mathematical Model ◽  
Cell Changes ◽  
Parameter Values

In natural systems bacteria are exposed to many chemical stimulants; some attract chemotactic bacteria as they promote survival, while others repel bacteria because they inhibit survival. When faced with a mixture of chemoeffectors, it is not obvious which direction the population will migrate. Predicting this direction requires an understanding of how bacteria process information about their surroundings. We used a multiscale mathematical model to relate molecular level details of their two-component signaling system to the probability that an individual cell changes its swimming direction to the chemotactic velocity of a bacterial population. We used a microfluidic device designed to maintain a constant chemical gradient to compare model predictions to experimental observations. We obtained parameter values for the multiscale model of Escherichia coli chemotaxis to individual stimuli, α-methylaspartate and nickel ion, separately. Then without any additional fitting parameters, we predicted the response to chemoeffector mixtures. Migration of E. coli toward α-methylaspartate was modulated by adding increasing concentrations of nickel ion. Thus, the migration direction was controlled by the relative concentrations of competing chemoeffectors in a predictable way. This study demonstrated the utility of a multiscale model to predict the migration direction of bacteria in the presence of competing chemoeffectors.

scholarly journals Colorimetric Detection of Escherichia coli O157:H7 with Signal Enhancement Using Size-Based Filtration on a Finger-Powered Microfluidic Device

Sensors ◽  
2020 ◽  
Vol 20 (8) ◽  
pp. 2267
Author(s):  
Younggeun Jo ◽  
Juhwan Park ◽  
Je-Kyun Park
Keyword(s):  
Escherichia Coli ◽  
Magnetic Nanoparticles ◽  
Microfluidic Device ◽  
Membrane Filter ◽  
Colorimetric Detection ◽  
Sample Pretreatment ◽  
Immunomagnetic Separation ◽  
Escherichia Coli O157 ◽  
Pretreatment Method ◽  
E Coli

Although immunomagnetic separation is a useful sample pretreatment method that can be used to separate target pathogens from a raw sample, it is challenging to remove unbound free magnetic nanoparticles (MNPs) for colorimetric detection of target pathogens. Here, size-based filtration was exploited for the rapid on-site detection of pathogens separated by immunomagnetic separation in order to remove unbound free MNPs using a finger-powered microfluidic device. A membrane filter and an absorbent pad were integrated into the device and a mixture of unbound free MNPs and MNP-bound Escherichia coli (E. coli) O157:H7 was dispensed over the membrane filter by pressing and releasing the pressure chamber. A colorimetric signal was generated by MNP-bound E. coli O157:H7 while unbound free MNPs were washed out by the absorbent. Furthermore, the colorimetric signals can be amplified using a gold enhancer solution when gold-coated MNPs were used instead of MNPs. As a result, 102 CFU/mL E. coli O157:H7 could be detected by the enhanced colorimetric signal on a proposed device.

scholarly journals Urban rat exposure to anticoagulant rodenticides and zoonotic infection risk

2021 ◽  
Vol 17 (8) ◽  
pp. 20210311
Author(s):  
Maureen H. Murray ◽  
Cecilia A. Sánchez
Keyword(s):  
Public Health ◽  
Escherichia Coli ◽  
Health Risks ◽  
Disease Ecology ◽  
Infection Risk ◽  
Zoonotic Infection ◽  
Natural Systems ◽  
E Coli ◽  
Public Health Risks ◽  
Anticoagulant Rodenticides

Anticoagulant rodenticides (ARs) deployed to control rodent pest populations can increase the risk of pathogen infection for some wildlife. However, it is unknown whether ARs also increase infection risk for target rodents, which are common hosts for zoonotic (animal-to-human transmitted) pathogens. In this study, we tested whether rats exposed to ARs were more likely to be infected with zoonotic pathogens, specifically Leptospira spp. or Escherichia coli , after controlling for known predictors of infection (i.e. sex, age, body condition). We collected biological samples from 99 rats trapped in Chicago alleys and tested these for Leptospira infection, E. coli shedding and AR exposure. We found that rats that had been exposed to ARs and survived until the time of trapping, as well as older rats, were significantly more likely to be infected with Leptospira spp. than other rats. We found no significant association between E. coli shedding and any predictors. Our results show that human actions to manage rats can affect rat disease ecology and public health risks in unintended ways, and more broadly, contribute to a growing awareness of bidirectional relationships between humans and natural systems in cities.

Sites of Adsorption of the Bacteriophages T3 and T5 on the Wall of Escherichia Coli B.

1967 ◽  
Vol 25 ◽  
pp. 96-97
Author(s):  
Manfred E. Bayer
Keyword(s):  
Escherichia Coli ◽  
Cell Wall ◽  
Electron Microscope ◽  
Uranyl Acetate ◽  
E Coli ◽  
Receptor Sites ◽  
Rigid Cell Wall ◽  
Host Cell Surface ◽  
Bacterial Viruses ◽  
Escherichia Coli B

Bacterial viruses adsorb specifically to receptors on the host cell surface. Although the chemical composition of some of the cell wall receptors for bacteriophages of the T-series has been described and the number of receptor sites has been estimated to be 150 to 300 per E. coli cell, the localization of the sites on the bacterial wall has been unknown.When logarithmically growing cells of E. coli are transferred into a medium containing 20% sucrose, the cells plasmolize: the protoplast shrinks and becomes separated from the somewhat rigid cell wall. When these cells are fixed in 8% Formaldehyde, post-fixed in OsO4/uranyl acetate, embedded in Vestopal W, then cut in an ultramicrotome and observed with the electron microscope, the separation of protoplast and wall becomes clearly visible, (Fig. 1, 2). At a number of locations however, the protoplasmic membrane adheres to the wall even under the considerable pull of the shrinking protoplast. Thus numerous connecting bridges are maintained between protoplast and cell wall. Estimations of the total number of such wall/membrane associations yield a number of about 300 per cell.

The Influence of Glycosylation on the Catalytic and Fibrinolytic Properties of Pro-Urokinase

1992 ◽  
Vol 68 (05) ◽  
pp. 539-544 ◽  
Author(s):  
Catherine Lenich ◽  
Ralph Pannell ◽  
Jack Henkin ◽  
Victor Gurewich
Keyword(s):  
Escherichia Coli ◽  
Mammalian Cell ◽  
Human Gene ◽  
Culture Media ◽  
Mammalian Cell Culture ◽  
Glycosylation Site ◽  
Clot Lysis ◽  
Cell Culture Media ◽  
E Coli ◽  
The Uk

SummaryWe previously found that human pro-UK expressed in Escherichia coli is more active in fibrinolysis than recombinant human pro-UK obtained from mammalian cell culture media. To determine whether this difference is related to the lack of glycosylation of the E. coli product, we compared the activity of E. coli-derived pro-UK [(-)pro-UK] with that of a glycosylated pro-UK [(+)pro-UK] and of a mutant of pro-UK missing the glycosylation site at Asn-302 [(-) (302) pro-UK]. The latter two pro-UKs were obtained by expression of the human gene in a mammalian cell. The nonglycosylated pro-UKs were activated by plasmin more efficiently (≈2-fold) and were more active in clot lysis (1.5-fold) than the (+)pro-UK. Similarly, the nonglycosylated two-chain derivatives (UKs) were more active against plasminogen and were more rapidly inactivated by plasma inhibitors than the (+)UK.These findings indicate that glycosylation at Asn-302 influences the activity of pro-UK/UK and could be the major factor responsible for the enhanced activity of E. coli-derived pro-UK.

Usefulness of a Multiplex PCR for Detection of Diarrheagenic Escherichia coli in a Diagnostic Microbiology Laboratory Setting

2016 ◽  
Vol 1 (2) ◽  
pp. 38-42 ◽  
Author(s):  
Khairun Nessa ◽  
Dilruba Ahmed ◽  
Johirul Islam ◽  
FM Lutful Kabir ◽  
M Anowar Hossain
Keyword(s):  
Escherichia Coli ◽  
Multiplex Pcr ◽  
Clinical Laboratory ◽  
Proteinase K ◽  
Microbiology Laboratory ◽  
Pcr Assay ◽  
E Coli ◽  
Diarrheagenic Escherichia Coli ◽  
Multiplex Pcr Assay ◽  
Diagnostic Microbiology

A multiplex PCR assay was evaluated for diagnosis of diarrheagenic Escherichia coli in stool samples of patients with diarrhoea submitted to a diagnostic microbiology laboratory. Two procedures of DNA template preparationproteinase K buffer method and the boiling method were evaluated to examine isolates of E. coli from 150 selected diarrhoeal cases. By proteinase K buffer method, 119 strains (79.3%) of E. coli were characterized to various categories by their genes that included 55.5% enteroaggregative E. coli (EAEC), 18.5% enterotoxigenic E. coli (ETEC), 1.7% enteropathogenic E. coli (EPEC), and 0.8% Shiga toxin-producing E. coli (STEC). Although boiling method was less time consuming (<24 hrs) and less costly (<8.0 US $/ per test) but was less efficient in typing E. coli compared to proteinase K method (41.3% vs. 79.3% ; p<0.001). The sensitivity and specificity of boiling method compared to proteinase K method was 48.7% and 87.1% while the positive and negative predictive value was 93.5% and 30.7%, respectively. The majority of pathogenic E. coli were detected in children (78.0%) under five years age with 53.3% under one year, and 68.7% of the children were male. Children under 5 years age were frequently infected with EAEC (71.6%) compared to ETEC (24.3%), EPEC (2.7%) and STEC (1.4%). The multiplex PCR assay could be effectively used as a rapid diagnostic tool for characterization of diarrheagenic E. coli using a single reaction tube in the clinical laboratory setting.Bangladesh J Med Microbiol 2007; 01 (02): 38-42

Antagonistic activity of Bacillus subtilis strains isolated from various sources

2018 ◽  
Vol 8 (2) ◽  
pp. 354-364
Author(s):  
A. N. Irkitova ◽  
A. V. Grebenshchikova ◽  
A. V. Matsyura
Keyword(s):  
Escherichia Coli ◽  
Bacillus Subtilis ◽  
Wild Strain ◽  
Fish Farming ◽  
Antagonistic Activity ◽  
Antagonistic Effect ◽  
E Coli ◽  
Long Period ◽  
Test Culture ◽  
Agar Media

<p>An important link in solving the problem of healthy food is the intensification of the livestock, poultry and fish farming, which is possible only in the adoption and rigorous implementation of the concept of rational feeding of animals. In the implementation of this concept required is the application of probiotic preparations. Currently, there is an increased interest in spore probiotics. In many ways, this can be explained by the fact that they use no vegetative forms of the bacilli and their spores. This property provides spore probiotics a number of advantages: they are not whimsical, easily could be selected, cultivated, and dried. Moreover, they are resistant to various factors and could remain viable during a long period. One of the most famous spore microorganisms, which are widely used in agriculture, is <em>Bacillus subtilis</em>. Among the requirements imposed to probiotic microorganisms is mandatory – antagonistic activity to pathogenic and conditional-pathogenic microflora. The article presents the results of the analysis of antagonistic activity of collection strains of <em>B. subtilis</em>, and strains isolated from commercial preparations. We studied the antagonistic activity on agar and liquid nutrient medias to trigger different antagonism mechanisms of <em>B. subtilis</em>. On agar media, we applied three diffusion methods: perpendicular bands, agar blocks, agar wells. We also applied the method of co-incubating the test culture (<em>Escherichia coli</em>) and the antagonist (or its supernatant) in the nutrient broth. Our results demonstrated that all our explored strains of <em>B. subtilis</em> have antimicrobial activity against a wild strain of <em>E. coli</em>, but to varying degrees. We identified strains of <em>B. subtilis</em> with the highest antagonistic effect that can be recommended for inclusion in microbial preparations for agriculture.</p><p><em><br /></em><em></em></p>

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG BẤT HOẠT ESCHERICHIA COLI TRONG NƯỚC BẰNG TIA CỰC TÍM VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA THIẾT BỊ TẠO MÀNG CHẤT LỎNG

2020 ◽  
Vol 129 (4B) ◽  
Author(s):  
Đặng Thị Thanh Lộc ◽  
Lê Văn Tuấn
Keyword(s):  
Escherichia Coli ◽  
E Coli

Công nghệ khử trùng nước không tạo ra các sản phẩm phụ độc hại ngày càng thu hút nhiều quan tâm nghiên cứu trong những năm gần đây. Nghiên cứu này trình bày kết quả khử trùng Escherichia coli trong nước bằng tia UV kết hợp với thiết bị tạo màng chất lỏng (LFFA). Sự nhạy cảm của vi khuẩn với sự khử trùng bằng UV hoặc UV/LFFA được xác định tại các điều kiện khác nhau của liều UV, tốc độ sục khí và mật độ ban đầu của vi khuẩn. Kết quả nghiên cứu cho thấy khử trùng bằng tia UV kết hợp với LFFA mang lại hiệu quả khử trùng cao hơn so với UV thông thường. Cụ thể, sự kết hợp của UV (liều UV = 20,83 mJ/cm2 và nhiệt độ phòng) và LFFA (tốc độ sục khí = 1,5 L/phút) đã bất hoạt hoàn toàn 5,4 log E. coli trong vòng 60 phút. Trong khi tại cùng một liều UV tương tự, khử trùng bằng tia UV chỉ giảm được 4,3 log vi khuẩn sau 75 phút. Nghiên cứu này hứa hẹn một khả năng áp dụng phương pháp hiệu quả để tăng cường hoạt tính diệt khuẩn của tia UV, nhằm giải quyết các mối quan tâm gần đây trong khử trùng nước.

Антимікробна резистентність провідних збудників інфекцій сечових шляхів у Києві (Україна)

2017 ◽  
Vol 1 (2) ◽  
pp. 48-60
Author(s):  
A.G. Salmanov ◽  
A.V. Rudenko
Keyword(s):  
Escherichia Coli ◽  
Pseudomonas Aeruginosa ◽  
Klebsiella Pneumoniae ◽  
Staphylococcus Epidermidis ◽  
Klebsiella Oxytoca ◽  
Enterobacter Aerogenes ◽  
Enterobacter Cloacae ◽  
Proteus Vulgaris ◽  
Providencia Rettgeri ◽  
E Coli

Мета роботи — вивчити резистентність до антибіотиків бактеріальних збудників інфекцій сечових шляхів (ІСШ), виділених у пацієнтів урологічного стаціонару в м. Києві. Матеріали і методи. Досліджено 1612 штамів бактерій, виділених із сечі хворих з ІСШ (цистит, уретрит, пієлонефрит), госпіталізованих в урологічне відділення ДУ «Інститут урології НАМН України» у м. Києві протягом 2016 р. Серед пацієнтів переважали жінки — 1201 (74,5 %). Вік хворих становив від 17 до 74 років. Для збору даних використано медичну документацію лікарні. Мікробіологічні дослідження виконано у лабораторії мікробіології ДУ «Інститут урології НАМН України». Аналізували результати культурального дослідження зразків сечі, зібраних за наявності клінічних ознак ІСШ. Дослідження клінічного матеріалу та інтерпретацію отриманих результатів проводили загальноприйнятими методами. Вивчено чутливість уропатогенів до 31 антибіотика дискодифузійним методом відповідно до рекомендацій Інституту клінічних та лабораторних стандартів США (Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI)). Результати та обговорення. Аналіз мікробного спектра сечі виявив домінування серед уропатогенів штамів Escherichia coli (32,0 %), Enterococcus faecalis (19,5 %), Klebsiella pneumoniae (10,9 %), Staphylococcus epidermidis (8,9 %), S. haemolyticus (6,5 %) та Pseudomonas aeruginosa (6,4 %). Частка Enterococcus faecium, Enterobacter aerogenes і Streptococcus viridans становила відповідно 2,5, 2,2 і 1,6 %, Enterobacter cloacae, Klebsiella oxytoca, Acinetobacter baumannii, Proteus vulgaris та Providencia rettgeri — менше 1,0 %. У більшості випадків (69,7 %) мікроорганізми виділено у монокультурі, у решті випадків — у мікробних асоціа- ціях. Високу резистентність до тестованих антибіотиків виявили штами E. aerogenes (45,1 %), E. cloacae (45,7 %), E. faecium (40,9 %), E. faecalis (40,7 %), E. coli (39,9 %), P. aeruginosa (34,0 %), K. pneumoniae (28,6 %). Найбільш активними до уропатогенів були іміпенем (E. coli — 87,6 %, P. aeruginosa — 75,7 %, E. cloacae — 67,3 %, E. aerogenes — 72,6 %, K. pneumoniae — 93,2 %), меропенем (E. coli — 89,1 %, P. aeruginosa — 76,7 %, K. pneumoniae — 82,6 %), лефлоцин (E. coli — 74,5 %, ентерококи — 78,7 %, P. aeruginosa — 76,7 %, E. cloacae — 73,9 %, E. aerogenes — 80,4 %, K. pneumoniae — 83,5 %), амоксицилін/клавуланат (ентерококи — 84,6 %), фурагін (ентерококи — 82,6 %), цефоперазон (K. pneumoniae — 89,2 %, P. aeruginosa — 73,8 %), цефтріаксон (K. pneumoniae — 80,1 %). Висновки. Антибіотикорезистентність збудників ІСШ — важлива терапевтична проблема. Найбільшою активністю до уропатогенів характеризуються іміпенем, меропенем, лефлоцин, амоксицилін/ клавуланат, фурагін, цефоперазон, цефтріаксон, які можна розглядати як препарат вибору для призначення стартової терапії ІСШ. Необхідно здійснювати постійний моніторинг за резистентністю до дії антибіотиків. Політику використання антибіотиків у кожному стаціонарі слід визначати залежно від локальних даних щодо резистентності до протимікробних препаратів.

Антибіотикорезистентність нозокоміальних штамів Escherichia coli в хірургічних стаціонарах України: результати багатоцентрового дослідження (2011-2015 рр.)

2017 ◽  
Vol 1 (1) ◽  
pp. 29-48
Author(s):  
A.G. Salmanov
Keyword(s):  
Escherichia Coli ◽  
E Coli

Мета роботи — вивчити антибіотикорезистентність нозокоміальних штамів Escherichia coli, виділених у пацієнтів, госпіталізованих у хірургічні стаціонари різних регіонів України. Матеріали і методи. Досліджено 414 886 клінічних штамів E. coli, виділених у пацієнтів, госпіталізо- ваних у хірургічні відділення 47 багатопрофільних стаціонарів 24 областей України та м. Києва протягом 2011—2015 рр. Чутливість штамів E. coli вивчено до 36 антибіотиків (пеніцилін, ампіцилін, амоксицилін, оксацилін, ампіцилін/сульбактам, амоксицилін/клавуланат, цефазолін, цефалексин, цефуроксим, цефо- перазон, цефотаксим, цефтріаксон, цефтазидим, цефепім, іміпенем, меропенем, гентаміцин, амікацин, тобраміцин, нетилміцин, еритромицін, кларитроміцин, азитроміцин, лінкоміцин, кліндаміцин, тетрациклін, доксициклін, ванкоміцин, рифампіцин, офлоксацин, левофлоксацин, ломефлоксацин, норфлоксацин, гатифлоксацин, ципрофлоксацин, пефлоксацин) відповідно до рекомендованих Національним комітетом США (NCCLS) клінічних лабораторних стандартів. Результати та обговорення. У досліджуваних хірургічних стаціонарах 26,5 % штаммів E. coli були резистентними до всіх тестованих антибіотиків. Найактивнішими щодо штамів E. coli були іміпенем, тобраміцин, меропенем, левофлоксацин та амікацин. Висока резистентність спостерігалася до пені- циліну (56,9 %), лінкоміцину (41,4 %), кліндаміцину (41,1 %), ампіциліну (39,6 %), кларитроміцину (36,5 %), амоксициліну (36,1 %) та цефуроксиму (33,4 %). Висновки. Антибіотикорезистентність нозокоміальних штамів E. coli в досліджених стаціонарах, що є об’єктом дослідження, являє собою серйозну терапевтичну та епідеміологічну проблему. Найбіль- шою активністю до нозокоміальних штамів E. coli характеризуються іміпенем, тобраміцин, меропенем, левофлоксацин та амікацин. З огляду на постійні зміни та рівні резистентності нозокоміальних штамів E. coli, що спостерігається в регіонах України, необхідно здійснювати постійний моніторинг резистентності до дії антибіотиків у кожному стаціонарі і на основі отриманих локальних даних розробити лікарняний формуляр антибіотиків. Політика застосування антибіотиків у кожному хірургічному стаціонарі повинна визначатися залежно від локальних даних резистентності до протимікробних препаратів. Доцільно налагодити систему епідеміологічного нагляду за мікробною резистентністю на локальному, регіональному та національному рівнях.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document