ارزيابي تشكيل بيوفيلم شيگلا فلكسنري و تاثير آن بر بيان ژن هاي توكسين-آنتي توكسين

Evaluation of Shigella flexneri Biofilm Formation and Its Effect on the Expression of Toxin-antitoxin Genes

شيگلا فلكسنري، باكتري گرم منفي بسيار مسري است كه باعث اسهال شديد بخصوص در كودكان زير ده سال مي شود. تشكيل بيوفيلم در اين گونه سبب افزايش مقاومت آن در برابر آنتي بيوتيك ها مي گردد. با توجه به نقش مهم سيستم هاي توكسين-آنتي توكسين (TA) در پايداري و بقاي باكتري ها تحت شرايط استرس، هدف مطالعه حاضر، ارزيابي بيان ژن هاي كدكننده سيستم هاي TA و همچنين Lon پروتياز به عنوان پروتئين اصلي تنظيم كننده بيان و عملكرد سيستم هاي مذكور در اين ميكروارگانيسم در شرايط تشكيل بيوفيلم است. مواد و روش كار در اين مطالعه، از سويه استاندارد شيگلا فلكسنري 12022 ATCC استفاده شد. پس از كشت باكتري روي محيط كشت اختصاصي، توانايي تشكيل بيوفيلم به صورت كمي به روش ميكروتيترپليت ارزيابي شد. در ادامه سطح بيان ژن هاي مذكور نسبت به گروه كنترل با استفاده از ريل تايم PCR ارزيابي گرديد. يافته ها نتايج تست ميكروتيترپليت نشان داد كه باكتري شيگلا فلكسنري مورد مطالعه يك سويه بيوفيلم قوي است و نتايج qPCR حاكي از افزايش بيان ژن هاي توكسين هاي مورد مطالعه و lon پروتياز، 8 و 24 ساعت پس از القاي تشكيل بيوفيلم بود (0/01

Shigella flexneri is a highly contagious Gram-negative bacterium that causes severe diarrhea, especially in children under ten years old. The biofilm formation in this species increases its resistance to antibiotics. Given the important role of toxin-antitoxin (TA) systems in the stability and survival of bacteria under stress condition, this study was aimed to evaluate the expression of genes encoding TA systems and Lon protease (lonp) as the main protein regulating the expression and function of these systems in this microorganism in terms of biofilm formation. Materials and Methods In this study, the standard Shigella flexneri ATCC 12022 was used. After the bacteria culture on the specific culture medium, the ability to form biofilm was quantitatively evaluated by microtiter plate method. Then, the expression level of the mentioned genes was assessed compared to the control group using real-time PCR. Results The results of microtiter plate test showed that the studied Shigella flexneri was a strong biofilm strain. The qPCR results showed an increase in gene expression of the studied toxins and Lon protease at 8 and 24 h following biofilm formation induction (P<0.01). Conclusion Due to the significant increase in the expression of the studied genes, especially Lon protease, GNAT and maz toxins at 24 h after biofilm formation, they can be potentially used as antimicrobial targets in new studies.