La conjugaison bactérienne des éléments génétiques mobiles, les plasmides conjugatifs et éléments intégratives et conjugatifs (Ice) est importante pour la propagation horizontale de l’information génétique. Il peut favoriser l’adaptation et l’évolution bactérienne rapide et transmettre des gènes de résistance multidrogue1,2. La fréquence de conjugaison peut être affectée par les protéines codées sur les éléments de conjugaison pour la mobilisation de l’ADN (MOB) et de la formation de la paire correspondante (MPF), y compris les pili sexuels, qui est classés selon le type de la MOB et MPF3,4, 5. Il peut également être affectée par le donneur et le receveur paire6 ainsi que les conditions de croissance des cellules7,8,9,10,11,(12 taux de croissance, densité cellulaire, surface solide ou liquide, température, la disponibilité des nutriments et la présence de cations). Pour comprendre comment les éléments de conjugaison se propager chez les bactéries, il est nécessaire de comparer la fréquence de la conjugaison en détail.
La fréquence de la conjugaison entre donateurs et bénéficiaires paires après l’accouplement sont généralement estimés par des méthodes conventionnelles comme suit. (i) tout d’abord, le nombre de colonies donneur et receveur est compté ; (ii) ensuite, les colonies destinataires, qui reçoit les éléments de conjugaison (= transconjugants) sont comptés ; (iii) et enfin, la fréquence de conjugaison est calculée en divisant la colonie formant des unités (UFC) de le transconjugants par ceux du donateur ou bénéficiaire13. Toutefois, lorsque vous utilisez cette méthode, le fond est élevé en raison des événements de conjugaison supplémentaire qui peuvent également se produire sur les géloses sélectives permet d’obtenir des transconjugants lorsque la densité cellulaire est élevé10. Par conséquent, il est difficile de détecter de petites différences dans la fréquence (sous une différence de 10 fois). Nous avons récemment introduit une méthode (MPN) numéro plus probable, à l’aide d’un milieu liquide contenant une concentration plus élevée d’antibiotiques. Cette méthode réduit le fond en inhibant plus conjugaison dans un milieu sélectif ; ainsi, la fréquence de conjugaison peut être estimée avec une résolution supérieure.
Conjugaison se divisent en trois étapes : (1) fixation du donateur-bénéficiaire paire (2) l’initiation du transfert conjugatif et (3) la dissociation de la paire14. Au cours des étapes (1) et (3), il y a une interaction physique entre le donneur et les cellules réceptrices ; ainsi, la densité cellulaire et les conditions environnementales peuvent influencer ces étapes, même si les caractéristiques des pili sexuels sont également importants. Étape (2) est probablement régulée par l’expression de plusieurs gènes impliqués dans la conjugaison en réponse aux changements externes qui pourraient être touchées par les diverses fonctionnalités du plasmide, le donneur et le receveur. Bien que l’attachement physique ou détachement des paires de donateur-bénéficiaire peut être simulé mathématiquement en utilisant une estimation de cellules sous forme de particules, la fréquence de l’étape (2) doit être mesurée expérimentalement. Il y a eu quelques rapports sur des observations directes de la façon dont souvent les donateurs peuvent initier conjugaison [étape (2)] à l’aide de la microscopie de fluorescence15,16; Cependant, ces méthodes ne sont pas haut débit, car un grand nombre de cellules doit être surveillé. Par conséquent, nous avons développé une nouvelle méthode pour estimer la probabilité d’apparition de l’étape (2) à l’aide de la cellule à fluorescence activé triant (FACS). Notre méthode peut être appliquée à n’importe quel plasmide, sans identification des gènes essentiels pour la conjugaison.