1. Synchrotron FTIR microspectroscopy of Escherichia coli at single-cell scale under silver-induced stress conditions
- Author
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Claire Saulou, Muriel Mercier-Bonin, Isabelle Fourquaux, Paul Dumas, Claude Maranges, Frédéric Jamme, Muriel Cocaign-Bousquet, Laurence Girbal, Génie et Microbiologie des Procédés Alimentaires (GMPA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech, Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés (LISBP), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT), Unité de recherche sur les Biopolymères, Interactions Assemblages (BIA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Synchrotron SOLEIL (SSOLEIL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT), Centre de Microscopie Électronique Appliquée à la Biologie (CMEAB), Toulouse Réseau Imagerie-Genotoul ( TRI-Genotoul), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), The authors gratefully acknowledge the 'BioPleasure' project of the Research National Agency (ANR-07-BLAN-0196-01) for funding., The research described in this paper was performed at the French national synchrotron facility SOLEIL (Gif-sur- Yvette, France), using the SMIS beamline (proposal no 20090556)., ANR-07-BLAN-0196,BIOPLEASURE,Plasma - surface engineering for biofilm prevention(2007), AgroParisTech-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Hôpital de Rangueil, CHU Toulouse [Toulouse]-CHU Toulouse [Toulouse]-Toulouse Réseau Imagerie-Genotoul ( TRI-Genotoul), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Hôpital de Rangueil, and CHU Toulouse [Toulouse]-CHU Toulouse [Toulouse]
- Subjects
In situ ,Analytical chemistry ,medicine.disease_cause ,Biochemistry ,Analytical Chemistry ,03 medical and health sciences ,Stress, Physiological ,Spectroscopy, Fourier Transform Infrared ,medicine ,Escherichia coli ,Fourier transform infrared spectroscopy ,[SDV.BBM.BC]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biochemistry [q-bio.BM] ,Protein secondary structure ,030304 developmental biology ,0303 health sciences ,biology ,Ionic silver ,030306 microbiology ,Chemistry ,Synchrotron FTIR-ATR microspectroscopy ,Single-cell scale ,[CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry ,biology.organism_classification ,[SDV.MP.BAC]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology ,[SDV.BBM.BC]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biomolecules [q-bio.BM] ,Antibacterial effect ,Transmission electron microscopy ,Attenuated total reflection ,Ultrastructure ,Biophysics ,Silver Nitrate ,Single-Cell Analysis ,[SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing ,Synchrotrons ,Bacteria - Abstract
International audience; The present work was focused on elucidating biochemical changes in the model bacterium Escherichia coli exposed to ionic silver mediated stress, at a single-cell scale. In order to achieve this, in situ synchrotron Fourier-transform infrared (sFTIR) microspectroscopy was performed, for the first time, on individual cells by attenuated total reflectance (ATR) combined with the use of zinc-selenide hemisphere for high spatial resolution. In a first part, the potential of the method was evaluated on bacteria subjected to a lethal 100 μM AgNO3 concentration for 2 h compared to untreated 100 % viable cells. Differences in cell composition were assessed for the C–H stretching and protein spectral regions, indicating that the inhibitory action was targeted against both fatty acids and proteins. Transmission electron microscopy (TEM) confirmed morphological damages of the cell ultrastructure. The relevance of ATR-sFTIR microspectroscopy for highlighting the heterogeneity in Ag+-mediated effects within a given bacterial population was also pointed out. In a second part, cells were exposed to sub-lethal Ag+ concentrations (
- Published
- 2013
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