Name: visualizing bacterial motility based on a color reaction
Uploaded: 2022-02-15T15:00:00
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Este estudo foi apoiado pelo Desenvolvimento do Programa Acadêmico Prioritário das Instituições de Ensino Superior de Jiangsu (PAPD) e pelo Projeto de Pesquisa de Reforma do Ensino da Universidade Farmacêutica da China (2019XJYB18).

1. Preparo do meio semissólido
<ol><li>Ágar semissólido tradicional
	<ol><li>Preparar o ágar semissólido tradicional de acordo com a receita do meio teste de motilidade bacteriana utilizando os ingredientes básicos11. Dissolver 10 g de triptose, 15 g de NaCl, 4 g de ágar em água destilada suficiente, ajustar o pH para 7,2 ± 0,2 e perfazer o volume final para 1.000 mL.</li>
		<li>Autoclavar o ágar a 121 °C por 20 min e distribuí-lo em tubos de ensaio ...

<ol>
	<li>Jordan, E. O., Caldwell, M. E., Reiter, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacterial+motility.">Bacterial motility.</a> Journal of Bacteriology. 27 (2), 165 (1934).</li><li>Lai, S. L., Hou, H., Jiang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacterial+motility+and+its+role+during+initial+stage+of+pathogenesis.">Bacterial motility and its role during initial stage of pathogenesis.</a> Journal of Microbiology. 26 (5), 68-70 (2006).</li><li>Ding, S. 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R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+colorimetric+microplate+test+of+phage+lysis+in+Salmonella+enterica.">Simple colorimetric microplate test of phage lysis in Salmonella enterica.</a> Journal of Microbiological Methods. 69 (2), 394-398 (2007).</li><li>Difco Laboratories. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Difco+manual:+Dehydrated+culture+media+and+reagents+for+microbiology.">Difco manual: Dehydrated culture media and reagents for microbiology.</a> Difco Laboratories. , (1984).</li><li>Tittsler, R. P., Sandholzer, L. 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J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+arrangement+of+several+flagellins+within+bacterial+flagella+improves+motility+in+different+environments.">Spatial arrangement of several flagellins within bacterial flagella improves motility in different environments.</a> Nature Communication. 9 (1), 5369 (2018).</li><li>Mitchell, A. J., Wimpenny, J. W. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+agar+concentration+on+the+growth+and+morphology+of+submerged+colonies+of+motile+and+non-motile+bacteria.">The effects of agar concentration on the growth and morphology of submerged colonies of motile and non-motile bacteria.</a> Journal of Applied Microbiology. 83 (1), 76-84 (2010).</li><li>Xu, A., Zhang, M., Du, W., Wang, D., Ma, L. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+molecular+mechanism+for+how+sigma+factor+AlgT+and+transcriptional+regulator+AmrZ+inhibit+twitching+motility+in+Pseudomonas+aeruginosa.">A molecular mechanism for how sigma factor AlgT and transcriptional regulator AmrZ inhibit twitching motility in Pseudomonas aeruginosa.</a> Environmental Microbiology. 23 (2), 572-587 (2021).</li><li>Bartley, S. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Attachment+and+invasion+of+Neisseria+meningitidis+to+host+cells+is+related+to+surface+hydrophobicity,+bacterial+cell+size+and+capsule.">Attachment and invasion of Neisseria meningitidis to host cells is related to surface hydrophobicity, bacterial cell size and capsule.</a> PLoS One. 8, 55798 (2013).</li></ol>

A detecção da motilidade bacteriana pelo método do meio semissólido é afetada por váriosfatores13,14. Condições de crescimento bacteriano, como oxigênio (aeróbio na superfície do ágar, não aeróbio no fundo do tubo com o meio semissólido), pH e temperatura, podem afetar a viabilidade dos flagelos bacterianos, o que pode levar à redução da motilidade ou mesmo à perda da motilidade15. Além disso, algumas bactérias do tipo...

A motilidade bacteriana desempenha um papel crítico na patogenicidade bacteriana, na formação de biofilme e na resistência a drogas1. A motilidade bacteriana está intimamente associada à patogenicidade e é necessária para a colonização bacteriana durante a infecção precoce das células dohospedeiro2. A formação de biofilme está intimamente relacionada à motilidade bacteriana, onde as bactérias aderem à superfície do meio sólido através da motilidade. A motilidade bacteriana tem sido considerada positivamente correlacionada com a formação de biofilme. Um alto grau de resistência bacteriana a drogas devido ao biofilme pode levar a infecções persistentes que são uma ameaça à saúde humana 3,4,5. Portanto, é importante detectar a motilidade bacteriana. O teste de motilidade bacteriana é usado principalmente para examinar a motilidade de diferentes formas de bactérias no estado vivo, que podem determinar indiretamente a presença ou ausência de flagelos e, portanto, tem um papel importante na identificação de bactérias.
Existem métodos diretos e indiretos para detectar a motilidade bacteriana6. Como as bactérias com flagelos apresentam motilidade, é possível detectar se as bactérias são móveis indiretamente, detectando a presença ou ausência de flagelos. Por exemplo, é possível detectar a motilidade indiretamente por microscopia eletrônica e coloração flagelar para indicar que as bactérias são móveis. Também é possível detectar por métodos diretos, como queda de suspensão e punção semissólida. 
O método de punção semissólido comumente utilizado em laboratórios de microbiologia de graduação para detectar motilidade bacteriana inocula a bactéria na punção em meio ágar semissólido contendo 0,4-0,8% de ágar, de acordo com a direção do crescimento bacteriano. Se a bactéria crescer ao longo da linha de punção para se espalhar, aparecem vestígios de crescimento semelhantes a nuvens (semelhantes a escovas), indicando a presença de flagelos e, portanto, motilidade. Se não houver vestígios de crescimento na linha de punção, a bactéria não é flagelada nem móvel. 
No entanto, este método tem suas desvantagens: as bactérias são incolores e transparentes, a atividade flagelar é afetada pelas características fisiológicas das bactérias vivas e outros fatores, e a concentração de ágar e o pequeno diâmetro do tubo de ensaio. Além disso, bactérias aeróbias são adequadas apenas para o crescimento na superfície do ágar, afetando a observação da motilidade bacteriana. Assim, para aprimorar este experimento, o cloreto de 2,3,5-trifeniltetrazólio (TTC) (incolor) foi adicionado ao meio para estabelecer um método mais confiável e intuitivo de determinação da motilidade bacteriana do que o método atual de punção direta, utilizando desidrogenases intracelulares para catalisar a formação de um produto vermelho do TTC 7,8,9,10.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Bacto Agar</td>
			<td>Difco</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Escherichia coli</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>ATCC25922</td>
			<td>Positive control</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pseudomonas aeruginosa</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>ATCC27853</td>
			<td>Positive control</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Salmonella typhimurium</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>ATCC14028</td>
			<td>Positive control</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Staphylococcus aureus</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>ATCC25923</td>
			<td>Negative nonmotile control</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tryptose</td>
			<td>&#160;OXOID</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TTC</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>298-96-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VITEK 2 automated microbial identification system</td>
			<td>Bio M&#233;rieux</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

visualizing bacterial motility based on a color reaction

A motilidade bacteriana é crucial para a patogenicidade bacteriana, formação de biofilme e resistência a drogas. A motilidade bacteriana é crucial para a invasão e/ou disseminação de muitas espécies patogênicas. Portanto, é importante detectar a motilidade bacteriana. Condições de crescimento bacteriano, como oxigênio, pH e temperatura, podem afetar o crescimento bacteriano e a expressão de flagelos bacterianos. Isso pode levar à redução da motilidade ou mesmo à perda da motilidade, resultando na avaliação imprecisa da motilidade bacteriana. Com base na reação de cor do cloreto de 2,3,5-trifenil tetrazólio (TTC) por desidrogenases intracelulares de bactérias vivas, o TTC foi adicionado ao ágar semissólido tradicional para detecção da motilidade bacteriana. Os resultados mostraram que este método de ágar semissólido TTC para detecção de motilidade bacteriana é simples, fácil de operar e não envolve instrumentos grandes e caros. Os resultados também mostraram que a maior motilidade foi observada em meio semissólido preparado com 0,3% de ágar. Em comparação com o meio semissólido tradicional, os resultados são mais fáceis de avaliar e mais precisos.

Tanto as cepas padrão quanto as isoladas foram comparadas para detecção da motilidade, e os resultados são mostrados na Tabela 1. Devido à ausência de flagelos, Staphylococcus aureus e Klebsiella pneumoniae cresceram apenas ao longo da linha inoculada em ambos os meios semissólido tradicional e TTC. Em contraste, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli e Salmonella typhimurium apresentaram crescimento em todas as direções ao redor da linhagem inocula...

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Visualizing Bacterial Motility Based on a Color Reaction

Aqui, apresentamos um protocolo para detectar motilidade bacteriana baseado em uma reação de cor. As principais vantagens deste método são que é fácil de avaliar e mais preciso, e não requer equipamentos especializados.

Visualizando a motilidade bacteriana com base em uma reação de cor

Bacterial motility is crucial for bacterial pathogenicity, biofilm formation, and drug resistance. Bacterial motility is crucial for the invasion and/or ...

Detection of bacterial motility is important because motility is crucial for pathogenicity. The protocol described here is a reliable method for the detection of bacterial motility, because it is based on the color reaction of TTC with intracellular dehydrogenases of living bacteria. The TTC semi-solid agar method for detecting bacterial motility is simple, easy to operate and does not involve large and expensive instruments.The method can be used by clinical microbiologists or researchers to investigate pathogenic bacteria. Demonstrating the procedure will be Xiyi Zhuang, a senior experimentalist from my laboratory. To begin, prepare the traditional semi-solid medium by adding 10 grams of Tryptose, 15 grams of sodium chloride and four grams of agar in an adequate volume of distilled water.Adjust the pH to 7.2 and make up the final volume to 1, 000 milliliters. Autoclave the medium at 121 degrees Celsius for 20 minutes and dispense the medium into 10 milliliter test tubes to a height of three centimeters. To prepare the TTC medium, cool the autoclaved traditional medium to 50 degrees Celsius then add five milliliters of sterile 1%TTC solution to 100 milliliters of medium.Mix and dispense the medium into 10 milliliter test tubes to a height of three centimeters. Pick single colonies of bacteria from agar plates and inoculate them into both the semi-solid media by puncture using inoculating needles. Remember to include non-modal strains as negative controls and modal strains as positive controls.To observe the effect of agar concentration on bacterial motility, prepare semi-solid media containing different agar concentrations and inoculate them by puncture. Incubate the tubes at 37 degrees Celsius and observe the results after 24 to 48 hours of incubation. If only the puncture line is red, characterize the bacteria as non-modal.If the red color spreads outward along the puncture line, characterize the bacteria as modal. Bacterial motility was compared for various strains on traditional and TTC semi-solid media and summarized in this table. After culturing for 24 hours on TTC semi-solid medium, Staphylococcus aureus showed growth along the inoculated line.Whereas, Escherichia coli showed growth in all directions around the inoculated line. Highest motility for Escherichia coli was observed in TTC semi-solid medium prepared with 0.3%agar in which the medium turned almost entirely red. In contrast, the area of red diffusion decreased in 0.5%agar and the diffusion was prolonged with increasing agar concentration to 0.8%It is important to adjust the pH to 7.2 and cool the autoclaved medium to 50 degrees Celsius before inoculation using the needles.Bacteria should be inoculated by puncture into the semi-solid medium containing TTC. It is a direct method for detecting bacterial motility. It is also possible to detect motility indirectly by electronic microscope and

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