Name: a sensitive visual method for the detection of hydrogen sulfide producing bacteria
Uploaded: 2022-06-27T15:00:00
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Cette étude a été soutenue par le développement de programmes académiques prioritaires des établissements d’enseignement supérieur du Jiangsu (PAPD) et le projet de recherche sur la réforme de l’enseignement de l’Université pharmaceutique de Chine (2019XJYB18).

1. Souches bactériennes
REMARQUE : Pour cette expérience, neuf souches standard ont été utilisées, dont Salmonella paratyphi A, Salmonella paratyphi B, Fusobacterium nucleatum, Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa PAO1, Aeromonas hydrophila YJ-1, Proteus vuigaris et Klebsiella pneumoniae (tableau 1). Salmonella paratyphi</em...

<ol>
	<li>Thompson, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+group+of+hydrogen+sulphide+producing+bacteria.">The group of hydrogen sulphide producing bacteria.</a> Journal of Medical Research. 42 (184), 383-389 (1921).</li><li>Ono, K., 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=Cysteine+hydropersulfide+inactivates+&#946;-lactam+antibiotics+with+formation+of+ring-opened+carbothioic+s-acids+in+bacteria.">Cysteine hydropersulfide inactivates &#946;-lactam antibiotics with formation of ring-opened carbothioic s-acids in bacteria.</a> ACS Chemical Biology. 16 (4), 731-739 (2021).</li><li>Mironov, A., 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=Mechanism+of+H2S-mediated+protection+against+oxidative+stress+in+Escherichia+coli.">Mechanism of H2S-mediated protection against oxidative stress in Escherichia coli.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (23), 6022-6027 (2017).</li><li>Shen, Y., Shen, Z., Luo, S., Guo, W., Zhu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+cardioprotective+effects+of+hydrogen+sulfide+in+heart+diseases:+From+molecular+mechanisms+to+therapeutic+potential.">The cardioprotective effects of hydrogen sulfide in heart diseases: From molecular mechanisms to therapeutic potential.</a> Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2015, 925167 (2015).</li><li>Salloum, F. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen+sulfide+and+cardioprotection-mechanistic+insights+and+clinical+translatability.">Hydrogen sulfide and cardioprotection-mechanistic insights and clinical translatability.</a> Pharmacology &amp; Therapeutics. 152, 11-17 (2015).</li><li>Wallace, J. L., Wang, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen+sulfide-based+therapeutics:+Exploiting+a+unique+but+ubiquitous+gasotransmitter.">Hydrogen sulfide-based therapeutics: Exploiting a unique but ubiquitous gasotransmitter.</a> Nature Reviews. 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M., Carpenter, T. S., Xue, Z. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bismuth-based,+disposable+sensor+for+the+detection+of+hydrogen+sulfide+gas.">Bismuth-based, disposable sensor for the detection of hydrogen sulfide gas.</a> Analytical Chemistry. 88 (3), 1553-1558 (2016).</li><li>Barton, L. L., Fauque, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biochemistry,+physiology+and+biotechnology+of+sulfate-reducing+bacteria.">Biochemistry, physiology and biotechnology of sulfate-reducing bacteria.</a> Advances in Applied Microbiology. 68, 41-98 (2009).</li><li>Shatalin, K., Shatalina, E., Mironov, A., Nudler, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=H2S:+A+universal+defense+against+antibiotics+in+bacteria.">H2S: A universal defense against antibiotics in bacteria.</a> Science. 334 (6058), 986-990 (2011).</li><li>Schnabel, B., Caplin, J. L., Cooper, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modification+of+the+H2S+test+to+screen+for+the+detection+of+sulphur-+and+sulphate-reducing+bacteria+of+faecal+origin+in+water.">Modification of the H2S test to screen for the detection of sulphur- and sulphate-reducing bacteria of faecal origin in water.</a> Water Supply. 21 (1), 59-79 (2021).</li><li>Netzer, R., Ribi&#269;i&#263;, D., Aas, M., Cav&#233;, L., Dhawan, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Absolute+quantification+of+priority+bacteria+in+aquaculture+using+digital+PCR.">Absolute quantification of priority bacteria in aquaculture using digital PCR.</a> Journal of Microbiological Methods. 183, 106171 (2021).</li></ol>

Le test de production de sulfure d’hydrogène est l’un des tests phénotypiques conventionnels pour l’identification et la différenciation des souches bactériennes. De nombreuses espèces bactériennes peuvent produire du sulfure d’hydrogène dans leur environnement naturel, comme l’eau aquatique. Ces espèces bactériennes comprennent Salmonella sp., Citrobacter sp., Proteus sp., Pseudomonas sp., certaines souches de Klebsiella sp., Escherichia coli et ce...

Les bactéries productrices de sulfure d’hydrogène peuvent utiliser des acides aminés et des protéines contenant du soufre pour produire du sulfure d’hydrogène (H2S). La production de H2S se produit généralement dans les bactéries de la famille des Enterobacteriaceae à Gram négatif et aussi chez les membres de Citrobacter spp., Proteus spp., Edwardsiella spp. et Shewanella spp.1. Ces bactéries ont la capacité de réduire le sulfate en sulfure d’hydrogène (H2S) afin d’obtenir de l’énergie. Le sulfure d’hydrogène a été impliqué dans le développement de la résistance bactérienne aux médicaments. H2Sprotège les bactéries de la toxicité des espèces réactives de l’oxygène (ROS), antagonisant ainsi l’effet antibactérien des antibiotiques 2,3. H2S a également un effet physiologique important dans le maintien de l’homéostasie. Aux niveaux supraphysiologiques, H2S s’est avéré profondément toxique pour le corps. Dans le corps humain, H2S a un autre rôle en tant que molécule de signalisation de gaz impliquée dans une variété de processus physiologiques et pathologiques. H2Speut réguler la fonction systolique du cœur et joue un rôle physiologique important dans la relaxation des vaisseaux sanguins, l’inhibition du remodelage vasculaire, et la protection du myocarde 4,5. H2Sjoue également un rôle important dans la régulation du système nerveux et du tube digestif 6,7. Il a été constaté que, lorsqu’elles sont exposées à des antibiotiques bactéricides, les bactéries produisent des espèces réactives mortelles de l’oxygène (ROS) entraînant la mort cellulaire 8,9,10,11.
En tant que test biochimique courant dans les cours de laboratoire de microbiologie, le test au sulfure d’hydrogène est une expérience importante dans l’identification des bactéries, en particulier des bactéries de la famille des Enterobacteriaceae. À l’heure actuelle, le test de sulfure d’hydrogène est généralement effectué sur un grand nombre d’acides aminés contenant du soufre et un milieu d’acétate de plomb inoculé avec les bactéries à tester. Après une période d’incubation (2-3 jours), les résultats sont jugés en observant si le milieu de culture ou la bande de papier acétate de plomb est noirci en raison de la production d’acétate de plomb11. Cependant, ces méthodes traditionnelles sont non seulement fastidieuses et chronophages, mais aussi sujettes à l’inhibition de la croissance bactérienne en raison de l’effet toxique des sels de métaux lourds dans un milieu contenant du soufre, ce qui conduit souvent à des résultats négatifs. Une méthode basée sur le bismuth a été établie pour la détection de H2S12,13. H2S peut réagir avec le bismuth, formant une précipitation de sulfure de bismuth noir. Afin de mener une réforme pour ce test biochimique, une méthode simple et rapide sans effets secondaires sur la croissance bactérienne doit être établie. Ici, nous avons mis en place une méthode simple pour la détection des bactéries productrices de sulfure d’hydrogène cultivées dans un environnement in vitro en utilisant le sulfure de bismuth comme substrat dans un format de plaque de microtitrage à 96 puits.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Bismuth (III)chloride</td>
			<td>Shanghai Macklin Biochemical Co., Ltd</td>
			<td>7787-60-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA</td>
			<td>Nanjing Chemical Reagent Co., Ltd</td>
			<td>60-00-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Enterococcus faecalis&#160;</td>
			<td>ATCC&#160;</td>
			<td>19433</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fusobacterium&#160;nucleatum&#160;</td>
			<td>ATCC&#160;</td>
			<td>25586</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Klebsiella pneumoniae&#160;</td>
			<td>ATCC&#160;</td>
			<td>43816</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-cysteine</td>
			<td>Amresco</td>
			<td>52-90-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proteus&#160;vuigaris&#160;</td>
			<td>CMCC&#160;</td>
			<td>49027</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Salmonella paratyphi A</td>
			<td>CMCC</td>
			<td>50001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Salmonella paratyphi B</td>
			<td>CMCC</td>
			<td>50094</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Staphylococcus&#160;aureus&#160;</td>
			<td>ATCC&#160;</td>
			<td>25923</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triethanolamine-HCl</td>
			<td>Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd.</td>
			<td>637-39-8</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a sensitive visual method for the detection of hydrogen sulfide producing bacteria

Le sulfure d’hydrogène (H2S) est un gaz toxique produit par les bactéries dans la protéolyse des acides aminés et des protéines contenant du soufre qui joue un rôle important dans la santé humaine. Le test de production H2S est l’un des tests d’identification biochimique bactérienne importants. Les méthodes traditionnelles sont non seulement fastidieuses et chronophages, mais aussi sujettes à l’inhibition de la croissance bactérienne en raison de l’effet toxique des sels de métaux lourds dans un milieu contenant du soufre, ce qui conduit souvent à des résultats négatifs. Ici, nous avons établi une méthode simple et sensible pour détecterH2Sdans les bactéries. Cette méthode est une version modifiée de la précipitation du sulfure de bismuth (BS) qui utilise des plaques de microtitrage transparentes à 96 puits. La culture bactérienne a été combinée avec une solution de bismuth contenant de la L-cystéine et cultivée pendant 20 minutes, à la fin de laquelle un précipité noir a été observé. La limite de détection visuelle pour H 2 S était de0,2mM. Sur la base du changement de couleur visuel, la détection simple, à haut débit et rapide des bactéries productrices de H2S peut être réalisée. En résumé, cette méthode peut être utilisée pour identifier la production deH2Schez les bactéries.

Détection de bactéries productrices de sulfure d’hydrogène L’efficacité de l’essai H2S a été étudiée à l’aide de cultures pures de souches bactériennes sélectionnées, comme indiqué dans le tableau 1. Les résultats ont indiqué que Salmonella paratyphi B, Fusobacterium nucleatum, Enterococcus faecalis, Pseudomonas aeruginosa et Proteus vuigaris peuvent produire H2S avec précipité BS noir, tandis que Salmonella...

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A Sensitive Visual Method for the Detection of Hydrogen Sulfide Producing Bacteria

Ici, nous présentons un protocole pour détecter les bactéries productrices de sulfure d’hydrogène avec un protocole modifié utilisé pour la précipitation du sulfure de bismuth (BS). Les principaux avantages de cette méthode sont qu’elle est facile à évaluer et ne nécessite pas d’équipement spécialisé.

Procédé visuel sensible pour la détection de bactéries productrices de sulfure d’hydrogène

Hydrogen sulfide (H2S) is a toxic gas produced by bacteria in the proteolysis of sulfur-containing amino acids and proteins that plays an important role ...

Les bactéries productrices de sulfure d’hydrogène peuvent utiliser des acides aminés et des protéines contenant du soufre pour produire du sulfure d’hydrogène. Ici, nous avons établi une méthode sensible et simple pour détecter le sulfure d’hydrogène dans les bactéries. Cette méthode est une version modifiée de la précipitation du sulfure de bismuth qui utilisait des plaques de microtitrage transparentes à 96 puits.La culture de bactéries a été combinée avec une solution de bismuth contenant de la L-cystéine et cultivée pendant 20 minutes, à la fin de laquelle un précipité noir a été observé. Wei Zhu, un assistant de recherche de notre laboratoire, fera la démonstration des procédures. Commencez par transférer les colonies bactériennes d’une plaque de gélose Luria-Bertani ou LB à 100 millilitres de milieu LB, et cultivez à 37 degrés Celsius pendant 12 à 16 heures jusqu’à ce que la concentration bactérienne soit d’environ 1 milliard de cellules par millilitre.Transférer une colonie bactérienne de Fusobacterium nucleatum et de Proteus vulgaris à partir de bouillon de soja Trypticase ou de plaques de gélose TSB à 100 millilitres de milieu BST, et les cultiver en anaérobiose à 37 degrés Celsius pendant 24 heures jusqu’à ce que la concentration bactérienne soit d’environ 1 milliard de cellules par millilitre. Mélanger 100 microlitres de culture bactérienne avec 100 microlitres de solution de bismuth nouvellement préparée dans les plaques de microtitrage à 96 puits, et cultiver pendant 20 minutes à 37 degrés Celsius. Pour chaque souche bactérienne, effectuer l’analyse en trois exemplaires.Après 20 minutes, vérifiez s’il y a un changement de couleur. Si la couleur de la solution passe du jaune clair au noir, cela indique que la bactérie est capable de produire du sulfure d’hydrogène ou H2S. Répétez cette mesure trois fois.Déterminer la sensibilité de la méthode en utilisant différentes concentrations d’hydrosulfure de sodium mélangé à une solution de sulfure de bismuth. Enfin, déterminez la présence d’ions bisulfure et sulfure en observant la formation d’un précipité de sulfure de bismuth noir. Évaluez la couleur des puits à l’aide d’une échelle visuelle allant de la production sans couleur à la production de couleur noire la plus foncée.La performance de l’essai au sulfure d’hydrogène a été étudiée à l’aide de cultures pures de souches bactériennes sélectionnées. Les résultats ont indiqué que Salmonella paratyphi B, Fusobacterium nucleatum, Enterococcus faecalis, Pseudomonas aeruginosa et Proteus vulgaris peuvent produire du sulfure d’hydrogène avec du précipité de sulfure de bismuth noir. Alors que Salmonella paratyphi A, Staphylococcus aureus, Aeromonas hydrophila et Klebsiella pneumoniae n’ont montré aucun précipité noir.Le principal avantage de cette méthode est qu’elle est facile à reproduire et ne nécessite pas d’équipement spécialisé.

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