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© Melanie Blokesch, EPFL
Flagellated Vibrio cholerae
Publication : Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

Emergence of Escherichia coli critically buckled motile helices under stress.

Domaines Scientifiques
Maladies
Organismes
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Technique

Publié sur Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America - 18 Dec 2018

Phan TV, Morris RJ, Lam HT, Hulamm P, Black ME, Bos J, Austin RH,

Lien vers Pubmed [PMID] – 30498027

Link to DOI – 10.1073/pnas.1809374115

Proc Natl Acad Sci U S A 2018 12; 115(51): 12979-12984

Bacteria under external stress can reveal unexpected emergent phenotypes. We show that the intensely studied bacterium Escherichia coli can transform into long, highly motile helical filaments poized at a torsional buckling criticality when exposed to minimum inhibitory concentrations of several antibiotics. While the highly motile helices are physically either right- or left-handed, the motile helices always rotate with a right-handed angular velocity [Formula: see text], which points in the same direction as the translational velocity [Formula: see text] of the helix. Furthermore, these helical cells do not swim by a “run and tumble” but rather synchronously flip their spin [Formula: see text] and thus translational velocity-backing up rather than tumbling. By increasing the translational persistence length, these dynamics give rise to an effective diffusion coefficient up to 20 times that of a normal E. coli cell. Finally, we propose an evolutionary mechanism for this phenotype’s emergence whereby the increased effective diffusivity provides a fitness advantage in allowing filamentous cells to more readily escape regions of high external stress.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30498027