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Phenotypic Changes Exhibited by E. coli Cultured in Space

Zea, Luis und Larsen, Michael und Estante, Frederico und Qvortrup, Klaus und Moeller, Ralf und Dias de Oliveira, Sílvia und Stodieck, Louis und Klaus, David (2017) Phenotypic Changes Exhibited by E. coli Cultured in Space. Frontiers in Microbiology, 8, Seite 1598. Frontiers Media S.A.. doi: 10.3389/fmicb.2017.01598. ISSN 1664-302X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
5MB

Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.3389/fmicb.2017.01598

Kurzfassung

Bacteria will accompany humans in our exploration of space, making it of importance to study their adaptation to the microgravity environment. To investigate potential phenotypic changes for bacteria grown in space, Escherichia coli was cultured onboard the International Space Station with matched controls on Earth. Samples were challenged with different concentrations of gentamicin sulfate to study the role of drug concentration on the dependent variables in the space environment. Analyses included assessments of final cell count, cell size, cell envelope thickness, cell ultrastructure, and culture morphology. A 13-fold increase in final cell count was observed in space with respect to the ground controls and the space flight cells were able to grow in the presence of normally inhibitory levels of gentamicin sulfate. Contrast light microscopy and focused ion beam/scanning electron microscopy showed that, on average, cells in space were 37% of the volume of their matched controls, which may alter the rate of molecule–cell interactions in a diffusion-limited mass transport regime as is expected to occur in microgravity. TEM imagery showed an increase in cell envelope thickness of between 25 and 43% in space with respect to the Earth control group. Outer membrane vesicles were observed on the spaceflight samples, but not on the Earth cultures. While E. coli suspension cultures on Earth were homogenously distributed throughout the liquid medium, in space they tended to form a cluster, leaving the surrounding medium visibly clear of cells. This cell aggregation behavior may be associated with enhanced biofilm formation observed in other spaceflight experiments.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/114225/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Phenotypic Changes Exhibited by E. coli Cultured in Space
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Zea, LuisBioServe Space Technologies, University of Colorado Boulder, Boulder, CO, United StatesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Larsen, MichaelDepartment of Biomedical Sciences, University of Copenhagen, Copenhagen, DenmarkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Estante, FredericoDepartment of Aerospace Engineering Sciences, University of Colorado Boulder, Boulder, CO, United StatesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Qvortrup, KlausDepartment of Biomedical Sciences, University of Copenhagen, Copenhagen, DenmarkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Moeller, RalfSpace Microbiology Research Group, Department of Radiation Biology, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center, Cologne, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-2371-0676NICHT SPEZIFIZIERT
Dias de Oliveira, SílviaImmunology and Microbiology Laboratory, The Pontifical Catholic University of Rio Grande do Sul, Porto Alegre, BrazilNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stodieck, LouisBioServe Space Technologies, University of Colorado Boulder, Boulder, CO, United StatesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Klaus, DavidDepartment of Aerospace Engineering Sciences, University of Colorado Boulder, Boulder, CO, United StatesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2017
Erschienen in:Frontiers in Microbiology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:8
DOI:10.3389/fmicb.2017.01598
Seitenbereich:Seite 1598
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Dunfield, PeterUniversity of Calgary, CanadaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Frontiers Media S.A.
ISSN:1664-302X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:microgravity, bacterial growth, cell size, cell envelope, vesicle, aggregation, bioastronautics
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Strahlenbiologie (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Strahlenbiologie
Hinterlegt von: Kopp, Kerstin
Hinterlegt am:25 Sep 2017 13:58
Letzte Änderung:01 Okt 2020 22:43

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