Lactobacillus Persisters Formation and Resuscitation

Kim Hyein; Oh Sejong; Song Sooyeon

doi:10.4014/jmb.2312.12035

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저자정보: Kim Hyein (Department of Animal Science, Jeonbuk National University, Jeonju 54896, Republic of Korea) Oh Sejong (Division of Animal Science, Chonnam National University, Gwang-Ju 61186, Republic of Korea) Song Sooyeon (Department of Animal Science, Jeonbuk National University, Jeonju 54896, Republic of KoreaDepartment of Agricultural Convergence Technology, Jeonbuk National University, Jeonju 54896, Republ)

저널정보: 한국미생물생명공학회 Journal of Microbiology and Biotechnology Journal of Microbiology and Biotechnology Vol.34 No.4

발행연도: 2024.4

수록면: 854 - 862 (9page)

DOI: 10.4014/jmb.2312.12035

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Lactobacillus is a commonly used probiotic, and many researchers have focused on its stress response to improve its functionality and survival. However, studies on persister cells, dormant cells that aid bacteria in surviving general stress, have focused on pathogenic bacteria that cause infection, not Lactobacillus. Thus, understanding Lactobacillus persister cells will provide essential clues for understanding how Lactobacillus survives and maintains its function under various environmental conditions. We treated Lactobacillus strains with various antibiotics to determine the conditions required for persister formation using kill curves and transmission electron microscopy. In addition, we observed the resuscitation patterns of persister cells using single-cell analysis. Our results show that Lactobacillus creates a small population of persister cells (0.0001–1% of the bacterial population) in response to beta-lactam antibiotics such as ampicillin and amoxicillin. Moreover, only around 0.5– 1% of persister cells are heterogeneously resuscitated by adding fresh media; the characteristics are typical of persister cells. This study provides a method for forming and verifying the persistence of Lactobacillus and demonstrates that antibiotic-induced Lactobacillus persister cells show characteristics of dormancy, sensitivity of antibiotics, same as exponential cells, multi-drug tolerance, and resuscitation, which are characteristics of general persister cells. This study suggests that the mechanisms of formation and resuscitation may vary depending on the characteristics, such as the membrane structure of the bacterial species.

#Lactobacillus #persistence #persister resuscitation

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