Growth cycles of filamentous Escherichia coli: II. Induced filaments

Abstract

The effect of inhibition of cell division by gentian violet and thymine deficiency on the course of division of two E. coli strains, growing in batch cultures, was studied. These factors inhibited division and induced filament formation only in the pre-log phase and the exponential phase of growth. In the late logarithmic phase, the division was spontaneously derepressed even in the presence of inhibitor or thymine deficiency, and the filaments broke up into rods. Division of the filaments in the early log phase can be induced in the presence of the dye or thymine deficiency by transfering the filaments to media without any added carbon- or nitrogen source. In the thy − mutant, filament formation was suppressed during growth in a synthetic minimal medium with a low thymine concentration. Derepression of cell division under growth-limiting conditions is not caused by adaptation, selection of mutants or impermeability for the dye. The hypothesis is expressed that inhibition of the cell division, which can be reversed by growth-limiting conditions, acts indirectly on the division mechanism by way of unbalanced macromolecular synthesis. Die Einwirkung von Gentianaviolett und Thyminmangel auf die Hemmung der Zellteilung und den Verlauf derselben von Escherichia coli in Batch-Kulturen wurde studiert. Diese Faktoren hemmen die Zellteilung und induzieren Fadenbildung nur in der pre-logarithmischen und logarithmischen Phase des Wachstums; in der späten logarithmischen Phase wurde die Zellteilung spontan reaktiviert auch unter den Bedingungen eines Thyminmangels oder bei Anwesenheit eines Inhibitors. Die Filamente fragmentieren unter Bildung von Kurzstäbchen. Durch Übertragung der fadenförmigen Zellen aus der frühen logarithmischen Phase in ein Stickstoff- oder Kohlenstoff-freies Minimalmedium konnte Filamentteilung bei Anwesenheit eines Inhibitors oder bei Thyminmangel induziert werden. Die Neuerwerbung der Teilungsfähigkeit in der späten logarithmischen Phase wurde nicht durch Adaptation, Selektion von Mutanten oder Impermeabilität für Gentianaviolett verursacht.