Rôle des topoisomérases de type IA dans la ségrégation des chromosomes chez Escherichia coli

Les topoisomérases I (topA) et III (topB) sont les deux topoisomérases (topos) de type IA d’Escherichia coli. La fonction principale de la topo I est la relaxation de l’excès de surenroulement négatif, tandis que peu d’information est disponible sur le rôle de la topo III. Les cellules pour lesquelles les deux topoisomérases de type IA sont manquantes souffrent d’une croissance difficile ainsi que de défauts de ségrégation sévères. Nous démontrons que ces problèmes sont majoritairement attribuables à des mutations dans la gyrase qui empêchent l’accumulation d’excès de surenroulement négatif chez les mutants sans topA. L’augmentation de l’activité de la gyrase réalisée par le remplacement de l’allèle gyrB(Ts) par le gène de type sauvage ou par l’exposition des souches gyrB(Ts) à une température permissive, permet la correction significative de la croissance et de la ségrégation des cellules topos de type IA. Nous démontrons également que les mutants topB sont hypersensibles à l’inhibition de la gyrase par la novobiocine. La réplication non-régulée en l’absence de topA et de rnhA (RNase HI) augmente la nécessité de l’activité de la topoisomérase III. De plus, en l’absence de topA et de rnhA, la surproduction de la topoisomérase III permet de réduire la dégradation importante d’ADN qui est observée en l’absence de recA (RecA). Nous proposons un rôle pour la topoisomérase III dans la ségrégation des chromosomes lorsque l’activité de la gyrase n’est pas optimale, par la réduction des collisions fourches de réplication s’observant particulièrement en l’absence de la topo I et de la RNase HI.

Évaluation de l'impact de l'utilisation de tylosine et de virginiamycine sur les profils de résistance aux antimicrobiens chez enterococcus SP. et Escherichia coli isolés de porcs

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Rôle de la topoisomérase I dans la stabilité du génome chez Escherichia coli

Les topoisomérases (topos) de type IA jouent un rôle primordial dans le maintien et l’organisation du génome. Cependant, les mécanismes par lesquels elles contrôlent cette stabilité génomique sont encore à approfondir. Chez E. coli, les deux principales topoisomérases de type IA sont la topo I (codée par le gène topA) et la topo III (codée par le gène topB). Il a déjà été montré que les cellules dépourvues des topos I et III formaient de très longs filaments dans lesquels les chromosomes ne sont pas bien séparés. Comme ces défauts de ségrégation des chromosomes sont corrigés par l’inactivation de la protéine RecA qui est responsable de la recombinaison homologue, il a été émis comme hypothèse que les topoisomérases de type IA avaient un rôle dans la résolution des intermédiaires de recombinaison afin de permettre la séparation des chromosomes. D’autre part, des études réalisées dans notre laboratoire démontrent que le rôle majeur de la topoisomérase I est d’empêcher la formation des R-loops durant la transcription, surtout au niveau des opérons rrn. Ces R-loops on été récemment identifiés comme des obstacles majeurs à l’avancement des fourches de réplication, ce qui peut provoquer une instabilité génomique. Nous avons des évidences génétiques montrant qu’il en serait de même chez nos mutants topA. Tout récemment, des études ont montré le rôle majeur de certaines hélicases dans le soutien aux fourches de réplication bloquées, mais aussi une aide afin de supprimer les R-loops. Chez E. coli, ces hélicases ont été identifiées et sont DinG, Rep et UvrD. Ces hélicases jouent un rôle dans la suppression de certains obstacles à la réplication. Le but de ce projet était de vérifier l’implication de ces hélicases chez le mutant topA en utilisant une approche génétique. Étonnamment, nos résultats montrent que la délétion de certains de ces gènes d’hélicases a pour effet de corriger plutôt que d’exacerber des phénotypes du mutants topA qui sont liés à la croissance et à la morphologie des nucléoides et des cellules. Ces résultats sont interprétés à la lumière de nouvelles fonctions attribuées aux topoisomérases de types IA dans la stabilité du génome.

Genetic studies on the role of type IA DNA topoisomerases in DNA metabolism and genome maintenance in Escherichia coli

Le surenroulement de l’ADN est important pour tous les processus cellulaires qui requièrent la séparation des brins de l’ADN. Il est régulé par l’activité enzymatique des topoisomérases. La gyrase (gyrA et gyrB) utilise l’ATP pour introduire des supertours négatifs dans l’ADN, alors que la topoisomérase I (topA) et la topoisomérase IV (parC et parE) les éliminent. Les cellules déficientes pour la topoisomérase I sont viables si elles ont des mutations compensatoires dans un des gènes codant pour une sous-unité de la gyrase. Ces mutations réduisent le niveau de surenroulement négatif du chromosome et permettent la croissance bactérienne. Une de ces mutations engendre la production d'une gyrase thermosensible. L’activité de surenroulement de la gyrase en absence de la topoisomérase I cause l’accumulation d’ADN hyper-surenroulé négativement à cause de la formation de R-loops. La surproduction de la RNase HI (rnhA), une enzyme qui dégrade l’ARN des R-loops, permet de prévenir l’accumulation d’un excès de surenroulement négatif. En absence de RNase HI, des R-loops sont aussi formés et peuvent être utilisés pour déclencher la réplication de l’ADN indépendamment du système normal oriC/DnaA, un phénomène connu sous le nom de « constitutive stable DNA replication » (cSDR). Pour mieux comprendre le lien entre la formation de R-loops et l’excès de surenroulement négatif, nous avons construit un mutant conditionnel topA rnhA gyrB(Ts) avec l’expression inductible de la RNase HI à partir d’un plasmide. Nous avons trouvé que l’ADN des cellules de ce mutant était excessivement relâché au lieu d'être hypersurenroulé négativement en conditions de pénurie de RNase HI. La relaxation de l’ADN a été montrée comme étant indépendante de l'activité de la topoisomérase IV. Les cellules du triple mutant topA rnhA gyrB(Ts) forment de très longs filaments remplis d’ADN, montrant ainsi un défaut de ségrégation des chromosomes. La surproduction de la topoisomérase III (topB), une enzyme qui peut effectuer la décaténation de l’ADN, a corrigé les problèmes de ségrégation sans toutefois restaurer le niveau de surenroulement de l’ADN. Nous avons constaté que des extraits protéiques du mutant topA rnhA gyrB(Ts) pouvaient inhiber l’activité de surenroulement négatif de la gyrase dans des extraits d’une souche sauvage, suggérant ainsi que la pénurie de RNase HI avait déclenché une réponse cellulaire d’inhibition de cette activité de la gyrase. De plus, des expériences in vivo et in vitro ont montré qu’en absence de RNase HI, l’activité ATP-dépendante de surenroulement négatif de la gyrase était inhibée, alors que l’activité ATP-indépendante de cette enzyme demeurait intacte. Des suppresseurs extragéniques du défaut de croissance du triple mutant topA rnhA gyrB(Ts) qui corrigent également les problèmes de surenroulement et de ségrégation des chromosomes ont pour la plupart été cartographiés dans des gènes impliqués dans la réplication de l’ADN, le métabolisme des R-loops, ou la formation de fimbriae. La deuxième partie de ce projet avait pour but de comprendre les rôles des topoisomérases de type IA (topoisomérase I et topoisomérase III) dans la ségrégation et la stabilité du génome de Escherichia coli. Pour étudier ces rôles, nous avons utilisé des approches de génétique combinées avec la cytométrie en flux, l’analyse de type Western blot et la microscopie. Nous avons constaté que le phénotype Par- et les défauts de ségrégation des chromosomes d’un mutant gyrB(Ts) avaient été corrigés en inactivant topA, mais uniquement en présence du gène topB. En outre, nous avons démontré que la surproduction de la topoisomérase III pouvait corriger le phénotype Par- du mutant gyrB(Ts) sans toutefois corriger les défauts de croissance de ce dernier. La surproduction de topoisomérase IV, enzyme responsable de la décaténation des chromosomes chez E. coli, ne pouvait pas remplacer la topoisomérase III. Nos résultats suggèrent que les topoisomérases de type IA jouent un rôle important dans la ségrégation des chromosomes lorsque la gyrase est inefficace. Pour étudier le rôle des topoisomérases de type IA dans la stabilité du génome, la troisième partie du projet, nous avons utilisé des approches génétiques combinées avec des tests de « spot » et la microscopie. Nous avons constaté que les cellules déficientes en topoisomérase I avaient des défauts de ségrégation de chromosomes et de croissance liés à un excès de surenroulement négatif, et que ces défauts pouvaient être corrigés en inactivant recQ, recA ou par la surproduction de la topoisomérase III. Le suppresseur extragénique oriC15::aph isolé dans la première partie du projet pouvait également corriger ces problèmes. Les cellules déficientes en topoisomérases de type IA formaient des très longs filaments remplis d’ADN d’apparence diffuse et réparti inégalement dans la cellule. Ces phénotypes pouvaient être partiellement corrigés par la surproduction de la RNase HI ou en inactivant recA, ou encore par des suppresseurs isolés dans la première partie du projet et impliques dans le cSDR (dnaT18::aph et rne59::aph). Donc, dans E. coli, les topoisomérases de type IA jouent un rôle dans la stabilité du génome en inhibant la réplication inappropriée à partir de oriC et de R-loops, et en empêchant les défauts de ségrégation liés à la recombinaison RecA-dépendante, par leur action avec RecQ. Les travaux rapportés ici révèlent que la réplication inappropriée et dérégulée est une source majeure de l’instabilité génomique. Empêcher la réplication inappropriée permet la ségrégation des chromosomes et le maintien d’un génome stable. La RNase HI et les topoisomérases de type IA jouent un rôle majeur dans la prévention de la réplication inappropriée. La RNase HI réalise cette tâche en modulant l’activité de surenroulement ATP-dependante de la gyrase, et en empêchant la réplication à partir des R-loops. Les topoisomérases de type IA assurent le maintien de la stabilité du génome en empêchant la réplication inappropriée à partir de oriC et des R-loops et en agissant avec RecQ pour résoudre des intermédiaires de recombinaison RecA-dépendants afin de permettre la ségrégation des chromosomes.

Interaction entre la RNase HI et la RNase E dans le métabolisme des R-loops et la dégradation des ARNms chez Escherichia coli.

Chez la bactérie Escherichia coli, la topoisomérase I et la gyrase représentent deux topoisomérases majeures qui participent à la régulation du surenroulement de l’ADN. Celles-ci sont codées respectivement par les gènes topA et par gyrA et gyrB. Chez les mutants topA, l’excès de surenroulement négatif qui est généré en amont de la polymérase ARN lors de la phase d’élongation de la transcription de l’ADN, entraine la formation de R-loops. Les R-loops sont des hybrides ARN-ADN qui in vivo sont formés lorsque l’ARN nouvellement transcrit forme un hybride avec le brin d’ADN matrice, le brin d’ADN complémentaire demeurant sous forme simple brin. La RNase HI est une endoribonucléase codée par le gène rnhA. Elle dégrade l’ARN de R-loops, entre autres, pour empêcher l’initiation de la réplication à des sites autres que l’origine normale, oriC. Chez les mutants rnhA, on observe une réplication indépendante de l’origine oriC. Ce type de réplication appelé cSDR, pourrait donc expliquer, du moins en partie, l’inhibition de la croissance de doubles mutants topA rnhA. A l’aide de la mutagenèse au transposon Tn5, il a été possible d’isoler des suppresseurs extragéniques qui permettaient la croissance des doubles mutants topA rnhA. Plusieurs de ces suppresseurs ont le transposon inséré dans le gène codant pour la RNase E, l’endoribonucléase principale impliquée dans la dégradation des ARNms chez E. coli. La majorité des insertions se retrouvent dans la partie C-terminale de la protéine qui est impliquée dans l’assemblage d’un complexe multiprotéique appelé l’ARN dégradosome. Les résultats obtenus démontrent que ces suppresseurs diminuent le cSDR ainsi que la réponse SOS induite constitutivement en l’absence de la RNase HI. Sachant que la RNase HI est une endoribonucléase tout comme la RNase E, une collaboration entre les deux enzymes suggère que la RNase E pourrait également jouer un rôle potentiel dans le contrôle de la formation des R-loops et bien évidemment de leur retrait au sein de la cellule. À l’opposé, il est possible que la RNase HI puisse avoir comme autre fonction la prise en charge de la maturation et de la dégradation des molécules d’ARNs.

La texture et la granulométrie de la moulée influencent les concentrations d’acide propionique et butyrique de même que la prévalence d’Escherichia coli dans le tractus gastro-intestinal du porc d’engraissement

Certaines stratégies alimentaires sont actuellement considérées pour remplacer l’usage des antimicrobiens dans les fermes porcines. Les objectifs de cette étude étaient d'évaluer l'effet de la granulométrie et de la texture des aliments sur les concentrations d'acides gras volatils intestinaux, la composition des populations pathogènes et commensales d’E. coli et sur les performances de croissance des porcs. Des porcs d'engraissement (n= 840) ont reçu l'une des six diètes suivantes: moulée texturée 500, 750 et 1250 µm et moulée cubée 500, 750 et 1250 µm. Le gain de poids a été mesuré à chaque changement de formulation de moulée. À l'abattoir, les contenus du caecum et du côlon de 165 porcs ont été échantillonnés pour le dénombrement des E. coli par PCR quantitatif (qPCR) et pour la quantification des AGV. Le gène yccT a été utilisé pour dénombrer les E. coli totaux. Une diminution du taux de conversion alimentaire a été associée avec la moulée cubée et/ou la moulée de 500 µm. Les concentrations d’acide propionique et butyrique, et ce tant au niveau du caecum que du côlon, étaient plus élevées chez les porcs recevant de la moulée texturée que chez ceux recevant de la moulée cubée. Du point de vue de la granulométrie, les concentrations caecales et du côlon d’acide butyrique étaient plus élevées chez les porcs alimentés avec de la moulée de 1250 µm que chez ceux recevant de la moulée de 500 µm. D'autre part, les niveaux intestinaux d’E. coli totaux étaient plus élevés pour les porcs nourris avec de la moulée cubée que pour ceux ayant reçu de la moulée texturée. Les résultats ont montré que la moulée texturée est associée à des performances de croissance plus faibles mais à des changements intestinaux favorables.

Survival of Escherichia coli in a tropical estuary

The survival of Escherichia coli in tropical estuarine water has been studied under controlled laboratory conditions using microcosms. The survival has been assessed in terms of various self purifying factors of the natural waters such as biological, chemical and physical factors. The biological factors considered included competition from other microorganisms, predation by protozoa and coliphages. The suitability of the chemical composition of estuarine water has been studied under chemical factors and negative impact of sunlight has been studied under physical factors. The results revealed that sunlight exerted maximum negative impact, followed by biotic factors contained in the estuarine water. However, the chemical composition of the estuarine water is found to be suitable for the growth and survival of E. coli. The injury exerted by each of the above factors was also evaluated by using a selective and non-selective medium in conjunction. It was found that sunlight resulted in 100% injury of the cells as the cells failed to develop in a selective medium. While, sunlight resulted in the extinction of 90% of the E. coli cells within the first two hours of exposure, biotic factors took nearly 24 hours to remove the same amount of population.

EfeUOB (YcdNOB) is a tripartite, acid-induced and CpxAR-regulated, low-pH Fe2+ transporter that is cryptic in Escherichia coli K-12 but functional in E-coli O157 : H7

Escherichia coli possesses iron transporters specific for either Fe2+ or Fe3+. Although Fe2+ is far more soluble than Fe3+, it rapidly oxidizes aerobically at pH >= 7. Thus, FeoAB, the major Fe2+ transporter of E. coli, operates anaerobically. However, Fe2+ remains stable aerobically under acidic conditions, although a low-pH Fe2+ importer has not been previously identified. Here we show that ycdNOB (efeUOB) specifies the first such transporter. efeUOB is repressed at high pH by CpxAR, and is Fe2+-Fur repressed. EfeU is homologous to the high-affinity iron permease, Ftr1p, of Saccharomyces cerevisiae and other fungi. EfeO is periplasmic with a cupredoxin N-terminal domain; EfeB is also periplasmic and is haem peroxidase-like. All three Efe proteins are required for Efe function. The efeU gene of E. coli K-12 is cryptic due to a frameshift mutation - repair of the single-base-pair deletion generates a functional EfeUOB system. In contrast, the efeUOB operon of the enterohaemorrhagic strain, O157:1147, lacks any frameshift and is functional. A 'wild-type' K-12 strain bearing a functional EfeUOB displays a major growth advantage under aerobic, low-pH, low-iron conditions when a competing metal is provided. Fe-55 transport assays confirm the ferrous iron specificity of EfeUOB.

Reversible phase variation in the phnE gene, which is required for phosphonate metabolism in Escherichia coli K-12

It is known that Escherichia coli K-12 is cryptic (Phn(-)) for utilization of methyl phosphonate (MePn) and that Phn(+) variants can be selected for growth on MePn as the sole P source. Variants arise from deletion via a possible slip strand mechanism of one of three direct 8-bp repeat sequences in phnE, which restores function to a component of a putative ABC type transporter. Here we show that Phn(+) variants are present at the surprisingly high frequency of >10(-2) in K-12 strains. Amplified-fragment length polymorphism analysis was used to monitor instability in phnE in various strains growing under different conditions. This revealed that, once selection for growth on MePn is removed, Phn(+) revertants reappear and accumulate at high levels through reinsertion of the 8-bp repeat element sequence. It appears that, in K-12, phnE contains a high-frequency reversible gene switch, producing phase variation which either allows ("on" form) or blocks ("off" form) MePn utilization. The switch can also block usage of other metabolizable alkyl phosphonates, including the naturally occurring 2-aminoethylphosphonate. All K-12 strains, obtained from collections, appear in the "off" form even when bearing mutations in mutS, mutD, or dnaQ which are known to enhance slip strand events between repetitive sequences. The ability to inactivate the phnE gene appears to be unique to K-12 strains since the B strain is naturally Phn(+) and lacks the inactivating 8-bp insertion in phnE, as do important pathogenic strains for which genome sequences are known and also strains isolated recently from environmental sources.

Characterization of an escherichia coli elaC deletion mutant

The elaC gene of Escherichia coli encodes a binuclear zinc phosphodiesterase (ZiPD). ZiPD homologs from various species act as 3' tRNA processing endoribonucleases, and although the homologous gene in Bacillus subtilis is essential for viability [EMBO J. 22 (2003) 4534], the physiological function of E. coli ZiPD has remained enigmatic. In order to investigate the function of E. coli ZiPD we generated and characterized an E. coli elaC deletion mutant. Surprisingly, the E. coli elaC deletion mutant was viable and had wild-type like growth properties. Micro array-based transcriptional analysis indicated expression of the E. coli elaC gene at basal levels during aerobic growth. The elaC gene deletion had no effect on the expression of genes coding for RNases or amino-acyl tRNA synthetases or any other gene among a total of > 1300 genes probed. 2D-PAGE analysis showed that the elaC mutation, likewise, had no effect on the proteome. These results strengthen doubts about the involvement of E. coli ZiPD in tRNA maturation and suggest functional diversity within the ZiPD/ElaCl protein family. In addition to these unexpected features of the E. coli elaC deletion mutant, a sequence comparison of ZiPD (ElaCl) proteins revealed specific regions for either enterobacterial or mammalian ZiPD (ElaCl) proteins. (C) 2004 Elsevier Inc. All rights reserved.

Modulation of anti-pathogenic activity in canine-derived Lactobacillus species by carbohydrate growth substrate

Aims: To investigate the effect of various carbon sources on the production of extracellular antagonistic compounds against two Escherichia coli strains and Salmonella enterica serotype Typhimurium by three canine-derived lactobacilli strains. Methods and Materials: Cell-free preparations, pH neutralized, were used in antibiotic disc experiments as an initial screening. The bacteria/carbohydrate combinations that showed inhibition of the growth of those pathogens, were further investigated in batch co-culture experiments. The cell-free supernatants of the cultures, that decreased the population number of the pathogens in the co-culture experiments to log CFU ml(-1) less than or equal to 4, were tested for inhibition of the pathogens in pure cultures at neutral and acidic pH. Conclusions: The results showed that the substrate seems to affect the production of antimicrobial compounds and this effect could not just be ascribed to the ability of the bacteria to grow in the various carbon sources. L. mucosae, L. acidophilus and L. reuteri, when grown in sugar mixtures consisting of alpha-glucosides (Degree of Polymerization (DP) 1-4) could produce antimicrobial compounds active against all three pathogens in vitro. This effect could not be attributed to a single ingredient of those sugar mixtures and was synergistic. This inhibition had a dose-response characteristic and was more active at acidic pH. Significance and Impact of the Study: Knowledge of the effect that the carbon source has on the production of antimicrobial compounds by gut-associated lactobacilli allows the rational design of prebiotic/probiotic combinations to combat gastrointestinal pathogens.

Influence of environmental stress on distributions of times to first division in Escherichia coli populations, as determined by digital-image analysis of individual cells

The distributions of times to first cell division were determined for populations of Escherichia coli stationary-phase cells inoculated onto agar media. This was accomplished by using automated analysis of digital images of individual cells growing on agar and calculation of the "box area ratio." Using approximately 300 cells per experiment, the mean time to first division and standard deviation for cells grown in liquid medium at 37 degrees C and inoculated on agar and incubated at 20 degrees C were determined as 3.0 h and 0.7 h, respectively. Distributions were observed to tail toward the higher values, but no definitive model distribution was identified. Both preinoculation stress by heating cultures at 50 degrees C and postinoculation stress by growth in the presence of higher concentrations of NaCl increased mean times to first division. Both stresses also resulted in an increase in the spread of the distributions that was proportional to the mean division time, the coefficient of variation being constant at approximately 0.2 in all cases. The "relative division time," which is the time to first division for individual cells expressed in terms of the cell size doubling time, was used as measure of the "work to be done" to prepare for cell division. Relative division times were greater for heat-stressed cells than for those growing under osmotic stress.

The influence of ribosome modulation factor on the survival of stationary-phase Escherichia coli during acid stress

Ribosome modulation factor (RMF) was shown to have an influence on the survival of Escherichia coli under acid stress during stationary phase, since the viability of cultures of a mutant strain lacking functional RMF decreased more rapidly than that of the parent strain at pH 3. Loss of ribosomes was observed in both strains when exposed to low pH, although this occurred at a higher rate in the RMF-deficient mutant strain, which also suffered from higher levels of rRNA degradation. It was concluded that the action of RMF in limiting the damage to rRNA contributed to the protection of E coli under acid stress. Expression of the rmf gene was lower during stationary phase after growth in acidified media compared to media containing no added acid, and the increased rmf expression associated with transition from exponential phase to stationary phase was much reduced in acidified media. It was demonstrated that RMF was not involved in the stationary-phase acid-tolerance response in E coli by which growth under acidic conditions confers protection against subsequent acid shock. This response was sufficient to overcome the increased vulnerability of the RMF-deficient mutant strain to acid stress at pH values between 6.5 and 5.5.

rRNA probes used to quantify the effects of glycomacropeptide and alpha-lactalbumin supplementation on the predominant groups of intestinal bacteria of infant rhesus monkeys challenged with enteropathogenic Escherichia coli

Objectives: Certain milk factors may help to promote the growth of a host-friendly colonic microflora (e.g. bifidobacteria, lactobacilli) and explain why breast-fed infants experience fewer and milder intestinal infections than those who are formula-fed. The effects of supplementation of formula with two such milk factors was investigated in this study. Materials and Methods: Infant rhesus macaques were breastfed, fed control formula, or formula supplemented with glycomacropeptide (GMP) or alpha-lactalburnin (alpha-LA) from birth to 5 months of age. Blood was drawn monthly and rectal swabs were collected weekly. At 4.5 months of age, 10(8) colonyforming units of enteropathogenic E.coli O127, strain 2349/68 (EPEC) was given orally and the response to infection assessed. The bacteriology of rectal swabs pre- and post-infection was determined by culture independent fluorescence in situ hybridization. Results: Post-challenge, breast-fed infants and infants fed alpha-LA-supplemented formula had no diarrhea, whilst those infants fed GMP-supplemented formula had intermittent diarrhea. In infants fed control formula the diarrhea was acute. Conclusions: Supplementation of infant formula with appropriate milk proteins may be useful for improving the infant's ability to resist acute infection caused by E.coli.

A two-stage continuous culture system to study the effect of supplemental alpha-lactalbumin and glycomacropeptide on mixed cultures of human gut bacteria challenged with enteropathogenic Escherichia coli and Salmonella serotype Typhimurium

Aims: Certain milk factors may promote the growth of a gastrointestinal microflora predominated by bifidobacteria and may aid in overcoming enteric infections. This may explain why breast-fed infants experience fewer intestinal infections than their formula-fed counterparts. The effect of formula supplementation with two such factors was investigated in this study. Methods and Results: Infant faecal specimens were used to ferment formulae supplemented with glycomacropeptide (GMP) and alpha-lactalbumin (alpha-la) in a two-stage compound continuous culture model. At steady state, all fermenter vessels were inoculated with 5 ml of 0.1 M phosphate-buffered saline (pH 7.2) containing 10(8) CFU ml(-1) of either enteropathogenic Escherichia coli 2348/69 (O127:H6) or Salmonella serotype Typhimurium (DSMZ 5569). Bacteriology was determined by independent fluorescence in situ hybridization. Vessels that contained breast milk (BM), as well as alpha-la and GMP supplemented formula had stable total counts of bifidobacteria while lactobacilli increased significantly only in vessels with breast milk. Bacteroides, clostridia and E. coli decreased significantly in all three groups prior to pathogen addition. Escherichia coli counts decreased in vessels containing BM and alpha-la while Salmonella decreased significantly in all vessels containing BM, alpha-la and GMP. Acetate was the predominant acid. Significance and Impact of the Study: Supplementation of infant formulae with appropriate milk proteins may be useful in mimicking the beneficial bacteriological effects of breast milk.