Fungal-bacterial interaction selects for quorum sensing mutants with increased production of natural antifungal compounds

Autores
Albarracín Orio, Andrea Georgina; Petras, Daniel; Tobares, Romina Alín; Aksenov, Alexander; Wang, Mingxun; Juncosa, Florencia; Sayago, Pamela María del Luján; Moyano, Alejandro Jose; Dorrestein, Pieter; Smania, Andrea
Año de publicación
2020
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Soil microorganisms coexist and interact showing antagonistic or mutualistic behaviors. Here we show that an environmental strain of Bacillus subtilis undergoes heritable phenotypic variation upon interaction with the soil fungal pathogen Setophoma terrestris (ST). Metabolomics analysis revealed differential profiles in B. subtilis before (pre-ST) and after (post-ST) interacting with the fungus, which paradoxically involved the absence of lipopeptides surfactin and plipastatin and yet acquisition of antifungal activity in post-ST variants. The profile of volatile compounds showed that 2-heptanone and 2-octanone were the most discriminating metabolites present at higher concentrations in post-ST during the interaction process. Both ketones showed strong antifungal activity, which was lost with the addition of exogenous surfactin. Whole-genome analyses indicate that mutations in ComQPXA quorum-sensing system, constituted the genetic bases of post-ST conversion, which rewired B. subtilis metabolism towards the depletion of surfactins and the production of antifungal compounds during its antagonistic interaction with S. terrestris.
Fil: Albarracín Orio, Andrea Georgina. Universidad Católica de Córdoba. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales y Sustentabilidad José Sanchez Labrador S. J. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales y Sustentabilidad José Sanchez Labrador S. J.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Biológica; Argentina
Fil: Petras, Daniel. University of California at San Diego. Skaggs School of Pharmacy & Pharmaceutical Sciences. Collaborative Mass Spectrometry Innovation Center; Estados Unidos. University of California at San Diego. Scripps Institution of Oceanography; Estados Unidos
Fil: Tobares, Romina Alín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Biológica; Argentina
Fil: Aksenov, Alexander. University of California at San Diego. Skaggs School of Pharmacy & Pharmaceutical Sciences. Collaborative Mass Spectrometry Innovation Center; Estados Unidos. University of California at San Diego. Scripps Institution of Oceanography; Estados Unidos
Fil: Wang, Mingxun. University of California at San Diego. Skaggs School of Pharmacy & Pharmaceutical Sciences. Collaborative Mass Spectrometry Innovation Center; Estados Unidos
Fil: Juncosa, Florencia. Universidad Católica de Córdoba. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales y Sustentabilidad José Sanchez Labrador S. J. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales y Sustentabilidad José Sanchez Labrador S. J.; Argentina
Fil: Sayago, Pamela María del Luján. Universidad Católica de Córdoba. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales y Sustentabilidad José Sanchez Labrador S. J. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales y Sustentabilidad José Sanchez Labrador S. J.; Argentina
Fil: Moyano, Alejandro Jose. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Biológica; Argentina
Fil: Dorrestein, Pieter. University of California at San Diego. Skaggs School of Pharmacy & Pharmaceutical Sciences. Collaborative Mass Spectrometry Innovation Center; Estados Unidos
Fil: Smania, Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Biológica; Argentina
Materia
BACILLUS SUBTILIS
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METABOLOMICS
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Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Institución
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Metabolomics analysis revealed differential profiles in B. subtilis before (pre-ST) and after (post-ST) interacting with the fungus, which paradoxically involved the absence of lipopeptides surfactin and plipastatin and yet acquisition of antifungal activity in post-ST variants. The profile of volatile compounds showed that 2-heptanone and 2-octanone were the most discriminating metabolites present at higher concentrations in post-ST during the interaction process. Both ketones showed strong antifungal activity, which was lost with the addition of exogenous surfactin. Whole-genome analyses indicate that mutations in ComQPXA quorum-sensing system, constituted the genetic bases of post-ST conversion, which rewired B. subtilis metabolism towards the depletion of surfactins and the production of antifungal compounds during its antagonistic interaction with S. terrestris.Fil: Albarracín Orio, Andrea Georgina. Universidad Católica de Córdoba. 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Scripps Institution of Oceanography; Estados UnidosFil: Tobares, Romina Alín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Aksenov, Alexander. University of California at San Diego. Skaggs School of Pharmacy & Pharmaceutical Sciences. Collaborative Mass Spectrometry Innovation Center; Estados Unidos. University of California at San Diego. Scripps Institution of Oceanography; Estados UnidosFil: Wang, Mingxun. University of California at San Diego. Skaggs School of Pharmacy & Pharmaceutical Sciences. Collaborative Mass Spectrometry Innovation Center; Estados UnidosFil: Juncosa, Florencia. Universidad Católica de Córdoba. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales y Sustentabilidad José Sanchez Labrador S. J. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales y Sustentabilidad José Sanchez Labrador S. J.; ArgentinaFil: Sayago, Pamela María del Luján. Universidad Católica de Córdoba. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales y Sustentabilidad José Sanchez Labrador S. J. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales y Sustentabilidad José Sanchez Labrador S. J.; ArgentinaFil: Moyano, Alejandro Jose. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Dorrestein, Pieter. University of California at San Diego. Skaggs School of Pharmacy & Pharmaceutical Sciences. Collaborative Mass Spectrometry Innovation Center; Estados UnidosFil: Smania, Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. 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