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Paper of the Month

  

Die DGHM würdigt jeden Monat DGHM-Mitglieder, die als Erst- oder LetztautorIn an einer herausragenden Publikation, die in den vorangegangenen 3 Monaten hochrangig publiziert wurde, beteiligt waren. Die Forschungsergebnisse können so einer größeren Öffentlichkeit vorgestellt werden.

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Aktuelles Paper of the Month

Oxidative stress drives the selection of quorum sensing mutants in the Staphylococcus aureus population

Shilpa Elizabeth George, Jennifer Hrubesch, Inga Breuing, Naisa Vetter, Natalya Korn, Katja Hennemann, Lisa Bleul, Matthias Willmann, Patrick Ebner, Friedrich Götz, and Christiane Wolz

PNAS, 2019, 116, 19145–19154
Link zur Veröffentlichung: www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31488708

Orginal Abstract:
Quorum sensing (QS) is the central mechanism by which social interactions within the bacterial community control bacterial behavior. QS-negative cells benefit by exploiting public goods produced by the QS-proficient population. Mechanisms to keep the balance between producers and nonproducers within the population are expected but have not been elucidated for peptide-based QS systems in gram-positive pathogens. The Agr system of Staphylococcus aureus comprises the secretion and sensing of an autoinducing peptide to activate its own expression via the response regulator AgrA as well as the expression of a regulatory RNAIII and psmα/ psmß coding for phenol-soluble modulins (PSMs). Agr mutants can be monitored on blood agar due to their nonhemolytic phenotype. In vitro evolution and competition experiments show that they readily accumulate in a process that is accelerated by ciprofloxacin, while the wild type (WT) is retained in the population at low numbers. However, agr mutants possess a fitness advantage only under aerobic conditions. Under hypoxia, Agr activity is increased but without the expected fitness cost. The Agr-imposed oxygen-dependent fitness cost is not due to a metabolic burden but due to the reactive oxygen species (ROS)-inducing capacity of the PSMs and RNAIII-regulated factors. Thus, selection of mutants is dictated by the QS system itself. Under aerobic conditions, emergence of agr-negative mutants may provide the population with a fitness advantage while hypoxia favors QS maintenance and even affords increased toxin production. The oxygen-driven tuning of the Agr system might be of importance to provide the pathogen with capabilities crucial for disease progression.

Erstautorin: Shilpa George

Kommentar:
Das Quorum sensing (QS) System Agr von Stapyhlococcus aureus koordiniert die Expression vieler sekretierter Virulenzfaktoren. Paradoxerweise werden Agr-defekte Mutanten häufig während der Infektionen selektioniert. Hier wurde die Selektion und Fitness von agr Mutanten unter infektionsrelevanten Bedingungen wie Antibiotika-Stress und Hypoxie untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass unter aeroben Bedingungen die Synthese der Agr kontrollierten Toxine (Phenol soluble modulins, PSMs) zur Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies und zum Fitness-Nachteil der Wildtyp-Bakterien führt. Dies begünstigt die schnelle Selektion von agr Mutanten. Im Gegensatz dazu, sind PSMs unter hypoxischen Bedingungen weniger selbst-toxisch und das Agr System stellt kein Fitnessnachteil dar. Unter diesen Bedingungen wird das Agr System nicht nur stabilisiert, sondern auch hyperaktiviert. Dies ist wahrscheinlich für das Überleben der Bakterien innerhalb eines Abszesses relevant, da hier die Agr regulierten Toxine für die Auseinandersetzung mit den Immunzellen wesentlich sind. Die sich ändernde Sauerstoffversorgung während der Infektion kann also nicht nur das Virulenzpotential, sondern auch den Verlauf der Evolution der S. aureus Gemeinschaft bestimmen.

Kontakt:
Shilpa George
IMIT
Elfriede-Aulhorn-Str. 6
72076 Tübingen
Shilpa.George@med.uni-tuebingen.de

Christiane Wolz
IMIT
Elfriede-Aulhorn-Str. 6
72076 Tübingen
Christiane.wolz@uni-tuebingen.de

Autoreninformationen:
Interfaculty Institute of Microbiology and Infection Medicine, University of Tübingen, Tübingen

 

September 2019: Concomitant Infection of S. mansoni and H. pylori Promotes Promiscuity of Antigen-Experienced Cells and Primes the Liver for a Lower Fibrotic Response
Bhattacharjee S, Mejías-Luque R, Loffredo-Verde E, Toska A, Flossdorf M, Gerhard M, Prazeres da Costa C.
Cell Rep. 2019 Jul 2;28(1):231-244.e5.
Link zum vollständigen Artikel: www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31269443

August 2019: MpsAB is important for Staphylococcus aureus virulence and growth under atmospheric CO2 levels
Sook-Ha Fan, Patrick Ebner, Sebastian Reichert, Tobias Hertlein, Susanne Zabel, Aditya Kumar Lankapalli, Kay Nieselt, Knut Ohlsen, Friedrich Götz
Nature Communication  2019 Aug 9;10(1):3627. doi: 10.1038/s41467-019-11547-5.
Link zum vollständigen Artikel: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31399577

Juli 2019: Gut Dysbiosis With Bacilli Dominance and Accumulation of Fermentation Products Precedes Late-onset Sepsis in Preterm Infants
Graspeuntner S, Waschina S, Künzel S, Twisselmann N, Rausch TK, Cloppenborg-Schmidt K, Zimmermann J, Viemann D, Herting E, Göpel W, Baines JF, Kaleta C, Rupp J, Härtel C, Pagel.
Link zum vollständigen Artikel: www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30329017
Clinical Infectious Diseases, Volume 69, Issue 2, 15 July 2019, Pages 268–277

Juni 2019: Mucispirillum schaedleri Antagonizes Salmonella Virulence to Protect Mice against Colitis
Herp S#, Brugiroux S#, Garzetti D, Ring D, Jochum LM, Beutler M, Eberl C, Hussain S, Walter S, Gerlach RG, Ruscheweyh HJ, Huson D, Sellin ME, Slack E, Hanson B, Loy A, Baines JF, Rausch P, Basic M, Bleich A, Berry D, Stecher B.   #geteilte Autorenschaft.
Link zum vollständigen Artikel: www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31006637
Cell Host & Microbe, 2019, Volume (25), Issue 5: 681-694.e8

Mai 2019: A non‐death function of the mitochondrial apoptosis apparatus in immunity
Brokatzky D, Dörflinger B, Haimovici A, Weber A, Kirschnek S, Vier J, Metz A, Henschel J, Steinfeldt T, Gentle IE, Häcker G. Link zum vollständigen Artikel: www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=30979778
The EMBO Journal; Volume 38, Issue 10

April 2019: Limitation of TCA Cycle Intermediates Represents an Oxygen-Independent Nutritional Antibacterial Effector Mechanism of Macrophages
Hayek I, Fischer F, Schulze-Luehrmann J, Dettmer K, Sobotta K, Schatz V, Kohl L, Boden K, Lang R, Oefner PJ, Wirtz S, Jantsch J, Lührmann A.
Cell Reports, 2019, 26, 3502-3510. Link zum vollständigen Artikel: www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30917307

März 2019: Chronic Chlamydia infection in human organoids increases stemness and promotes age-dependent CpG methylation
Kessler M, Hoffmann K, Fritsche K, Brinkmann V, Mollenkopf HJ, Thieck O, Teixeira da Costa AR, Braicu EI, Sehouli J, Mangler M, Berger H, Meyer TF.
Nature Communications, 2019, 10(1):1194; Link zum vollständigen Artikel: www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?te

Februar 2019: Evolution of fluconazole-resistant Candida albicans strains by drug-induced mating competence and parasexual recombination
Christina Popp, Bernardo Ramírez-Zavala, Sonja Schwanfelder, Ines Krüger, Joachim Morschhäuser
mBio, 2019, 10:e02740-18;  Link zum vollständigen Artikel: www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=30723130

Januar 2019: Potential Role for Urine Polymerase Chain Reaction in the Diagnosis of Whipple’s Disease
Moter A*#1,2, Janneck M#3, Wolters M#4, Iking-Konert C3, Wiessner A1,2, Loddenkemper C5, Hartleben B6, Lütgehetmann M4, Schmidt J1,2, Langbehn U6, Janssen S7, Geelhaar-Karsch A7, Schneider T7, Moos V#7, Rohde H#4, Kikhney J#1,2, Wiech T#6.
#geteilte Autorenschaft, *Corrsponding author
Clinical Infectious Diseases, 2018, Oct 22
Link zum vollständigen Artikel: www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=30351371

Dezember 2018: The importance of adjusting for enterococcus species when assessing the burden of vancomycin resistance: a cohort study including over 1000 cases of enterococcal bloodstream infections.
Kramer TS, Remschmidt C, Werner S, Behnke M, Schwab F, Werner G, Gastmeier P, Leistner R
Antimicrobial Resistance & Infection Control 2018; 7:133
Link zum vollständigen Artikel: www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=30459945

November 2018: The fungal peptide toxin Candidalysin activates the NLRP3 inflammasome and causes cytolysis in mononuclear phagocytes
Kasper L#, König A#, Koenig PA#, Gresnigt MS, Westman J, Drummond RA, Lionakis MS, Groß O, Ruland J, Naglik JR, Hube B*
#geteilte Erstautorenschaft, *Corrsponding author
Nature Communication 2018 9(1), 4260
Link zum vollständigen Artikel: www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=PMC6189146

Oktober 2018: The olfactory epithelium as a port of entry in neonatal neurolisteriosis
Dennis Pägelow, Chintan Chhatbar, Andreas Beineke, Xiaokun Liu, Andreas Nerlich, Kira van Vorst, Manfred Rohde, Ulrich Kalinke, Reinhold Förster, Stephan Halle, Peter Valentin-Weigand, Mathias W. Hornef & Marcus Fulde
Nature Communications, 2018, Oct 15;9(1):4269. doi: 10.1038/s41467-018-06668-2.
Link zum vollständigen Artikel: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30323282

September 2018: Azole-induced cell wall carbohydrate patches kill Aspergillus fumigatus, Bernadette Geißel, Veronika Loiko, Isabel Klugherz, Zhaojun Zhu, Nikola Wagener, Oliver Kurzai, Cees A. M., J. J. van den Hondel & Johannes Wagener
Nature Communications, 2018, volume 9, Article number: 3098 (2018)
Vollständiger Artikel: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6078979/

August 2018: Neonatal selection by Toll-like receptor 5 influences long-term gut microbiota composition, Marcus Fulde, Felix Sommer, Benoit Chassaing, Kira van Vorst, Aline Dupont, Michael Hensel, Marijana Basic, Robert Klopfleisch, Philip Rosenstiel, André Bleich, Fredrik Bäckhed, Andrew T. Gewirtz & Mathias W. Hornef
Nature. 2018 Aug 8. doi: 10.1038/s41586-018-0395-5.
Vollständiger Artikel: https://www.nature.com/articles/s41586-018-0395-5

Juli 2018: Candida albicans-induced epithelial damage mediates translocation through intestinal barriers, Stefanie Allert & Toni M. Förster…….. and Bernhard Hube
MBio. 2018 Jun 5;9(3). pii: e00915-18. doi: 10.1128/mBio.00915-18.
Vollständiger Artikel: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=29871918externer Link

Juni 2018: Chlamydia trachomatis paralyzes neutrophils to evade the host innate immune response, Karthika Rajeeve …….and Thomas Rudel
Nat Microbiol. 2018 Jul;3(7):824-835. doi: 10.1038/s41564-018-0182-y. Epub 2018 Jun 25.
Vollständiger Artikel: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=29946164externer Link

Mai 2018: Combined Human Genome-wide RNAi and Metabolite Analyses Identify IMPDH as a Host-Directed Target against Chlamydia Infection, Marion Rother,…..and  Thomas Meyer
Cell Host Microbe. 2018 May 9;23(5):661-671.e8. doi: 10.1016/j.chom.2018.04.002. Epub 2018 Apr 26. Vollständiger Artikel: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=29706504externer Link

April 2018: Minimal SPI1-T3SS effector requirement for Salmonella enterocyte invasion and intracellular proliferation in vivo, Zhang K, …….and  Hornef M*.
PloS Pathogens, 2018, 14(3), e1006925
Vollständiger Artikel: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29522566

März 2018: CRISPR RNA-Dependent Binding and Cleavage of Endogenous RNAs by the Campylobacter jejuni Cas9, Dugar G, ….and Sharma CM
Molecular Cell, 2018, 69(5):893-905
Vollständiger Artikel: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29499139externer Link

Februar 2018: Plasmid-Encoded Transferable mecB-Mediated Methicillin Resistance in Staphylococcus aureus, Becker K, …and Peters G
Emerg Infect Dis 2018 Feb;24(2):242-248. doi: 10.3201/eid2402.171074.
Vollständiger Artikel: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29350135externer Link

Januar 2018: Lipid moieties on lipoproteins of commensal and non-commensal staphylococci induce differential immune responses, Minh-Thu Nguyen…and Friedrich Götz
t Commun. 2017 Dec 21;8(1):2246. doi: 10.1038/s41467-017-02234-4.
Vollständiger Artikel: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29269769externer Link