Nutrient limitation determines the fitness of cheaters in bacterial siderophore cooperation
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Notice bibliographique
Résumé
Cooperative behaviors provide a collective benefit, but are considered costly for the individual. Here, we report that these costs vary dramatically in different contexts and have opposing effects on the selection for non-cooperating cheaters. We investigate a prominent example of bacterial cooperation, the secretion of the peptide siderophore pyoverdine by Pseudomonas aeruginosa, under different nutrient-limiting conditions. Using metabolic modeling, we show that pyoverdine incurs a fitness cost only when its building blocks carbon or nitrogen are growth-limiting and are diverted from cellular biomass production. We confirm this result experimentally with a continuous-culture approach. We show that pyoverdine non-producers (cheaters) enjoy a large fitness advantage in co-culture with producers (cooperators) and spread to high frequency when limited by carbon, but not when limited by phosphorus. The principle of nutrient-dependent fitness costs has implications for the stability of cooperation in pathogenic and non-pathogenic environments, in biotechnological applications, and beyond the microbial realm.Cooperative behaviour among individuals provides a collective benefit, but is considered costly. Using Pseudomonas aeruginosa as a model system, the authors show that secretion of the siderophore pyoverdine only incurs a fitness cost and favours cheating when its building blocks carbon or nitrogen are growth-limiting.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle