The Colibactin Genotoxin Generates DNA Interstrand Cross-Links in Infected Cells
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Colibactins are hybrid polyketide-nonribosomal peptides produced by Escherichia coli , Klebsiella pneumoniae , and other Enterobacteriaceae harboring the pks genomic island. These genotoxic metabolites are produced by pks -encoded peptide-polyketide synthases as inactive prodrugs called precolibactins, which are then converted to colibactins by deacylation for DNA-damaging effects. Colibactins are bona fide virulence factors and are suspected of promoting colorectal carcinogenesis when produced by intestinal E. coli . Natural active colibactins have not been isolated, and how they induce DNA damage in the eukaryotic host cell is poorly characterized. Here, we show that DNA strands are cross-linked covalently when exposed to enterobacteria producing colibactins. DNA cross-linking is abrogated in a clbP mutant unable to deacetylate precolibactins or by adding the colibactin self-resistance protein ClbS, confirming the involvement of the mature forms of colibactins. A similar DNA-damaging mechanism is observed in cellulo , where interstrand cross-links are detected in the genomic DNA of cultured human cells exposed to colibactin-producing bacteria. The intoxicated cells exhibit replication stress, activation of ataxia-telangiectasia and Rad3-related kinase (ATR), and recruitment of the DNA cross-link repair Fanconi anemia protein D2 (FANCD2) protein. In contrast, inhibition of ATR or knockdown of FANCD2 reduces the survival of cells exposed to colibactin-producing bacteria. These findings demonstrate that DNA interstrand cross-linking is the critical mechanism of colibactin-induced DNA damage in infected cells. IMPORTANCE Colorectal cancer is the third-most-common cause of cancer death. In addition to known risk factors such as high-fat diets and alcohol consumption, genotoxic intestinal Escherichia coli bacteria producing colibactin are proposed to play a role in colon cancer development. Here, by using transient infections with genotoxic E. coli , we showed that colibactins directly generate DNA cross-links in cellulo . Such lesions are converted into double-strand breaks during the repair response. DNA cross-links, akin to those induced by metabolites of alcohol and high-fat diets and by widely used anticancer drugs, are both severely mutagenic and profoundly cytotoxic lesions. This finding of a direct induction of DNA cross-links by a bacterium should facilitate delineating the role of E. coli in colon cancer and engineering new anticancer agents.
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
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machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».