Balancing positive and negative selection: <i>in vivo</i> evolution of <i>Candida lusitaniae MRR1</i>
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The evolution of pathogens in response to selective pressures present during chronic infections can influence persistence, virulence, and the outcomes of antimicrobial therapy. Because subpopulations within an infection can be spatially separated and the host environment can fluctuate, an appreciation of the pathways under selection may be most easily revealed through the analysis of numerous isolates from single infections. Here, we continued our analysis of a set of clonally-derived Clavispora (Candida) lusitaniae isolates from a single chronic lung infection with a striking enrichment in the number of alleles of MRR1 . Genetic and genomic analyses found evidence for repeated acquisition of gain-of-function mutations that conferred constitutive Mrr1 activity. In the same population, there were multiple alleles with both gain-of-function mutations and secondary suppressor mutations that either attenuated or abolished the constitutive activity suggesting the presence of counteracting selective pressures. Our studies demonstrated tradeoffs between high Mrr1 activity, which confers resistance to the antifungal fluconazole, host factors, and bacterial products through its regulation of MDR1 , and resistance to hydrogen peroxide, a reactive oxygen species produced in the neutrophilic environment associated with this infection. This inverse correlation between high Mrr1 activity and hydrogen peroxide resistance was observed in multiple Candida species and in serial analysis of populations from this individual collected over three years. These data lead us to propose that dynamic or variable selective pressures can be reflected in population genomics and that these dynamics can complicate the drug resistance profile of the population. Importance Understanding microbial evolution within patients is critical for managing chronic infections and understanding host-pathogen interactions. Here, our analysis of multiple MRR1 alleles in isolates from a single Clavispora (Candida) lusitaniae infection revealed the selection for both high and low Mrr1 activity. Our studies reveal tradeoffs between high Mrr1 activity, which confers resistance to the commonly used antifungal fluconazole, host antimicrobial peptides and bacterial products, and resistance to hydrogen peroxide. This work suggests that spatial or temporal differences within chronic infections can support a large amount of dynamic and parallel evolution, and that Mrr1 activity is under both positive and negative selective pressure to balance different traits that are important for microbial survival.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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 | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 découleClassification
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 ».