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Enregistrement W3175380606 · doi:10.1101/2021.06.29.450315

Heme-dependent siderophore utilization promotes iron-restricted growth of the <i>Staphylococcus aureus hemB</i> small colony variant

2021· preprint· en· W3175380606 sur OpenAlexaff
Izabela Z. Batko, Ronald S. Flannagan, Verónica Guariglia-Oropeza, Jessica R. Sheldon, David E. Heinrichs

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2021
Typepreprint
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueAntimicrobial Resistance in Staphylococcus
Établissements canadiensWestern University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésSiderophoreStaphylococcus aureusMutantHeminMicrobiologyBacteriaHemeBiologyIn vivoIntracellularAuxotrophyBiochemistryEnzymeGeneGenetics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract The ability to acquire iron is essential for Staphylococcus aureus to cause infection. Respiration deficient S. aureus small colony variants (SCVs) frequently cause persistent infections, which necessitates they too acquire iron. How SCVs obtain iron remains unknown and so here we addressed this outstanding question by creating a stable hemB mutant in S. aureus USA300 strain LAC. The mutant, auxotrophic for hemin, was assessed for its ability to grow under iron- restriction and with various iron sources. The hemB SCV utilizes exogenously supplied heme but was attenuated for growth under conditions of iron starvation. RNA-seq analyses showed that both WT S. aureus and the hemB mutant sense and respond to iron starvation, however, growth assays show that the hemB mutant is defective for siderophore-mediated iron acquisition. Indeed, the hemB SCV demonstrates limited utilization of endogenous staphyloferrin B or exogenously provided staphyloferrin A, Desferal, and epinephrine, which enabled the SCV to sustain only minimal growth in iron deplete media. Direct measurement of intracellular ATP in hemB and WT S. aureus revealed that both strains can generate comparable levels of ATP during exponential growth suggesting defects in ATP production cannot account for the inability to efficiently utilize siderophores. Defective siderophore utilization by hemB bacteria was also evident in vivo . Indeed, the administration of Desferal failed to promote hemB bacterial growth in vivo , in contrast to WT, in every organ analyzed except for the murine kidney where growth was enhanced. In support of the hypothesis that S. aureus accesses heme in kidney abscesses, in vitro analyses revealed that increased heme availability enables hemB bacteria to utilize siderophores for growth when iron availability is restricted. Taken together, our data support the conclusion that heme is not only used as an iron source itself, but as a nutrient that promotes utilization of siderophore-iron complexes. Author summary S. aureus small colony variants (SCVs) represent a difficult to treat subpopulation of bacteria that are associated with chronic recurrent infection and worsened clinical outcome. Indeed, SCVs persist within the host despite appropriate administration of antibiotics. This study yields insight into the mechanisms by which S. aureus SCVs acquire iron which, during infection of a host, is a difficult-to-acquire metal nutrient. Under heme limited conditions, hemB S. aureus is severely impaired for siderophore-dependent growth and, in agreement, murine infection indicates that hemin-deficient SCVs meet their nutritional requirement for iron through utilization of heme in vivo . Importantly, we demonstrate that hemB SCVs rely upon heme as a nutrient to promote siderophore utilization. Therefore, perturbation of heme biosynthesis and/or utilization represents a viable to strategy to mitigate the ability of SCV bacteria to acquire siderophore- bound iron during infection.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,003

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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.

Tête enseignante Opus0,021
Tête enseignante GPT0,231
Écart entre enseignants0,210 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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