Untargeted Metabolomics Investigation on Selenite Reduction to Elemental Selenium by Bacillus mycoides SeITE01
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Notice bibliographique
Résumé
Bacillus mycoides SeITE01 is an environmental isolate that transforms the oxyanion selenite ( <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M1"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">SeO</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math> ) into the less bioavailable elemental selenium (Se 0 ) forming biogenic selenium nanoparticles (Bio-SeNPs). In the present study, the reduction of sodium selenite (Na 2 SeO 3 ) by SeITE01 strain and the effect of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M2"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">SeO</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math> exposure on the bacterial cells was examined through untargeted metabolomics. A time-course approach was used to monitor both cell pellet and cell free spent medium (referred as intracellular and extracellular, respectively) metabolites in SeITE01 cells treated or not with <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M3"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">SeO</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math> . The results show substantial biochemical changes in SeITE01 cells when exposed to <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M4"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">SeO</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math> . The initial uptake of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M5"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">SeO</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math> by SeITE01 cells (3h after inoculation) shows both an increase in intracellular levels of 4-hydroxybenzoate and indole-3-acetic acid, and an extracellular accumulation of guanosine, which are metabolites involved in general stress response adapting strategies. Proactive and defensive mechanisms against <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M6"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">SeO</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math> are observed between the end of lag (12h) and beginning of exponential (18h) phases. Glutathione and N-acetyl-L-cysteine are thiol compounds that would be mainly involved in Painter-type reaction for the reduction and detoxification of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M7"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">SeO</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math> to Se 0 . In these growth stages, thiol metabolites perform a dual role, both acting against the toxic and harmful presence of the oxyanion and as substrate or reducing sources to scavenge ROS production. Moreover, detection of the amino acids L-threonine and ornithine suggests changes in membrane lipids. Starting from stationary phase (24 and 48h), metabolites related to the formation and release of SeNPs in the extracellular environment begin to be observed. 5-hydroxyindole acetate, D-[+]-glucosamine, 4-methyl-2-oxo pentanoic acid, and ethanolamine phosphate may represent signaling strategies following SeNPs release from the cytoplasmic compartment, with consequent damage to SeITE01 cell membranes. This is also accompanied by intracellular accumulation of trans-4-hydroxyproline and L-proline, which likely represent osmoprotectant activity. The identification of these metabolites suggests the activation of signaling strategies that would protect the bacterial cells from <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M8"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">SeO</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math> toxicity while it is converting into SeNPs.
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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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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