Chemosensation of bacterial secondary metabolites modulates neuroendocrine signaling and behavior of C. elegans.
Chemosensation of bacterial secondary metabolites modulates neuroendocrine signaling and behavior of C. elegans.
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DOI：
10.1016/j.cell.2014.09.011
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发表时间：
2014-10-09
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Kim DH
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Meisel JD;Panda O;Mahanti P;Schroeder FC;Kim DH
对致病微生物和有益微生物的区分对宿主机体的免疫和体内平衡至关重要。在这里，我们证明了对铜绿假单胞菌产生的两种次级代谢物的化学传感检测调节了神经内分泌信号通路，促进了简单动物宿主秀丽线虫的回避行为。次生代谢物吩嗪-1-甲酰胺和绿球蛋白在ASJ化学感觉神经元对中激活G蛋白信号通路，诱导神经调节剂DAF-7/转化生长因子-β的表达。反过来，DAF-7激活相邻中间神经元中典型的转化生长因子-β信号通路，调节趋气性行为，促进对致病性铜绿假单胞菌的避免。我们的数据为简单动物宿主的行为和生理如何被微生物环境改变提供了化学、遗传和神经元基础，并表明微生物产生的次生代谢产物可能提供有助于病原体识别和宿主生存的环境线索。
Discrimination among pathogenic and beneficial microbes is essential for host organism immunity and homeostasis. Here, we show that chemosensory detection of two secondary metabolites produced by Pseudomonas aeruginosa modulates a neuroendocrine signaling pathway that promotes avoidance behavior in the simple animal host Caenorhabditis elegans. Secondary metabolites phenazine-1-carboxamide and pyochelin activate a G protein-signaling pathway in the ASJ chemosensory neuron pair that induces expression of the neuromodulator DAF-7/TGF-β. DAF-7, in turn, activates a canonical TGF-β signaling pathway in adjacent interneurons to modulate aerotaxis behavior and promote avoidance of pathogenic P. aeruginosa. Our data provide a chemical, genetic, and neuronal basis for how the behavior and physiology of a simple animal host can be modified by the microbial environment, and suggest that secondary metabolites produced by microbes may provide environmental cues that contribute to pathogen recognition and host survival.
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