[PDF] Trophic cooperation promotes bacterial survival of Staphylococcus

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2MiB}+ `2b2`+? /Q+mK2Mib- r?2i?2` i?2v `2 Tm#@

HBb?2/ Q` MQiX h?2 /Q+mK2Mib Kv +QK2 7`QK

i2+?BM; M/ `2b2`+? BMbiBimiBQMb BM 6`M+2 Q` #`Q/- Q` 7`QK Tm#HB+ Q` T`Bpi2 `2b2`+? +2Mi2`bX /2biBMû2 m /ûT¬i 2i ¨ H /BzmbBQM /2 /Q+mK2Mib b+B2MiB}[m2b /2 MBp2m `2+?2`+?2- Tm#HBûb Qm MQM-

Tm#HB+b Qm T`BpûbX

h`QT?B+ +QQT2`iBQM T`QKQi2b #+i2`BH bm`pBpH Q7 aiT?vHQ+Q++mb m`2mb M/ Sb2m/QKQMb 2`m;BMQbX hQ +Bi2 i?Bb p2`bBQM, Gm` *Kmb- SmH "`Bm/- avHp`2 "biB2M- avHpB2 1Hb2M- MM2 .QHûMb@CQ`/?2BK- 2i HXX h`QT?B+ +Q@ QT2`iBQM T`QKQi2b #+i2`BH bm`pBpH Q7 aiT?vHQ+Q++mb m`2mb M/ Sb2m/QKQMb 2`m;BMQbXX AaJ1

CQm`MH- AM T`2bbX ?H@ykNe98jN

1 Trophic cooperation promotes bacterial survival of Staphylococcus aureus and 1

Pseudomonas aeruginosa. 2

S. aureusP. aeruginosa 3

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
22
23
24
25
2

Abstract 26

Pseudomonas aeruginosaStaphylococcus aureus27

28

S. aureus29

P. aeruginosaS. aureus30

P. aeruginosa31

32
aco33

S. aureusP. aeruginosa34

aco P. aeruginosa 35

P. aeruginosa36

S. aureus37

S. aureus38

P. aeruginosa 39

3

Introduction 40

41
42
43
44
45
46
47

Pseudomonas aeruginosa 48

49

P. aeruginosa 50

Staphylococcus aureus51

P. aeruginosa52

P. aeruginosaS. aureus53

54

P. aeruginosa 55

56

S. aureusP. aeruginosa57

et al58

P. aeruginosa S. aureus59

60
61

P. aeruginosaS. aureus62

P. aeruginosa 63

64

P. aeruginosa 65

P. aeruginosa 66

67
68

P. aeruginosa69

70
4

S. aureus71

P. aeruginosaet al72

73

S. aureus-P. aeruginosa74

P. aeruginosaS. aureus 75

76

S. aureus77

P. aeruginosa78

79
80

P. aeruginosaS. aureus81

82

S. aureus83

P. aeruginosa 84

S. aureus85

P. aeruginosa86

S. aureusin vitro87

P. aeruginosa88

P. aeruginosaS. aureus89

90

Materials and Methods 91

92

Bacterial strains 93

94
95

S. aureus P. aeruginosa96

97
98
99
5 100
101
102
103
104
105

ǻacoRǻacoP. aeruginosa106

ǻacoRǻaco107

108
109
110

Cultures conditions 111

112
et al S. aureusP. aeruginosaBurkholderia cenocepaciaStenotrophomonas 113 maltophilia Bacillus subtilis114 115

P. aeruginosa116

S. aureusB. cenocepaciaS. maltophilia B. subtilis . 117

S. aureus 118

P. aeruginosa119

120

S. aureusP. aeruginosa121

S. aureus122

P. aeruginosa123

124

P. aeruginosa125

126
127
128

Genome sequencing and annotation 129

6 130
131
132
133
134
135
136
137
138
139

Transcriptomic analysis 140

141
142
143
144
145
146
P147 148
149
150
151
152
(Fig. S1) 153 gyrBrpoD154 155
156

Acetoin and glucose dosages 157

158

Į159

7 160
161
162
163
164
165
166

Statistical analysis 167

168
169
170
171
P172 173
174

Results 175

176
P. aeruginosa transcriptome is affected by S. aureus presence 177

P. aeruginosaS. aureus178

P. aeruginosaS. aureus179

180
181
(Table S1)P. aeruginosa 182 183
184
(Fig. S1) P. aeruginosa185 186
(Fig. 1A, Tables S4 and S5)187 188
8

P. aeruginosa189

Fig. 1A190

191
nirnos192 iscfec(Table 193

S4)194

bauAddaRgntKarcDrfaD195

PA2412cdrAS. aureus196

197
198

P. aeruginosa(Fig. 1A)199

200
nir 201 nir202 203
fhp204 205
206
207
flptadflp, tad rcpC 208

PA1874-1876 (Table S5)209

210

S. aureusP. aeruginosa211

(Fig. S2)212 zwf-edaA (PA3183-213

PA3181) 214

215
eddgapA216 gltBgltFgltK217 218
9 219
acoPA4148-220

PA4153 acoR PA4147 221

P. aeruginosaS. aureusP. aeruginosa222

223
acsA (PA0887)PA2555acshdhAPA4022)224 225
(Fig. S2)226

P. aeruginosaS. aureus227

(Fig. S2)liu228 230
231

P. aeruginosa232

S. aureusP. aeruginosa 233

S. aureus (Fig. 1B)234

235
ie236

P. aeruginosaS. aureus 237

238

P. aeruginosa 239

S. aureus 240

rcpCtadAtadG flp flp-tadP. aeruginosa 241 242

P. aeruginosaS. aureus lasrhl, pch pvd . 243

S. aureus244

245
246
(Fig. 1B)247 liuAP. aeruginosa248 10

S. aureus. 249

zwfgltFeddgntK250 acoR251

PA4148acoBPA4153252

acoP. aeruginosa253 liuAzwfPA4148254 acoacoR, 255 256
P. aeruginosa aco system is induced by S. aureus acetoin 257 acoRPA4148liuAzwf258

P. aeruginosaS. aureus259

B. cenocepaciaS.maltophilia 260

P. aeruginosa Bacillus subtilis261

B. cenocepaciaS.maltophilia262

(Fig. S3)P. aeruginosa zwf263 (Fig. 2A)aco264 acoRPA4148 liuA B. subtilis 265

S. aureus 266

(Fig. S3)S. aureus267 268
269

S. aureusacoRPA4148270

P. aeruginosaS. aureus271

zwf(Fig. S4)272 liuA 273

S. aureus P. aeruginosa S. aureus274

ǻalsSD275

P. aeruginosa276

(Fig. S4)ǻalsSD aco277 (Fig. 2B)278 11 279
(Fig. 2B)280 acoP. aeruginosazwf281 282
283
Coexisting isolates of S. aureus and P. aeruginosa efficiently metabolize acetoin 284 285
aco P. aeruginosa S. aureus 286

P. aeruginosaS. aureus287

288
(Fig. 3A) (Fig. S5A and B) 289

P. aeruginosa290

S. aureus 291

S. aureus P. aeruginosa S. aureus292

293

S. aureus 294

S. aureusP. aeruginosa(Fig. S6)295

S. aureus 296

P. aeruginosaS. aureus297

P. aeruginosa(Fig. 3B)298

299
(Fig. S5C and D)300 (Fig. 3B)301

P. aeruginosa302

303
(Fig. 3A)304 305

S. aureus306

P. aeruginosa307

(Table S1)P. aeruginosaS. aureus308 12 309
(Fig. 4A)(Fig. S7) 310

P. aeruginosa, P. aeruginosa311

(Fig. 4B)312 313
314
315
316
317
(Fig. S8) S. aureus 318

P. aeruginosa319

320
321
Acetoin catabolism by P. aeruginosa increases survival rates of both pathogens in co-culture 322

P. aeruginosa 323

324
(Fig. 5)P. aeruginosa325

ǻacoRǻaco 326

(Fig. 5A)327 328

ǻacoRǻaco 329

330
(Fig. 5B)331 332
333

P. aeruginosa334

335
336
P. aeruginosaǻacoRǻaco S. aureusS. aureus337 338
13

S. aureus339

P. aeruginosa (Fig. 6A) 340

P. aeruginosaS. aureus341

.S. aureusP. aeruginosa342

S. aureus343

344

S. aureus P. aeruginosaǻacoRǻaco 345

S. aureus346

P. aeruginosa347

348

S. aureusP. aeruginosa349

P. aeruginosa (Fig. 6B)P. aeruginosa350

P. aeruginosa 351

S. aureus (Fig. 6B)352

aco ǻacoR ǻaco 353 354

P. aeruginosa355

356

S. aureus357

S. aureus (Fig. 6C) 358

359

ǻacoRǻaco 360

S. aureus361

S. aureus (Fig. 6C)S. aureus362

S. aureus 363

S. aureus (Fig. S9)364

S. aureusǻacoRǻaco P. aeruginosa365

S. aureus366

367
368
14

P. aeruginosa369

S. aureus370

S. aureus371

372
15

Discussion 373

374

S. aureusP. aeruginosa 375

376
377

P. aeruginosaS. aureus378

379

S. aureus380

381

S. aureusP. aeruginosa382

383
fec PA4467-384

PA4471 385

S. aureus 386

P. aeruginosa . 387

et al 388 389
390

P. aeruginosa 391

392
(Table S5)393 394
395
396

S. aureus 397

(Fig. 3)zwfP. aeruginosa398 399
400

Pseudomonas sp. 401

16

P. aeruginosa402

S. aureus403

Į404

405
406
407

S. aureusacoacoR 408

in P. aeruginosa(Fig. 2B) 409 (Fig. 3)410

B. subtilis 411

acoP. aeruginosa(Fig. 1B and 412

2B) 413

414

Į415

S. aureus S. aureusP. aeruginosa 416

(Fig. 1B and 2)417 in vitro418 419

P. aeruginosa(Fig. S6)420

P. aeruginosa421

422

Č et al P. aeruginosaS. aureus423

424
425

P. aeruginosa 426

S. aureus427

(Fig. 4)428

P. aeruginosaS. aureus429

P. aeruginosa430

S. aureus431

17

S. aureus 432

433
434

P. aeruginosaS. aureus435

436

S. aureus437

P. aeruginosa438

439

P. aeruginosa S. aureus (Fig. 5 and 6B)440

S. aureus P. aeruginosa 441

(Fig. 6A)442

S. aureus443

S. aureus444

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