1. At Subinhibitory Concentrations—

1. At Subinhibitory Concentrations—Antibiotics are likely the best known bacterial
secondary metabolites. Now there is a growing appreciation that they can act as signaling molecules in their own right and mediate outcomes other than death [21]. Unfortunately, many recent papers exploring this hypothesis have used derivatives of natural antibiotics or synthetic ones, making it difficult to argue that the observed effects are representative of natural microbial interactions. That said, subinhibitory levels of various antibiotics were seen to variously upregulate expression of SOS-response and methyl-mismatch repair genes [22], decrease biofilm mass [23], and alter virulence factor expression in different bacteria [24,25]. It is challenging to consolidate these disparate results into a straightforward model of how antibiotics at subinhibitory concentrations affect bacteria, but they encourage us to consider the potentially pleiotropic and complicated responses of bacteria to small molecule secondary metabolites.

2. Altering Morphology—Phenazines—redox-active, pigmented antibiotics—have recently been shown to have a role controlling colony morphology in P. aeruginosa, and a similar phenotype was seen in S. coelicolorin response to its own pigmented antibiotics [26]. This effect was mediated in both organisms through a related transcriptional regulator, SoxR, and demonstrates how secondary metabolites can alter development in unexpected ways. In the future, it will be exciting to determine whether there is any crosstalk between these different signaling systems in these organisms.

C. Signaling System Crosstalk

1. Autoinducer-2—The well-characterized quorum-sensing molecule autoinducer-2 (AI-2) dictates the ability of the oral microbes Actinomyces naeslundii and Streptococcus oral is to form dual-species biofilms in flowing saliva under experimental conditions analogous to their natural setting [27]. Only very low concentrations of AI-2 were optimal for biofilm formation, reminding us of the precision with which organisms sense signals and that in the natural environment the concentrations of small molecules mediating interactions may be well below those observed in typical laboratory growth conditions [27].

2. Fatty Alcohols and Acids—Exploration of related signaling systems in different
organisms has revealed biologically-relevant crosstalk (Fig. 2). In particular, intraspecies small molecules signals may modulate the microbial development of different species. The sesquiterpene farnesol is an intraspecies signal for C. albicans that inhibits filamentation [28] and the diffusible signal factor (DSF) from Xanthomonas campestris—cis-11-methyl-2-dodecenoic acid—controls its biofilm formation and virulence capacities [29-31]. DSF can act as an interspecies signal as well, mimicking the effect of farnesol on C. albicans[32]. A novel signaling molecule from Burkholderia cenocepacia, BDSF—cis-2-dodecenoic acid—has been identified that restores biofilm production in X. campestris DSF-deficient mutants and inhibits
C. albicans hyphal growth either as a pure compound or in co-culture [33]. Thus BDSF
functions similarly to DSF with regards to X. campestris, and similarly to both DSF and farnesol by inhibiting hyphae formation in C. albicans; however, farnesol does not appear to be effective at stimulating DSF-controlled genes in X. campestris[32].

Farnesol does affect P. aeruginosa, however [34]. Farnesol alters the activity of a
transcriptional regulator in P. aeruginosa when applied as a purified compound or during C. albicans co-culture, decreasing production of the secondary metabolites pyocyanin and PQS [34] and decreasing swarming [35]. Considering the ability of farnesol and DSF to mediate crosstalk between fungi and bacteria, one wonders whether DSF also has an effect on P. aeruginosa[34]. DSF from Stenotrophomonas maltophilia [36] indeed affects P. aeruginosa, stimulating the development of filamentous biofilms and increasing its resistance to the antibiotic polymyxin [37]. The sensor kinase in P. aeruginosa responsible for mediating this response was identified, and has homologs in many pseudomonads, suggesting that interspecies communication between the pseudomonads and xanthomonads may be common
[37]. The sensor kinase receptor was also shown to be specific to DSF, not responding to either dodecanoic acid or farnesoic acid [37]. Thus, although both DSF and farnesol affect C. albicans in similar ways, they may instead function in parallel signaling pathways in P. aeruginosa. Indeed, this is one of the more intriguing aspects of interspecies signaling crosstalk —how related signals are recognized by different organisms, and whether their downstream signaling systems are analogous or different. DSF triggering different downstream effects in two related Xanthomonas spp. [38] and homologous two-component systems in X. campestris and Xylella fastidiosa resulting in different virulence regulation [39] a

Результаты (русский) 1:

1. в Subinhibitory концентрациях — антибиотики, вероятно, наиболее известных бактерийвторичные метаболиты. В настоящее время существует все большее признание, что они могут выступать в качестве сигнальных молекул в правом и mediate результаты кроме смерти [21]. К сожалению многие недавние документы, изучение этой гипотезы используют производные природных антибиотиков или синтетические, что делает его трудно утверждать, что наблюдаемые эффекты являются репрезентативными для естественных микробных взаимодействий. Тем не менее, subinhibitory уровни различных антибиотиков были замечены к разному upregulate выражение SOS-ответ и метил несоответствие ремонта генов [22], снижение биопленки массы [23] и изменить выражение фактор вирулентности в различных бактерий [24,25]. Это сложно для консолидации этих разрозненных результатов в простой модели как антибиотики в subinhibitory концентрациях влияют на бактерии, но они поощряют нас рассмотреть потенциально плейотропный и сложные реакции бактерий на малые молекулы вторичных метаболитов.2. изменение морфологии — Phenazines — redox активные, пигментированной антибиотики — недавно было показано, что роль управления морфологии колонии в P. aeruginosa, и аналогичный фенотипу был замечен в S. coelicolorin ответ на свои собственные пигментированной антибиотики [26]. Этот эффект был посредником в обоих организмах через соответствующий transcriptional регулятора, SoxR и демонстрирует, как вторичные метаболиты могут изменить развитие самым неожиданным образом. В будущем это будет интересно определить, является ли между этими различными системами сигнализации в этих организмах любой уровень помех.C. сигнализация системы перекрестных помех1. Autoinducer-2 — хорошо изученных кворума молекула autoinducer-2 (АИ-2) диктует способность naeslundii устные микробов актиномицетов и Streptococcus устной заключается в форме двух видов биопленки в проточной слюны в экспериментальных условиях аналогично их естественной обстановке [27]. Только очень низкие концентрации АИ-2 были оптимальными для биопленки, напоминая нам о точности, с которой организмы чувствуют сигналы и что в естественной среде концентрации мелких молекул посреднических взаимодействий может быть значительно ниже в типичных лабораторных условиях роста [27].2. жирные спирты и кислоты — изучение соответствующих сигнальных систем в различныхорганизмы выявил биологически соответствующих перекрестных помех (рис. 2). В частности внутривидовых малые молекулы сигналы могут модулировать микробные развития различных видов. Фарнезол сесквитерпеновые является внутривидовых сигналом для C. albicans, который подавляет филаментации [28] и коэффициент diffusible сигнала (DSF) от Xanthomonas обыкновенный — СНГ-11-метил-2-dodecenoic кислота — контролирует его биопленки формирования потенциала в вирулентности [29-31]. ФЦС может выступать в качестве межвидовой сигнала, имитируя эффект фарнезол на C. albicans [32]. Роман сигнализации молекулы из Burkholderia cenocepacia, BDSF — СНГ-2-dodecenoic кислота — было определено что восстанавливает биопленки производство в X. campestris DSF-неудовлетворительно мутантов и тормозитC. albicans гиф рост как чистое соединение или совместно культуры [33]. Таким образом BDSFфункции аналогично DSF в отношении X. campestris и аналогично DSF и фарнезол путем ингибирования формирования ГИФы в C. albicans; Однако фарнезол не представляется эффективным в стимулировании контролируемых DSF генов в X. campestris [32]. Фарнезол влияет P. aeruginosa, однако [34]. Фарнезол изменяет активностьtranscriptional regulator in P. aeruginosa when applied as a purified compound or during C. albicans co-culture, decreasing production of the secondary metabolites pyocyanin and PQS [34] and decreasing swarming [35]. Considering the ability of farnesol and DSF to mediate crosstalk between fungi and bacteria, one wonders whether DSF also has an effect on P. aeruginosa[34]. DSF from Stenotrophomonas maltophilia [36] indeed affects P. aeruginosa, stimulating the development of filamentous biofilms and increasing its resistance to the antibiotic polymyxin [37]. The sensor kinase in P. aeruginosa responsible for mediating this response was identified, and has homologs in many pseudomonads, suggesting that interspecies communication between the pseudomonads and xanthomonads may be common[37]. The sensor kinase receptor was also shown to be specific to DSF, not responding to either dodecanoic acid or farnesoic acid [37]. Thus, although both DSF and farnesol affect C. albicans in similar ways, they may instead function in parallel signaling pathways in P. aeruginosa. Indeed, this is one of the more intriguing aspects of interspecies signaling crosstalk —how related signals are recognized by different organisms, and whether their downstream signaling systems are analogous or different. DSF triggering different downstream effects in two related Xanthomonas spp. [38] and homologous two-component systems in X. campestris and Xylella fastidiosa resulting in different virulence regulation [39] a