MOBルール：抗生物質暴露は、競合相互作用で亜種を動員するために代謝を再プログラムします

抗生物質は、露出した細菌に用量依存的な影響を及ぼします。抗生物質の薬用使用は、十分な濃度での成長阻害活性に依存しています。抑制性濃度では、曝露効果は抗生物質や細菌によって大きく異なります。亜種は、細胞の集団（mob動化しているバチルス）を動員して表面全体に広がることにより、細菌性翻訳阻害剤に反応します。B. subtilisが抗生物質誘発性動員をどのように調節するかは不明です。この研究では、クロラムフェニコールを使用して、B。subtilisが抑制性暴露後に細胞の動員を調整する必要がある調節機能を特定しました。遺伝子発現と代謝の変化を測定し、モバイル応答を指示する調節タンパク質のネットワークに結果をマッピングしました。私たちのデータは、いくつかの転写調節因子が、動員をサポートするために代謝の再プログラミングを調整することを明らかにしています。ネットワークは、動員された集団の特徴的な特徴である解糖、ヌクレオチド代謝、およびアミノ酸代謝の変化を調節します。発現が変化する数百の遺伝子の中で、2つのPDHAとPUCAを特定しました。そこでは、それらの発現の変化の大きさ、および関連する代謝物の豊富さで、動員された集団の特徴的な代謝の特徴を明らかにしました。PDHAとPUCA発現の記者を使用して、動員された人口の異なる領域における代謝の主要な枝の分離を視覚化しました。我々の結果は、異なる代謝状態の細菌の集団が調整されたモバイル反応を実現できるようにするクロラムフェニコール曝露に対する調節された反応を明らかにしています。

Antibiotics have dose-dependent effects on exposed bacteria. The medicinal use of antibiotics relies on their growth-inhibitory activities at sufficient concentrations. At subinhibitory concentrations, exposure effects vary widely among different antibiotics and bacteria. Bacillus subtilis responds to bacteriostatic translation inhibitors by mobilizing a population of cells (MOB-Mobilized Bacillus) to spread across a surface. How B. subtilis regulates the antibiotic-induced mobilization is not known. In this study, we used chloramphenicol to identify regulatory functions that B. subtilis requires to coordinate cell mobilization following subinhibitory exposure. We measured changes in gene expression and metabolism and mapped the results to a network of regulatory proteins that direct the mobile response. Our data reveal that several transcriptional regulators coordinately control the reprogramming of metabolism to support mobilization. The network regulates changes in glycolysis, nucleotide metabolism, and amino acid metabolism that are signature features of the mobilized population. Among the hundreds of genes with changing expression, we identified two, pdhA and pucA, where the magnitudes of their changes in expression, and in the abundance of associated metabolites, reveal hallmark metabolic features of the mobilized population. Using reporters of pdhA and pucA expression, we visualized the separation of major branches of metabolism in different regions of the mobilized population. Our results reveal a regulated response to chloramphenicol exposure that enables a population of bacteria in different metabolic states to mount a coordinated mobile response.