ABSTRACT Type I interferons (IFN) exert a broad range of biological effects important in coordinating immune responses. Host and microbial factors regulate IFN production, triggering a signaling cascade that has classically been studied in the context of pathogen clearance. In particular, commensal bacteria have been shown to induce IFN to protect against viral infections. Yet, whether immunomodulatory bacteria operate through IFN pathways to support immune tolerance remains elusive. Here, we demonstrate microbiota-dependent IFN signaling is required for priming tolerogenic T regulatory cells (Tregs) by intestinal dendritic cells (DCs). DCs deficient in IFN signaling through deletion of IFNAR-1 display dysregulated cytokine production in response to the commensal bacteria Bacteroides fragilis , resulting in blunted downstream Treg responses. Single cell RNA sequencing of gut tissues demonstrated that colonization with B. fragilis promotes a distinct type I IFN gene signature in Tregs during homeostasis and intestinal inflammation. Moreover, B. fragilis- mediated protection during experimental colitis was abrogated in IFNAR1-deficient mice. Altogether, our findings demonstrate an important role of microbiota-mediated immune tolerance via tonic type I IFN signaling.

ABSTRACT Bacteroides fragilis is a Gram-negative commensal bacterium commonly found in the human colon that differentiates into two genomospecies termed division I and II. We leverage a comprehensive collection of 694 B. fragilis whole genome sequences and report differential gene abundance to further support the recent proposal that divisions I and II represent separate species. In division I strains, we identify an increased abundance of genes related to complex carbohydrate degradation, colonization, and host niche occupancy, confirming the role of division I strains as gut commensals. In contrast, division II strains display an increased prevalence of plant cell wall degradation genes and exhibit a distinct geographic distribution, primarily originating from Asian countries, suggesting dietary influences. Notably, division II strains have an increased abundance of genes linked to virulence, survival in toxic conditions, and antimicrobial resistance, consistent with a higher incidence of these strains in bloodstream infections. This study provides new evidence supporting a recent proposal for classifying divisions I and II B. fragilis strains as distinct species, and our comparative genomic analysis reveals their niche-specific roles.

Abstract MicrobeMASST, a taxonomically-informed mass spectrometry (MS) search tool, tackles limited microbial metabolite annotation in untargeted metabolomics experiments. Leveraging a curated database of >60,000 microbial monocultures, users can search known and unknown MS/MS spectra and link them to their respective microbial producers via MS/MS fragmentation patterns. Identification of microbial-derived metabolites and relative producers, without a priori knowledge, will vastly enhance the understanding of microorganisms’ role in ecology and human health.

SUMMARY Bacteroides fragilis is a prominent member of the human gut microbiota, playing crucial roles in maintaining gut homeostasis and host health. Although it primarily functions as a beneficial commensal, B. fragilis can become pathogenic. To determine the genetic basis of its duality, we conducted a comparative genomic analysis of 813 B. fragilis strains, representing both commensal and pathogenic origins. Our findings reveal that pathogenic strains emerge across diverse phylogenetic lineages, due in part to rapid gene exchange and the adaptability of the accessory genome. We identified 16 phylogenetic groups, differentiated by genes associated with capsule composition, interspecies competition, and host interactions. A microbial genome-wide association study identified 44 genes linked to extra-intestinal survival and pathogenicity. These findings reveal how genomic diversity within commensal species can lead to the emergence of pathogenic traits, broadening our understanding of microbial evolution in the gut.