Abstract Bacterial type VI secretion systems (T6SSs) are molecular weapons designed to deliver toxic effectors into prey cells. These nanomachines have an important role in inter-bacterial competition and provide advantages to T6SS active strains in polymicrobial environments. Here we analyze the genome of the biocontrol agent Pseudomonas putida KT2440 and identify three T6SS gene clusters (K1-, K2- and K3-T6SS). Besides, 10 T6SS effector–immunity pairs were found, including putative nucleases and pore-forming colicins. We show that the K1-T6SS is a potent antibacterial device, which secretes a toxic Rhs-type effector Tke2. Remarkably, P. putida eradicates a broad range of bacteria in a K1-T6SS-dependent manner, including resilient phytopathogens, which demonstrates that the T6SS is instrumental to empower P. putida to fight against competitors. Furthermore, we observed a drastically reduced necrosis on the leaves of Nicotiana benthamiana during co-infection with P. putida and Xanthomonas campestris. Such protection is dependent on the activity of the P. putida T6SS. Many routes have been explored to develop biocontrol agents capable of manipulating the microbial composition of the rhizosphere and phyllosphere. Here we unveil a novel mechanism for plant biocontrol, which needs to be considered for the selection of plant wardens whose mission is to prevent phytopathogen infections.

Executive summary Microbes are all pervasive in their distribution and influence on the functioning and well‐being of humans, life in general and the planet. Microbially‐based technologies contribute hugely to the supply of important goods and services we depend upon, such as the provision of food, medicines and clean water. They also offer mechanisms and strategies to mitigate and solve a wide range of problems and crises facing humanity at all levels, including those encapsulated in the sustainable development goals (SDGs) formulated by the United Nations. For example, microbial technologies can contribute in multiple ways to decarbonisation and hence confronting global warming, provide sanitation and clean water to the billions of people lacking them, improve soil fertility and hence food production and develop vaccines and other medicines to reduce and in some cases eliminate deadly infections. They are the foundation of biotechnology, an increasingly important and growing business sector and source of employment, and the centre of the bioeconomy , Green Deal , etc. But, because microbes are largely invisible, they are not familiar to most people, so opportunities they offer to effectively prevent and solve problems are often missed by decision‐makers, with the negative consequences this entrains. To correct this lack of vital knowledge, the International Microbiology Literacy Initiative–the IMiLI–is recruiting from the global microbiology community and making freely available, teaching resources for a curriculum in societally relevant microbiology that can be used at all levels of learning. Its goal is the development of a society that is literate in relevant microbiology and, as a consequence, able to take full advantage of the potential of microbes and minimise the consequences of their negative activities. In addition to teaching about microbes, almost every lesson discusses the influence they have on sustainability and the SDGs and their ability to solve pressing problems of societal inequalities. The curriculum thus teaches about sustainability, societal needs and global citizenship. The lessons also reveal the impacts microbes and their activities have on our daily lives at the personal, family, community, national and global levels and their relevance for decisions at all levels. And, because effective, evidence‐based decisions require not only relevant information but also critical and systems thinking, the resources also teach about these key generic aspects of deliberation. The IMiLI teaching resources are learner‐centric, not academic microbiology‐centric and deal with the microbiology of everyday issues. These span topics as diverse as owning and caring for a companion animal, the vast range of everyday foods that are produced via microbial processes, impressive geological formations created by microbes, childhood illnesses and how they are managed and how to reduce waste and pollution. They also leverage the exceptional excitement of exploration and discovery that typifies much progress in microbiology to capture the interest, inspire and motivate educators and learners alike. The IMiLI is establishing Regional Centres to translate the teaching resources into regional languages and adapt them to regional cultures, and to promote their use and assist educators employing them. Two of these are now operational. The Regional Centres constitute the interface between resource creators and educators–learners. As such, they will collect and analyse feedback from the end‐users and transmit this to the resource creators so that teaching materials can be improved and refined, and new resources added in response to demand: educators and learners will thereby be directly involved in evolution of the teaching resources. The interactions between educators–learners and resource creators mediated by the Regional Centres will establish dynamic and synergistic relationships–a global societally relevant microbiology education ecosystem–in which creators also become learners, teaching resources are optimised and all players/stakeholders are empowered and their motivation increased. The IMiLI concept thus embraces the principle of teaching societally relevant microbiology embedded in the wider context of societal, biosphere and planetary needs, inequalities, the range of crises that confront us and the need for improved decisioning, which should ultimately lead to better citizenship and a humanity that is more sustainable and resilient. Abstract The biosphere of planet Earth is a microbial world: a vast reactor of countless microbially driven chemical transformations and energy transfers that push and pull many planetary geochemical processes, including the cycling of the elements of life, mitigate or amplify climate change (e.g., Nature Reviews Microbiology, 2019, 17, 569) and impact the well‐being and activities of all organisms, including humans. Microbes are both our ancestors and creators of the planetary chemistry that allowed us to evolve (e.g., Life's engines: How microbes made earth habitable, 2023). To understand how the biosphere functions, how humans can influence its development and live more sustainably with the other organisms sharing it, we need to understand the microbes. In a recent editorial (Environmental Microbiology, 2019, 21, 1513), we advocated for improved microbiology literacy in society. Our concept of microbiology literacy is not based on knowledge of the academic subject of microbiology, with its multitude of component topics, plus the growing number of additional topics from other disciplines that become vitally important elements of current microbiology. Rather it is focused on microbial activities that impact us–individuals/communities/nations/the human world–and the biosphere and that are key to reaching informed decisions on a multitude of issues that regularly confront us, ranging from personal issues to crises of global importance. In other words, it is knowledge and understanding essential for adulthood and the transition to it, knowledge and understanding that must be acquired early in life in school. The 2019 Editorial marked the launch of the International Microbiology Literacy Initiative, the IMiLI. Here, we present our concept of how microbiology literacy may be achieved and the rationale underpinning it; the type of teaching resources being created to realise the concept and the framing of microbial activities treated in these resources in the context of sustainability, societal needs and responsibilities and decision‐making; and the key role of Regional Centres that will translate the teaching resources into local languages, adapt them according to local cultural needs, interface with regional educators and develop and serve as hubs of microbiology literacy education networks. The topics featuring in teaching resources are learner‐centric and have been selected for their inherent relevance, interest and ability to excite and engage. Importantly, the resources coherently integrate and emphasise the overarching issues of sustainability, stewardship and critical thinking and the pervasive interdependencies of processes. More broadly, the concept emphasises how the multifarious applications of microbial activities can be leveraged to promote human/animal, plant, environmental and planetary health, improve social equity, alleviate humanitarian deficits and causes of conflicts among peoples and increase understanding between peoples (Microbial Biotechnology, 2023, 16(6), 1091–1111). Importantly, although the primary target of the freely available (CC BY‐NC 4.0) IMiLI teaching resources is schoolchildren and their educators, they and the teaching philosophy are intended for all ages, abilities and cultural spectra of learners worldwide: in university education, lifelong learning, curiosity‐driven, web‐based knowledge acquisition and public outreach. The IMiLI teaching resources aim to promote development of a global microbiology education ecosystem that democratises microbiology knowledge.

Critical Gram-negative pathogens, like Pseudomonas, Stenotrophomonas and Burkholderia, have become resistant to most antibiotics. Complex resistance profiles together with synergistic interactions between these organisms increase the likelihood of treatment failure in distinct infection settings, for example in the lungs of cystic fibrosis patients. Here, we discover that cell envelope protein homeostasis pathways underpin both antibiotic resistance and cross-protection in CF-associated bacteria. We find that inhibition of oxidative protein folding inactivates multiple species-specific resistance proteins. Using this strategy, we sensitize multi-drug resistant Pseudomonas aeruginosa to β-lactam antibiotics and demonstrate promise of new treatment avenues for the recalcitrant pathogen Stenotrophomonas maltophilia. The same approach also inhibits cross-protection between resistant S. maltophilia and susceptible P. aeruginosa, allowing eradication of both commonly co-occurring CF-associated organisms. Our results provide the basis for the development of next-generation strategies that target antibiotic resistance, while also impairing specific interbacterial interactions that enhance the severity of polymicrobial infections.

For agriculture, the symbiosis between rhizobia and legumes is one of the most important relationships economically and environmentally. In this process, the bacteria colonize the roots of the plants, inducing the formation of an organ called a nodule. Within these structures, rhizobia perform biological nitrogen fixation, thereby reducing the demand for this element critical to plant growth. Different bacterial secretion systems (such as the Type X Secretion System, TXSS) have been implicated in establishing this symbiosis, with the T3SS being the most studied. Interestingly, although the T6SS is widely distributed among rhizobia, its role in symbiosis with legumes remains unknown. This system is commonly used as an antimicrobial weapon, although some bacteria utilize it to manipulate eukaryotic cells. In this work, we characterized the T6SS of Sinorhizobium fredii USDA257, a fast-growing bacterium with a broad host range. S. fredii USDA257 possesses a unique cluster of T6SS that not only contains genes encoding all the structural components of the system but also includes two genes encoding potential effectors that could target the cell wall of plant cells. Through regulation and secretion assays, we have demonstrated that the system is active and can be induced in nutrient-poor culture media. Additionally, nodulation assays between S. fredii USDA257 and its natural host, Glycine max var Pekin, seem to indicate that the T6SS plays a positive role in symbiosis.

ABSTRACT The type VI secretion system (T6SS) is a phage-derived contractile nanomachine primarily involved in interbacterial competition. Its pivotal component, TssA, is indispensable for the assembly of the T6SS sheath structure, the contraction of which propels a payload of effector proteins into neighboring cells. Despite their key function, TssA proteins exhibit unexpected diversity and exist in two major forms, a short (TssA S ) and a long (TssA L ) TssA. Whilst TssA L proteins interact with a partner, called TagA, to anchor the distal end of the extended sheath, the mechanism for the stabilization of TssA S -containing T6SSs remains unknown. Here we discover a novel class of structural components that interact with short TssA proteins and contribute to T6SS assembly by stabilizing the polymerizing sheath from the baseplate. We demonstrate that the presence of these components is important for full sheath extension and optimal firing. Moreover, we show that the pairing of each form of TssA with a different class of sheath stabilization proteins results in T6SS apparatuses that either reside in the cell for a while or fire immediately after sheath extension, thus giving rise to different aggression behaviors. We propose that this functional diversity could contribute to the specialization of the T6SS to suit bacterial lifestyles in diverse environmental niches.

ABSTRACT Antimicrobial resistance in Gram-negative bacteria is one of the greatest threats to global health. New antibacterial strategies are urgently needed, and the development of antibiotic adjuvants that either neutralize resistance proteins or compromise the integrity of the cell envelope is of ever-growing interest. Most available adjuvants are only effective against specific resistance proteins. Here we demonstrate that disruption of cell envelope protein homeostasis simultaneously compromises several classes of resistance determinants. In particular, we find that impairing DsbA-mediated disulfide bond formation incapacitates diverse β-lactamases and destabilizes mobile colistin resistance enzymes. Furthermore, we show that chemical inhibition of DsbA sensitizes multidrug-resistant clinical isolates to existing antibiotics and that the absence of DsbA, in combination with antibiotic treatment, substantially increases the survival of Galleria mellonella larvae infected with multidrug- resistant Pseudomonas aeruginosa . This work lays the foundation for the development of novel antibiotic adjuvants that function as broad-acting resistance breakers. IMPACT STATEMENT Disruption of disulfide bond formation sensitizes resistant Gram- negative bacteria expressing β-lactamases and mobile colistin resistance enzymes to currently available antibiotics.