Abstract Scientists routinely use images to display data. Readers often examine figures first; therefore, it is important that figures are accessible to a broad audience. Many resources discuss fraudulent image manipulation and technical specifications for image acquisition; however, data on the legibility and interpretability of images are scarce. We systematically examined these factors in non-blot images published in the top 15 journals in three fields; plant sciences, cell biology and physiology (n=580 papers). Common problems included missing scale bars, misplaced or poorly marked insets, images or labels that were not accessible to colorblind readers, and insufficient explanations of colors, labels, annotations, or the species and tissue or object depicted in the image. Papers that met all good practice criteria examined for all image-based figures were uncommon (physiology 16%, cell biology 12%, plant sciences 2%). We present detailed descriptions and visual examples to help scientists avoid common pitfalls when publishing images. Our recommendations address image magnification, scale information, insets, annotation, and color and may encourage discussion about quality standards for bioimage publishing.

Abstract The phytopathogenic fungus Rhizopus microsporus harbours a bacterial endosymbiont ( Mycetohabitans rhizoxinica ) for the production of the toxin rhizoxin, the causative agent of rice seedling blight. This toxinogenic bacterial-fungal alliance is, however, not restricted to the plant disease, but has been detected in numerous environmental isolates from geographically distinct sites covering all five continents. Yet, the ecological role of rhizoxin beyond rice seedling blight has been unknown. Here we show that rhizoxin serves the fungal host in fending off protozoan and metazoan predators. Fluorescence microscopy and co-culture experiments with the fungivorous amoeba Protostelium aurantium revealed that ingestion of R. microsporus spores is toxic to P. aurantium . This amoebicidal effect is caused by the bacterial rhizoxin congener rhizoxin S2, which is also lethal towards the model nematode Caenorhabditis elegans . By combining stereomicroscopy, automated image analyses, and quantification of nematode movement we show that the fungivorous nematode Aphelenchus avenae actively feeds on R. microsporus that is lacking endosymbionts, while worms co-incubated with symbiotic R. microsporus are significantly less lively. This work uncovers an unexpected ecological role of rhizoxin as shield against micropredators. This finding suggests that predators may function an evolutionary driving force to maintain toxin-producing endosymbionts in non-pathogenic fungi.

Abstract Despite their superficial similarities, the phagocytosis of pathogens differs from that of apoptotic cells in their recognition mechanisms and downstream signaling pathways. While the initial stages of these processes have been studied, the cytoskeletal reorganization that follows particle uptake is not well understood. By comparing the uptake of phosphatidylserine (PS)-coated targets versus IgG-opsonized targets of identical size, shape, and rigidity, we noted remarkable differences in the accompanying changes in cell morphology, adhesion and migration that persisted long after phagocytosis. While myeloid cells continued to survey their microenvironment after engulfing PS-coated targets, the uptake of IgG-opsonized targets caused phagocytes to round up, decreased their membrane ruffling, and led to the complete disassembly of podosomes. These changes were associated with increased activation of Rho and a concomitant decrease of Rac activity that collectively resulted in the thickening and compaction of the cortical F-actin cytoskeleton. Rho/formin-induced actin polymers were fastened to the membrane by their preferential interaction with Ezrin-Radixin-Moesin (ERM) proteins, which were necessary for cell compaction and podosome disassembly following ingestion of IgG-coated particles. The source of the distinct responses to PS-versus IgG-targets was the differential activation of the respiratory burst mediated by the NADPH oxidase: reactive oxygen species (ROS), emanating from phagosomes containing IgG-opsonized targets – but not those containing PS-coated ones – directly led to the activation of Rho. Similar findings were made with phagocytes that encountered pathogens or microbial-associated molecular patterns (MAMPS) that instigate the activation of the NADPH oxidase. These results implicate a connection between sensing of harmful particulates, the oxidation of cytoskeletal regulators, and the immune surveillance by myeloid cells that have potentially important consequences for the containment of pathogens.

The association of the agriculturally significant phytopathogenic fungus Rhizopus microsporus with the bacterial endosymbiont Burkholderia rhizoxinica is a remarkable example of bacteria controlling host physiology and reproduction. Here, we show that a group of transcription activator-like effectors (TALEs) called Burkholderia TALE-like proteins (BATs) from B. rhizoxinica are essential for the establishment of the symbiosis. Mutants lacking BAT proteins are unable to induce host sporulation. Utilising novel microfluidic devices in combination with fluorescence microscopy we observed the accumulation of BAT-deficient mutants in specific fungal side-hyphae with accompanying increased fungal re-infection. High-resolution live imaging revealed septa biogenesis at the base of infected hyphae leading to compartmental trapping of BAT-deficient endobacteria. Trapped endosymbionts showed reduced intracellular survival, suggesting a protective response from the fungal host against bacteria lacking specific effectors. These findings underscore the involvement of BAT proteins in maintaining a balance between mutualism and antagonism in bacterial-fungal interactions and provide deeper insights into the dynamic interactions between bacteria and eukaryotes.

The human pathogenic fungus Aspergillus fumigatus is a ubiquitous saprophyte that causes fatal infections in immunocompromised individuals. Following inhalation, conidia are ingested by innate immune cells and can arrest phagolysosome maturation. How such general virulence traits could have been selected for in natural environments is unknown. Here, we used the model amoeba Dictyostelium discoideum to follow the antagonistic interaction of A. fumigatus conidia with environmental phagocytes in real time. We found that conidia covered with the green pigment 1,8-dihydroxynaphthalene-(DHN)-melanin were internalized at far lower rates when compared to those lacking the pigment, despite high rates of initial attachment. Immediately after uptake of the fungal conidia, nascent phagosomes were formed through sequential membrane fusion and fission events. Using single-cell assays supported by a computational model integrating the differential dynamics of internalization and phagolysosome maturation, we could show that acidification of phagolysosomes was transient and was followed by neutralization and, finally, exocytosis of the conidium. For unpigmented conidia, the cycle was completed in less than 1 h, while the process was delayed for conidia covered with DHN-melanin. At later stages of infection, damage to infected phagocytes triggered the ESCRT membrane repair machinery, whose recruitment was also attenuated by DHN-melanin, favoring prolonged persistence and the establishment of an intracellular germination niche in this environmental phagocyte. Increased exposure of DHN-melanin on the conidial surface also improved fungal survival when confronted with the fungivorous predator Protostelium aurantium, demonstrating its universal anti-phagocytic properties.