Abstract The soil bacterium Agrobacterium fabrum C58 infects plants by a unique DNA transfer mechanism. A. fabrum has two phytochrome photoreceptors, Agp1 and Agp2. We found that DNA transfer into plants by A. fabrum is down regulated by light and that phytochrome knockout mutants have diminished DNA transfer rates. The regulation pattern matches with that of bacterial conjugation reported earlier. Growth, swimming and interbacterial competition were also affected in phytochrome knockout mutants, although these effects were often not affected by light. We can thus distinguish between light-regulated and light-independent phytochrome responses. In microarray studies, transcription of only 4 genes was affected by light, indicating that most light responses are regulated post-transcriptionally. In a mass spectrometery-based proteomic study, 24 proteins were different between light and dark grown bacteria, whereas 382 proteins differed between wild type and phytochrome knockout mutants, pointing again to light-dependent and light-independent roles of Agp1 and Agp2.

Mitochondrial functions are critical for the ability of the fungal pathogen Cryptococcus neoformans to cause disease. However, mechanistic connections between key functions such as the mitochondrial electron transport chain (ETC) and virulence factor elaboration have yet to be thoroughly characterized. Here, we observed that inhibition of ETC complex III suppressed melanin formation, a major virulence factor. This inhibition was partially blocked upon loss of Cir1 or HapX, two transcription factors that regulate iron acquisition and use. In this regard, loss of Cir1 derepresses the expression of laccase genes as a potential mechanism to restore melanin, while HapX may condition melanin formation by controlling oxidative stress. We hypothesize that ETC dysfunction alters redox homeostasis to influence melanin formation. Consistent with this idea, inhibition of growth by hydrogen peroxide was exacerbated in the presence of the melanin substrate L-DOPA. Additionally, loss of the mitochondrial chaperone Mrj1, which influences the activity of ETC complex III and reduces ROS accumulation, also partially blocked antimycin A inhibition of melanin. The phenotypic impact of mitochondrial dysfunction was consistent with RNA-Seq analyses of WT cells treated with antimycin A or L-DOPA, or cells lacking Cir1 that revealed influences on transcripts encoding mitochondrial functions (e.g., ETC components and proteins for Fe-S cluster assembly). Overall, these findings reveal mitochondria-nuclear communication via ROS and iron regulators to control virulence factor production in C. neoformans .