Healthy Research Rewards
ResearchHub is incentivizing healthy research behavior. At this time, first authors of open access papers are eligible for rewards. Visit the publications tab to view your eligible publications.
Got it
SN
Sarah Niehs
Author with expertise in Origins and Future of Microfluidics
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
4
(75% Open Access)
Cited by:
2
h-index:
13
/
i10-index:
15
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
8

Toxin-producing endosymbionts shield pathogenic fungus against micropredators

Falk Hillmann et al.Jan 9, 2022
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.
8
Citation2
0
Save
0

Highly parallelized microfluidic droplet cultivation and prioritization on antibiotic producers from complex natural microbial communities

Lisa Mahler et al.Dec 19, 2019
To investigate the overwhelming part of the bacterial diversity still evading standard cultivation for its potential use in antibiotic synthesis, we have compiled a microscale-cultivation and screening system. We devised a strategy based on droplet-microfluidics taking advantage of the inherent miniaturization and high throughput. Single cells of natural samples were confined in 9 x 106 aqueous droplets and subjected to long-term incubation under controlled conditions. Subsequent a high-throughput screening for antimicrobial natural products was implemented, employing a whole cell reporting system using the viability of reporter strains as a probe for antimicrobial activity. Due to the described microscale cultivation a novel subset of bacterial strains was made available for the following screening for antimicrobials. We demonstrate the merits of the in-droplet cultivation by comparing the cultivation outcome in microfluidic droplets and on conventional agar plates for a bacterial community derived from soil by 16S rRNA gene amplicon sequencing. In-droplet cultivation resulted in a significantly higher bacterial diversity without the common overrepresentation of Firmicutes. Natural strains able to inhibit either a Gram-positive or a Gram-negative reporter strain were isolated from the microscale system and further cultivated. Thereby a variety of rare isolates was obtained. The natural products with antimicrobial activity were elucidated for the most promising candidate. Our method combines a new cultivation approach with a high-throughput search for antibiotic producers to increase the chances of finding new lead substances.
0

Zinc-starved Brassicaceae Plants Secrete Peptides that Induce Root Expansion

Sarah Niehs et al.Jun 14, 2024
Abstract Zinc (Zn) deficiency is recognized as a global crisis as it is observed in half of all agricultural soils. However, the molecular mechanisms that drive plant physiological responses to soil Zn deficiency are not well understood. We used an untargeted metabolomics approach to search for metabolites exuded from roots during Zn deficiency stress, which led to the discovery of a collection of secreted small defensin-like peptides in Arabidopsis thaliana (named Zinc-Deficiency Responsive Peptides (ZDRPs)). Phylogenetic analysis and untargeted metabolomics revealed ZDRPs in at least eleven accessions of A. thaliana and nine members of the Brassicaceae family. Analysis of Arabidopsis gene mutants and overexpressing lines, in combination with chemical complementation experiments, unveiled a critical role of these peptides in plant root growth. We hypothesize that Brassicaceae secreted peptides enable plants to expand their root mass to reach Zn-rich soil layers and optimize Zn uptake. These data reveal a critical relationship between plant survival, Zn status, root morphology and peptide production. Taken together, our results expand our knowledge regarding micronutrient deficiency responses in plants and could enable in engineering approaches to make plants more resilient to low Zn conditions. Significance Zinc deficiency is the most abundant micronutrient deficiency affecting about 50% of arable lands thus presenting a high burden for plant health and agriculture globally. In this study, we reveal a metabolic strategy by Brassicaceae to deal with low Zn concentrations. We characterize the role of peptides expressed upon zinc deficiency in a variety of important crop plants. The discovery of a cryptic class of peptides that are made by plant roots specifically suffering from Zn deficiency provides critical insight into the molecular mechanisms by which plants dynamically acclimate to nutrient-limited soils. The identification of peptides actively secreted by zinc-deprived plants has translational value for sustainable agriculture, human health, and bioengineering approaches to enable tolerance to low zinc.