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Grace Borlee
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Galbut virus infection minimally influences Drosophila melanogaster fitness traits in a strain and sex-dependent manner

Shaun Cross et al.May 19, 2021
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Abstract Galbut virus (family Partitiviridae ) infects Drosophila melanogaster and can be transmitted vertically from infected mothers or infected fathers with near perfect efficiency. This form of super-Mendelian inheritance should drive infection to 100% prevalence, and indeed galbut virus is ubiquitous in wild D. melanogaster populations. But on average only about 60% of individual flies are infected. One possible explanation for this apparent paradox is that a subset of flies are resistant to infection. Although galbut virus infected flies seem healthy, infection may be sufficiently costly to drive selection for resistant hosts, thereby decreasing overall prevalence. To test this hypothesis, we quantified a variety of fitness-related traits in galbut virus infected flies from two lines from the Drosophila Genetic Reference Panel (DGRP). Galbut virus infected flies had slightly decreased average lifespan and total offspring production, but these decreases were mostly not statistically significant. Galbut virus DGRP-517 flies pupated and eclosed slightly faster than their uninfected counterparts. Some galbut virus infected flies exhibited altered sensitivity to viral, bacterial, and fungal pathogens. Galbut virus infection produced minimal changes to host mRNA levels as measured by RNA sequencing, consistent with minimal phenotypic changes. The microbiome composition of flies was not measurably perturbed by galbut virus infection. Differences in phenotype attributable to galbut virus infection varied as a function of fly sex and DGRP strain and were generally dwarfed by larger differences attributable to strain and sex. Thus, galbut virus infection does produce measurable phenotypic changes, with changes being minor, offsetting, and possibly net negative. Importance Virology has largely focused on viruses that cause unmistakable phenotypic changes. But metagenomic surveys are revealing that persistent virus infections are extremely common, even in apparently healthy organisms. The extent to which these persistent viruses impact host fitness and evolution remains largely unclear. Here we study fitness impacts of a partitivirus named galbut virus that is ubiquitous in wild D. melanogaster populations. Despite efficient biparental vertical transmission, galbut virus is present in only just over half of wild flies. We quantified various fitness-related traits in galbut virus infected and uninfected fly lines and found that infection produced small but measurable changes in host phenotype that in aggregate may reduce fly fitness. Further studies that take advantage of this virus that naturally infects a premier model organism that is easy to study in the wild will shed further light on the persistent virus-host dynamics that may actually represent most viral infections.
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Disruption of c-di-GMP signaling networks unlocks cryptic expression of secondary metabolites during biofilm growth in Burkholderia pseudomallei

Grace Borlee et al.Dec 13, 2021
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Abstract The regulation and production of secondary metabolites during biofilm growth of Burkholderia spp. is not well understood. To learn more about the crucial role and regulatory control of cryptic molecules produced during biofilm growth, we disrupted c-di-GMP signaling in Burkholderia pseudomallei, a soil-borne bacterial saprophyte and the etiologic agent of melioidosis. Our approach to these studies combined transcriptional profiling with genetic deletions that targeted key c-di-GMP regulatory components to characterize responses to changes in temperature. Mutational analyses and conditional expression studies of c-di-GMP genes demonstrates their contribution to phenotypes such as biofilm formation, colony morphology, motility, and expression of secondary metabolite biosynthesis when grown as a biofilm at different temperatures. RNA-seq analysis was performed at varying temperatures in a ΔII2523 mutant background that is responsive to temperature alterations resulting in hypo- and hyper-biofilm forming phenotypes. Differential regulation of genes was observed for polysaccharide biosynthesis, secretion systems, and nonribosomal peptide and polyketide synthase (NRPS/PKS) clusters in response to temperature changes. Deletion mutations of biosynthetic gene clusters (BGCs) clusters 2, 11, 14 (syrbactin), and 15 (malleipeptin) in wild-type and ΔII2523 backgrounds also reveals the contribution of these BGCs to biofilm formation and colony morphology in addition to inhibition of Bacillus subtilis and Rhizoctonia solani . Our findings suggest that II2523 impacts the regulation of genes that contribute to biofilm formation and competition. Characterization of cryptic BGCs under differing environmental conditions will allow for a better understanding of the role of secondary metabolites in the context of biofilm formation and microbe-microbe interactions. Importance Burkholderia pseudomallei is a saprophytic bacterium residing in the environment that switches to a pathogenic lifestyle during infection of a wide range of hosts. The environmental cues that serve as the stimulus to trigger this change are largely unknown. However, it is well established that the cellular level of c-di-GMP, a secondary signal messenger, controls the switch from growth as planktonic cells to growth as a biofilm. Disrupting the signaling mediated by c-di-GMP allows for a better understanding of the regulation and the contribution of the surface associated and secreted molecules that contribute to the various lifestyles of this organism. The genome of B. pseudomallei also encodes cryptic biosynthetic gene clusters predicted to encode small molecules that potentially contribute to growth as a biofilm, adaptation, and interactions with other organisms. A better understanding of the regulation of these molecules is crucial to understanding how this versatile pathogen alters its lifestyle.