Phase-variable capsular polysaccharides and lipoproteins modify bacteriophage susceptibility in Bacteroides thetaiotaomicron

拟杆菌 噬菌体 生物 拟杆菌 细菌 微生物学 多糖 生物化学 化学 基因 遗传学 大肠杆菌
作者
Nathan T. Porter,Andrew J. Hryckowian,Bryan D. Merrill,Jaime J. Fuentes,Jackson O. Gardner,Robert W. P. Glowacki,Shaleni Singh,Ryan Crawford,Evan S. Snitkin,Justin L. Sonnenburg,Eric C. Martens
出处
期刊:Nature microbiology [Nature Portfolio]
卷期号:5 (9): 1170-1181 被引量:100
标识
DOI:10.1038/s41564-020-0746-5
摘要

A variety of cell surface structures dictate interactions between bacteria and their environment, including their viruses (bacteriophages). Members of the human gut Bacteroidetes characteristically produce several phase-variable capsular polysaccharides (CPSs), but their contributions to bacteriophage interactions are unknown. To begin to understand how CPSs have an impact on Bacteroides-phage interactions, we isolated 71 Bacteroides thetaiotaomicron-infecting bacteriophages from two locations in the United States. Using B. thetaiotaomicron strains that express defined subsets of CPSs, we show that CPSs dictate host tropism for these phages and that expression of non-permissive CPS variants is selected under phage predation, enabling survival. In the absence of CPSs, B. thetaiotaomicron escapes bacteriophage predation by altering expression of eight distinct phase-variable lipoproteins. When constitutively expressed, one of these lipoproteins promotes resistance to multiple bacteriophages. Our results reveal important roles for Bacteroides CPSs and other cell surface structures that allow these bacteria to persist under bacteriophage predation, and hold important implications for using bacteriophages therapeutically to target gut symbionts.
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