Host macrocyclic acylcarnitines mediate symbiotic interactions between frogs and their skin microbiome

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Brunetti, Andres E. ; Lyra, Mariana L. ; Bauermeister, Anelize ; Bunk, Boyke ; Boedeker, Christian ; Muesken, Mathias ; Neto, Fausto Carnevale ; Mendonca, Jacqueline Nakau ; Caraballo-Rodriguez, Andres Mauricio ; Melo, Weilan G. P. ; Pupo, Monica T. ; Haddad, Celio F. B. ; Cabrera, Gabriela M. ; Overmann, Joerg ; Lopes, Norberto P.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: ISCIENCE; v. 26, n. 11, p. 20-pg., 2023-10-16.

Resumo

The host-microbiome associations occurring on the skin of vertebrates significantly influence hosts' health. However, the factors mediating their interactions remain largely unknown. Herein, we used integrated technical and ecological frameworks to investigate the skin metabolites sustaining a beneficial symbiosis between tree frogs and bacteria. We characterize macrocyclic acylcarnitines as the major metabolites secreted by the frogs' skin and trace their origin to an enzymatic unbalance of carnitine palmitoyltransferases. We found that these compounds colocalize with bacteria on the skin surface and are mostly represented by members of the Pseudomonas community. We showed that Pseudomonas sp. MPFS isolated from frogs' skin can exploit acylcarnitines as its sole carbon and nitrogen source, and this metabolic capability is widespread in Pseudomonas. We summarize frogs' multiple mechanisms to filter environmental bacteria and highlight that acylcarnitines likely evolved for another function but were co-opted to provide nutritional benefits to the symbionts. (AU)

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• Beneficiário: Leonor Patricia Cerdeira Morellato
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 20/02207-5 - Inventariando o metabolismo secundário através da metabolômica: contribuição para a valoração da biodiversidade brasileira
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• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOTA - Temático
• Processo FAPESP: 17/23725-1 - Análise genômico de bactérias simbióticas de pele em pererecas como fonte potencial de compostos voláteis
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• Processo FAPESP: 12/21803-1 - Eliciação da biossíntese de produtos naturais a partir da interação de micro-organismos endofíticos
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• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 14/50265-3 - Metabolismo e distribuição de xenobióticos naturais e sintéticos: da compreensão dos processos reacionais à geração de imagens teciduais
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• Beneficiário: Andrés Eduardo Brunetti
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• Beneficiário: Anelize Bauermeister
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 14/01651-8 - Eliciação da biossíntese de produtos naturais a partir da interação de micro-organismos endofíticos
• Beneficiário: Andrés Mauricio Caraballo Rodríguez
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 15/01001-6 - Descobrindo a diversidade simbionte bacteriana associada com formigas agricultoras em diferentes biomas brasileiros
• Beneficiário: Weilan Gomes da Paixão Melo
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• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOTA - Temático