Old Compound, New Context: Naftociclinones Mediate Microbial Competition in Wild Bee Nests

O que aconteceu

Embora milhares de metabólitos microbianos especializados tenham sido identificados, as funções ecológicas da maioria permanecem desconhecidas. As naftociclinonas são antibióticos policetídicos aromáticos descobertos há mais de cinco décadas, mas seu papel biológico permaneceu elusivo. Investigando a comunidade microbiana da abelha hera oligoléctica (Colletes hederae), uma comunidade bacteriana que incluiu várias espécies de Streptomyces e membros da classe Bacilli foi recuperado das provisões de ninho fermentado. Um isolado de Streptomyces, B-004T (DSM 121525T = LMG 34598T), foi identificado como representando uma nova espécie baseada em estudos taxonômicos polifásicos, para os quais é proposto o nome Streptomyces hederae sp. nov.. Essa cepa mostrou potente atividade antibacteriana contra bactérias Gram-positivas co-isoladas, bem como larvas de Paenibacillus, o agente causador do flowbrood americano. O fraccionamento guiado por bioensaio acoplado à análise de espectrometria de massa por cromatografia líquida levou à identificação de congéneres de naftociclinona como metabólitos ativos. O sequenciamento do genoma inteiro e a mineração do genoma revelaram um agrupamento gene biossintético da policetide sintetase tipo II intimamente relacionado à via naftociclinona caracterizada. A deleção direcionada do gene da cetossintase codificada por cluster (B-004 07360) aboliu a produção de naftociclinona e resultou na perda completa da atividade antibacteriana, enquanto a superexpressão heteróloga do gene da proteína reguladora antibiótica Streptomyces papR2 aumentou significativamente a produção de antibióticos, confirmando a função do cluster do gene biossintético naftociclinona. Além disso, a biossíntese da naftociclinona foi induzida por isolados bacterianos simpátricos de ninhos de abelhas. Juntos, nossos achados fornecem as primeiras evidências para uma função ecológica das naftociclinonas como mediadoras da competição bacteriana em ninhos de abelhas selvagens e destacam seu potencial como substâncias antimicrobianas contra larvas de P.