Amphibian tolerance to arsenic: microbiome-mediated insights.

Autor: Cordeiro IF; Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, 35400-000, Brazil., Lemes CGC; Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, 35400-000, Brazil., Sanchez AB; Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, 35400-000, Brazil., da Silva AK; Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, 35400-000, Brazil., de Paula CH; Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, 35400-000, Brazil., de Matos RC; Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, 35400-000, Brazil., Ribeiro DF; Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, 35400-000, Brazil., de Matos JP; Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, 35400-000, Brazil., Garcia CCM; Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, 35400-000, Brazil.; Laboratório de Genômica e Interação Bactérias-Ambiente, Departamento de Ciências Biológicas, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, 35400-000, Brazil., Beirão M; Departamento de Biodiversidade Evolução e Meio Ambiente, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Belo Horizonte, MG, 31270-901, Brazil., Becker CG; Department of Biology, One Health Microbiome Center, Center for Infectious Disease Dynamics, Huck Institutes of the Life Sciences, Pennsylvania State University, University Park, PA, 16802, USA., Pires MRS; Departamento de Biodiversidade Evolução e Meio Ambiente, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Belo Horizonte, MG, 31270-901, Brazil., Moreira LM; Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, 35400-000, Brazil. lmmorei@gmail.com.; Laboratório de Genômica e Interação Bactérias-Ambiente, Departamento de Ciências Biológicas, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, 35400-000, Brazil. lmmorei@gmail.com.
Jazyk: angličtina
Zdroj: Scientific reports [Sci Rep] 2024 May 03; Vol. 14 (1), pp. 10193. Date of Electronic Publication: 2024 May 03.
DOI: 10.1038/s41598-024-60879-w
Abstrakt: Amphibians are often recognized as bioindicators of healthy ecosystems. The persistence of amphibian populations in heavily contaminated environments provides an excellent opportunity to investigate rapid vertebrate adaptations to harmful contaminants. Using a combination of culture-based challenge assays and a skin permeability assay, we tested whether the skin-associated microbiota may confer adaptive tolerance to tropical amphibians in regions heavily contaminated with arsenic, thus supporting the adaptive microbiome principle and immune interactions of the amphibian mucus. At lower arsenic concentrations (1 and 5 mM As 3+ ), we found a significantly higher number of bacterial isolates tolerant to arsenic from amphibians sampled at an arsenic contaminated region (TES) than from amphibians sampled at an arsenic free region (JN). Strikingly, none of the bacterial isolates from our arsenic free region tolerated high concentrations of arsenic. In our skin permeability experiment, where we tested whether a subset of arsenic-tolerant bacterial isolates could reduce skin permeability to arsenic, we found that isolates known to tolerate high concentrations of arsenic significantly reduced amphibian skin permeability to this metalloid. This pattern did not hold true for bacterial isolates with low arsenic tolerance. Our results describe a pattern of environmental selection of arsenic-tolerant skin bacteria capable of protecting amphibians from intoxication, which helps explain the persistence of amphibian populations in water bodies heavily contaminated with arsenic.
(© 2024. The Author(s).)
Databáze: MEDLINE
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