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HAL-CNRSCNRS scientific publications |
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Journal articles
Comparative genomic analysis provides insights into the evolution and niche adaptation of marine Magnetospira sp. QH-2 strain
Boyang Ji
1
Sheng-Da Zhang
1
Pascal Arnoux
2, 3
Zoe Rouy
4
François Alberto
1
Nadège Philippe
5
Dorothée Murat
1
Wei-Jia Zhang
1
Jean-Baptiste Rioux
3
Nicolas Ginet
3, 1
Monique Sabaty
2, 3
Sophie Mangenot
6
Nathalie Pradel
7
Jiesheng Tian
Jing Yang
8
Lichen Zhang
9
Wenyan Zhang
10
Hongmiao Pan
10
Bernard Henrissat
11
Pedro Coutinho
11
Ying Li
12
Tian Xiao
13
Claudine Médigue
14
Valérie Barbe
6
David Pignol
2, 3
Emmanuel Talla
1
Long-Fei Wu
1
3
MEM - Microbiologie Environnementale et Moléculaire
BIAM - Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) : DRF/BIAM
François Alberto 1
Author IdHAL : francois-alberto ORCID : https://orcid.org/0000-0002-0596-6694
Nadège Philippe 5
Author
Dorothée Murat 1
Author
Wei-Jia Zhang 1
Author
Jean-Baptiste Rioux 3
Author
Nicolas Ginet 3, 1
Author IdHAL : nicolas-ginet ORCID : https://orcid.org/0000-0002-5544-4376
Monique Sabaty 2, 3
Author
Sophie Mangenot 6
Author
Nathalie Pradel 7
Author IdHAL : nathalie-pradel
Jiesheng Tian
Author
Jing Yang 8
Author
Lichen Zhang 9
Author
Wenyan Zhang 10
Author
Hongmiao Pan 10
Author
Bernard Henrissat 11
Author
Pedro M Coutinho 11
Author
David Pignol 2, 3
Author
Emmanuel Talla 1
Author
Long-Fei Wu 1
Author IdHAL : long-fei-wu ORCID : https://orcid.org/0000-0002-8993-4138
1
LCB - Laboratoire de chimie bactérienne (31 Chemin Joseph Aiguier 13402 MARSEILLE CEDEX 20 - France)
- AMU - Aix Marseille Université : UMR7283 (Aix-Marseille Université Jardins du Pharo 58 Boulevard Charles Livon 13284 Marseille cedex 7 - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7283 (France)
2
BIAM - Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (Anciennement "Institut de Biologie Environnementale et Biotechnologie (IBEB)"
Centre CEA Cadarache
13108 Saint Paul lez Durance
- France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR 7265 (France)
- AMU - Aix Marseille Université : UMR 7265 (Aix-Marseille Université Jardins du Pharo 58 Boulevard Charles Livon 13284 Marseille cedex 7 - France)
- DRF (CEA) - Direction de Recherche Fondamentale (CEA) : DRF/BIAM (Direction de Recherche Fondamentale
Fundamental Research Division
CEA Saclay
91191 Gif-sur-Yvette
- France)
- CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (Centre de Saclay Centre de Grenoble Centre de Cadarache etc - France)
3
MEM - Microbiologie Environnementale et Moléculaire (ex-LBC (Laboratoire de Bioénergétique Cellulaire) - France)
- BIAM - Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) : DRF/BIAM (Anciennement "Institut de Biologie Environnementale et Biotechnologie (IBEB)"
Centre CEA Cadarache
13108 Saint Paul lez Durance
- France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR 7265 (France)
- AMU - Aix Marseille Université : UMR 7265 (Aix-Marseille Université Jardins du Pharo 58 Boulevard Charles Livon 13284 Marseille cedex 7 - France)
- DRF (CEA) - Direction de Recherche Fondamentale (CEA) : DRF/BIAM (Direction de Recherche Fondamentale
Fundamental Research Division
CEA Saclay
91191 Gif-sur-Yvette
- France)
- CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (Centre de Saclay Centre de Grenoble Centre de Cadarache etc - France)
4
UMR 8030 - Génomique métabolique (GENOSCOPE, 2 rue Gaston Crémieux 91057 Evry Cedex - France)
- GENOSCOPE - Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] : DRF/JACOB (2, rue Gaston Crémieux CP5706 91057 EVRY Cedex - France)
- DRF (CEA) - Direction de Recherche Fondamentale (CEA) : DRF/JACOB (Direction de Recherche Fondamentale
Fundamental Research Division
CEA Saclay
91191 Gif-sur-Yvette
- France)
- CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (Centre de Saclay Centre de Grenoble Centre de Cadarache etc - France)
- Université Paris-Saclay (Espace Technologique, Bat. Discovery - RD 128 - 2e ét., 91190 Saint-Aubin - France)
- DRF (CEA) - Direction de Recherche Fondamentale (CEA) : DRF/JACOB (Direction de Recherche Fondamentale
Fundamental Research Division
CEA Saclay
91191 Gif-sur-Yvette
- France)
- UEVE - Université d'Évry-Val-d'Essonne (Boulevard François Mitterrand 91025 Evry Cedex - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR8030 (France)
5
LAPM - Laboratoire Adaptation et pathogénie des micro-organismes [Grenoble] (Institut Jean Roget BP 170 38042 GRENOBLE CEDEX 9 - France)
- UJF - Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (BP 53 - 38041 Grenoble Cedex 9 - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR5163 (France)
6
IG - Institut de Génomique d'Evry (2 rue Gaston Crémieux CP5706 91057 EVRY CEDEX - France)
- JACOB - Institut de Biologie François JACOB : DRF/JACOB (DRF
CEA
Fontenay-aux-Roses - France)
- DRF (CEA) - Direction de Recherche Fondamentale (CEA) : DRF/JACOB (Direction de Recherche Fondamentale
Fundamental Research Division
CEA Saclay
91191 Gif-sur-Yvette
- France)
- CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (Centre de Saclay Centre de Grenoble Centre de Cadarache etc - France)
- DRF (CEA) - Direction de Recherche Fondamentale (CEA) : DRF/JACOB (Direction de Recherche Fondamentale
Fundamental Research Division
CEA Saclay
91191 Gif-sur-Yvette
- France)
- Université Paris-Saclay (Espace Technologique, Bat. Discovery - RD 128 - 2e ét., 91190 Saint-Aubin - France)
7
MIO - Institut méditerranéen d'océanologie (M.I.O. Institut Méditerranéen d'Océanologie
Bâtiment Méditerranée
163 Avenue de Luminy
13288 Marseille - France)
- IRD - Institut de Recherche pour le Développement : UMR_D235 (Siège Le Sextant 44, bd de Dunkerque CS 90009 13572 Marseille cedex 02 - France)
- AMU - Aix Marseille Université : UM110 (Aix-Marseille Université Jardins du Pharo 58 Boulevard Charles Livon 13284 Marseille cedex 7 - France)
- INSU - CNRS - Institut national des sciences de l'Univers : UMR7294 (INSU-CNRS 3 rue Michel-Ange, 75794 Paris Cedex 16 - France)
- UTLN - Université de Toulon : UMR7294 (Avenue de l'Université - BP 20132 - 83957 La Garde Cedex - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7294 (France)
8
Institute of Computing Technology (Xiangtan - China)
9
CIML - Centre d'Immunologie de Marseille - Luminy (Parc scientifique et technologique de Luminy - 163, avenue de Luminy - Case 906 - 13288 Marseille cedex 09 - France)
- AMU - Aix Marseille Université : UM 2 (Aix-Marseille Université Jardins du Pharo 58 Boulevard Charles Livon 13284 Marseille cedex 7 - France)
- INSERM - Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale : UMR_S 1104 (101, rue de Tolbiac, 75013 Paris - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7280 (France)
10
Chinese Academy of Sciences [Qingdao] (China)
11
AFMB - Architecture et fonction des macromolécules biologiques (Faculté des Sciences de Luminy - ESIL 163 avenue de Luminy CP 925 13288 MARSEILLE CEDEX 09 - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7257 (France)
- AMU - Aix Marseille Université : UMR7257 (Aix-Marseille Université Jardins du Pharo 58 Boulevard Charles Livon 13284 Marseille cedex 7 - France)
- INRA - Institut National de la Recherche Agronomique : USC1408 (France)
12
SDAU - Shandong Agricultural University (Daizong Road No.61,Taian,Shandong,China - China)
13
IOCAS - CAS Institute of Oceanology (7 Nanhai Road, Qingdao, Shandong 266071 - China)
- CAS - Chinese Academy of Sciences [Beijing] (52 Sanlihe Rd., Beijing, 100864 - China)
14
INSB - Institut des sciences biologiques (France)
Abstract : Magnetotactic bacteria (MTB) are capable of synthesizing intracellular organelles, the magnetosomes, that are membrane-bounded magnetite or greigite crystals arranged in chains. Although MTB are widely spread in various ecosystems, few axenic cultures are available, and only freshwater Magnetospirillum spp. have been genetically analysed. Here, we present the complete genome sequence of a marine magnetotactic spirillum, Magnetospira sp. QH-2. The high number of repeats and transposable elements account for the differences in QH-2 genome structure compared with other relatives. Gene cluster synteny and gene correlation analyses indicate that the insertion of the magnetosome island in the QH-2 genome occurred after divergence between freshwater and marine magnetospirilla. The presence of a sodium-quinone reductase, sodium transporters and other functional genes are evidence of the adaptive evolution of Magnetospira sp. QH-2 to the marine ecosystem. Genes well conserved among freshwater magnetospirilla for nitrogen fixation and assimilatory nitrate respiration are absent from the QH-2 genome. Unlike freshwater Magnetospirillum spp., marine Magnetospira sp. QH-2 neither has TonB and TonB-dependent receptors nor does it grow on trace amounts of iron. Taken together, our results show a distinct, adaptive evolution of Magnetospira sp. QH-2 to marine sediments in comparison with its closely related freshwater counterparts.
Document type :
Journal articles
Domain :
Complete list of metadatas
https://hal-cnrs.archives-ouvertes.fr/hal-02463127
Contributor : Nathalie Pradel <>
Submitted on : Friday, January 31, 2020 - 5:04:32 PM
Last modification on : Thursday, December 3, 2020 - 5:12:04 PM
Contributor : Nathalie Pradel <>
Submitted on : Friday, January 31, 2020 - 5:04:32 PM
Last modification on : Thursday, December 3, 2020 - 5:12:04 PM
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Identifiers
- HAL Id : hal-02463127, version 1
- DOI : 10.1111/1462-2920.12180
- PUBMED : 23841906
Collections
Citation
Boyang Ji, Sheng-Da Zhang, Pascal Arnoux, Zoe Rouy, François Alberto, et al.. Comparative genomic analysis provides insights into the evolution and niche adaptation of marine Magnetospira sp. QH-2 strain. Environmental Microbiology, Wiley-Blackwell, 2014, 16 (2), pp.525-544. ⟨10.1111/1462-2920.12180⟩. ⟨hal-02463127⟩
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