1. The complete genome of Blastobotrys (Arxula) adeninivorans LS3 - a yeast of biotechnological interest
- Author
-
Rüdiger Bode, Martin Mascher, Serge Casaregola, Anasua Sarkar, Guilhem Savel, Patrick Wincker, Valérie Barbe, Martin Giersberg, Marina Marcet-Houben, Keith Baronian, Nils Stein, Véronique Leh-Louis, Christine Sacerdot, Guy-Franck Richard, Jan Riechen, Ingrid Lafontaine, Jean Luc Souciet, Urs Hähnel, Eric Westhof, Joseph Schacherer, Uwe Scholz, Sebastian Worch, Sebastian Beier, Pascal Durrens, Erik Böer, Anke Trautwein-Schult, Christian Marck, Toni Gabaldón, Cécile Fairhead, Anja Hartmann, Claire Jubin, Bernard Dujon, Cécile Neuvéglise, Małgorzata Czernicka, Claudine Bleykasten, David James Sherman, Laurence Despons, Marie Laure Straub, Paul P. Jung, Marc Lemaire, Dagmara Jankowska, Tiphaine Martin, Benoit Vacherie, Emmanuel Talla, Agnès Thierry, José Almeida Cruz, André Goffeau, Gotthard Kunze, Claude Gaillardin, Philippe Baret, Guillaume Morel, Przemysław Piotr Gierski, Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research (IPK), Corrensstr. 3, Yeast Genetics, Leibniz Institute of Plant Research (IPK), MICrobiologie de l'ALImentation au Service de la Santé (MICALIS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech, Institute of Plant Biology and Biotechnology, University of Agriculture in Krakow, Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2, Models and Algorithms for the Genome ( MAGNOME), Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bioinformatics and Genomics Programme, Centre for Genomic Regulation (CRG), Universitat Pompeu Fabra [Barcelona], Architecture et Réactivité de l'ARN (ARN), Institut de biologie moléculaire et cellulaire (IBMC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de chimie bactérienne (LCB), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Biologie et de Technologies de Saclay (IBITECS), Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université catholique de Louvain, Institut des Sciences de la Vie, Institut de Génomique d'Evry (IG), Institut de Biologie François JACOB (JACOB), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Earth and Life Institute [Louvain-La-Neuve] (ELI), Université Catholique de Louvain (UCL), School of Biological Sciences, University of Canterbury, Institute of Biochemistry, Universität Greifswald - University of Greifswald, Université de Strasbourg (UNISTRA), Institut de génétique et microbiologie [Orsay] (IGM), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratory of Bioinformatics and Protein Engineering, International Institute of Molecular and Cell Biology in Warsaw, Génomique métabolique (UMR 8030), Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE), Génétique moléculaire, génomique, microbiologie (GMGM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Génétique Moléculaire des Levures, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Génétique moléculaire des levures (YMG), Microbiologie, adaptation et pathogénie (MAP), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), This work was supported in part by funding from the Consortium National de Recherche en Génomique (CNRG) to Génoscope, from CNRS (GDR 2354, Génolevures), ANR (ANR-05-BLAN-0331, GENARISE). The computing framework was supported by the funding of the University of Bordeaux 1, the Aquitaine Région in the program ' Génotypage et Génomique Comparée ' , the ACI IMPBIO ' Génolevures En Ligne ' and INRIA. We thank the System and Network Administration team in LaBRI for excellent help and advice. J.A.C. is supported by the PhD Program in Computational Biology of the Instituto Gulbenkian de Ciência, Portugal (sponsored by Fundação Calouste Gulbenkian, Siemens SA, and Fundação para a Ciência e Tecnologia, SFRH/BD/33528/2008). M.C. research was supported by a grant of the Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD). T.G. research was partly supported by a grant from the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (BIO2012-37161)., Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research [Gatersleben] (IPK-Gatersleben), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Universitat Pompeu Fabra [Barcelona] (UPF), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Université Catholique de Louvain = Catholic University of Louvain (UCL), Université Paris-Saclay-Institut de Biologie François JACOB (JACOB), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), University of Canterbury [Christchurch], International Institute of Molecular and Cell Biology [Warsaw] (IIMCB), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut Pasteur [Paris] (IP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Kunze, Gotthard, Neuvéglise, Cécile, UCL - SST/ELI/ELIA - Agronomy, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, and Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
- Subjects
Yarrowia lipolytica ,n-butanol ,yeast ,genome ,tannic acid ,metabolism ,biotechnology ,[SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology ,Technological development ,Butyric acid ,Applied Microbiology and Biotechnology ,Genome ,Blastobotrys ,Saccharomycotina ,[INFO.INFO-BT]Computer Science [cs]/Biotechnology ,N-butanol ,2. Zero hunger ,0303 health sciences ,biology ,Segmental duplications ,Genomics ,Phylogenetics ,General Energy ,Biochemistry ,Biotechnology ,Nitrogen ,Saccharomyces cerevisiae ,Biotecnologia agrícola ,Computational biology ,Management, Monitoring, Policy and Law ,Biotechnological potentials ,Arxula ,Arxula adeninivorans ,03 medical and health sciences ,Carbon and nitrogen ,030304 developmental biology ,Saccharomycetes ,Comparative genomics ,Tannic acid ,030306 microbiology ,Renewable Energy, Sustainability and the Environment ,Protein ,Research ,Fundamental studies ,Yarrowia ,Llevats -- Genètica ,biology.organism_classification ,Yeast ,Carbon ,Metabolism ,Genes ,Organic acid - Abstract
Background: The industrially important yeast Blastobotrys (Arxula) adeninivorans is an asexual hemiascomycete phylogenetically very distant from Saccharomyces cerevisiae. Its unusual metabolic flexibility allows it to use a wide range of carbon and nitrogen sources, while being thermotolerant, xerotolerant and osmotolerant./nResults: The sequencing of strain LS3 revealed that the nuclear genome of A. adeninivorans is 11.8 Mb long and consists of four chromosomes with regional centromeres. Its closest sequenced relative is Yarrowia lipolytica, although mean conservation of orthologs is low. With 914 introns within 6116 genes, A. adeninivorans is one of the most intron-rich hemiascomycetes sequenced to date. Several large species-specific families appear to result from multiple rounds of segmental duplications of tandem gene arrays, a novel mechanism not yet described in yeasts. An analysis of the genome and its transcriptome revealed enzymes with biotechnological potential, such as two extracellular tannases (Atan1p and Atan2p) of the tannic-acid catabolic route, and a new pathway for the assimilation of n-butanol via butyric aldehyde and butyric acid. Conclusions: The high-quality genome of this species that diverged early in Saccharomycotina will allow further fundamental studies on comparative genomics, evolution and phylogenetics. Protein components of different pathways for carbon and nitrogen source utilization were identified, which so far has remained unexplored in yeast, offering clues for further biotechnological developments. In the course of identifying alternative microorganisms for biotechnological interest, A. adeninivorans has already proved its strengthened competitiveness as a promising cell factory for many more applications. This work was supported in part by funding from the Consortium National de Recherche en Génomique (CNRG) to Génoscope, from CNRS (GDR 2354, Génolevures), ANR (ANR-05-BLAN-0331, GENARISE). The computing framework was supported by the funding of the University of Bordeaux 1, the Aquitaine Région in the program “Génotypage et Génomique Comparée”, the ACI IMPBIO “Génolevures En Ligne” and INRIA. We thank the System and Network Administration team in LaBRI for excellent help and advice. J.A.C. is supported by the PhD Program in Computational Biology of the Instituto Gulbenkian de Ciência, Portugal (sponsored by Fundação Calouste Gulbenkian, Siemens SA, and Fundação para a Ciência e Tecnologia; SFRH/BD/33528/2008). M.C. research was supported by a grant of the Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD). T.G. research was partly supported by a grant from the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (BIO2012-37161). B.D. is a member of Institut Universitaire de France
- Published
- 2014