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Structure, Function, and Evolution of the Thiomonas spp. Genome

Authors :
Florence Hommais
Jean Weissenbach
Odile Bruneel
Emmanuel Talla
Philippe N. Bertin
Patricia Siguier
Daniel Muller
Jean-Yves Coppée
Caroline Proux
Stéphanie Weiss
Valérie Barbe
Florence Arsène-Ploetze
Marie Marchal
Gregory Salvignol
Audrey Heinrich-Salmeron
Zoé Rouy
Fabienne Battaglia-Brunet
Didier Lièvremont
Christopher G. Bryan
Caroline Michel
Philippe Ortet
Sandrine Koechler
Céline Brochier-Armanet
Jessica Cleiss-Arnold
Mohamed Barakat
Michael Chandler
Stéphane Cruveiller
Djamila Slyemi
Aurélie Lieutaud
Catherine Joulian
Evelyne Krin
Violaine Bonnefoy
David Roche
Claudine Médigue
Mathieu Erhardt
Génétique moléculaire, génomique, microbiologie (GMGM)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Puces à ADN (Plate-Forme 2) (PF2)
Institut Pasteur [Paris]
Laboratoire de microbiologie et génétique moléculaires (LMGM)
Centre de Biologie Intégrative (CBI)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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 Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM)
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)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Génomique d'Evry (IG)
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)-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
Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)
Hydrosciences Montpellier (HSM)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de biologie moléculaire des plantes (IBMP)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)
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)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Génétique des Génomes Bactériens
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pasteur [Paris]
Dynamique, évolution et expression de génomes de microorganismes (DEEGM)
Université Louis Pasteur - Strasbourg I-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557 (LEM)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)
Génomique métabolique (UMR 8030)
Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE)
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-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)
Structure et évolution des génomes (SEG)
CNS-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-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)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
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 Pasteur [Paris] (IP)
Laboratoire de microbiologie et génétique moléculaires - UMR5100 (LMGM)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Université Paris-Saclay-Institut de Biologie François JACOB (JACOB)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Pasteur [Paris] (IP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Lyon-Université de Lyon-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
PLoS Genetics, PLoS Genetics, Public Library of Science, 2010, 6 (2), pp.e1000859. ⟨10.1371/journal.pgen.1000859⟩, PLoS Genetics, 2010, 6 (2), pp.e1000859. ⟨10.1371/journal.pgen.1000859⟩, PLoS Genetics, Vol 6, Iss 2, p e1000859 (2010)
Publication Year :
2010
Publisher :
Public Library of Science (PLoS), 2010.

Abstract

Bacteria of the Thiomonas genus are ubiquitous in extreme environments, such as arsenic-rich acid mine drainage (AMD). The genome of one of these strains, Thiomonas sp. 3As, was sequenced, annotated, and examined, revealing specific adaptations allowing this bacterium to survive and grow in its highly toxic environment. In order to explore genomic diversity as well as genetic evolution in Thiomonas spp., a comparative genomic hybridization (CGH) approach was used on eight different strains of the Thiomonas genus, including five strains of the same species. Our results suggest that the Thiomonas genome has evolved through the gain or loss of genomic islands and that this evolution is influenced by the specific environmental conditions in which the strains live.<br />Author Summary Recent advances in the field of arsenic microbial metabolism have revealed that bacteria colonize a large panel of highly contaminated environments. Belonging to the order of Burkholderiales, Thiomonas strains are ubiquitous in arsenic-contaminated environments. The genome of one of them, i.e. Thiomonas sp. 3As, was deciphered and compared to the genome of several other Thiomonas strains. We found that their flexible gene pool evolved to allow both the surviving and growth in their peculiar environment. In particular, the acquisition by strains of the same species of different genomic islands conferred heavy metal resistance and metabolic idiosyncrasies. Our comparative genomic analyses suggest that the natural environment influences the genomic evolution of these bacteria. Importantly, these results highlight the genomic variability that may exist inside a taxonomic group, enlarging the concept of bacterial species.

Details

ISSN :
15537404 and 15537390
Volume :
6
Database :
OpenAIRE
Journal :
PLoS Genetics
Accession number :
edsair.doi.dedup.....a8947a93a8745a443153d7448e4f2d35
Full Text :
https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1000859