Cycle du soufre et interactions hôte-virus dans les biofilms dominés par Aquificales des écosystèmes les plus chauds de Yellowstone

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doi: 10.1038 / s41396-021-01132-4.

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Affiliations

Élément dans le presse-papiers

Luke J McKay et al.

ISME J.


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Résumé

Les liens modernes entre les processus magmatiques, géochimiques et géobiologiques fournissent des indices sur l’importance des thermophiles dans l’origine des cycles biogéochimiques. Le but de cette étude était d’identifier les principales interactions chimioautotrophes et hôte-virus impliquées dans la colonisation microbienne et le cycle biogéochimique au niveau des évents sous-lacustres dominés par la vapeur qui représentent les écosystèmes mesurés les plus chauds du parc national de Yellowstone (~ 140 ° C). Des communautés microbiennes filamenteuses exposées à des gradients thermiques et géochimiques extrêmes ont été échantillonnées à l’aide d’un véhicule télécommandé et soumises à un séquençage aléatoire du métagénome et à des analyses microscopiques. Sulfurihydrogenibium (phylum aquificae) était la lignée prédominante (jusqu’à 84 % d’abondance relative) détectée dans les évents qui déversaient des niveaux élevés de H dissous2, H2S et CO2. Les analyses métaboliques ont indiqué la fixation du carbone par Sulfurihydrogenibium spp. a été alimenté par l’oxydation du soufre réduit et de H2, qui fournit du carbone organique aux membres hétérotrophes de la communauté. Des génomes de Sulfurihydrogenibium très variables ont suggéré l’importance de la diversité intra-population sous des pressions environnementales et virales extrêmes. De nombreux virus lytiques (principalement des taxons non classés) étaient associés à diverses archées et bactéries dans la communauté des évents. Cinq génomes de virus non cultivés à ADNdb circulaire (UViG) d’une longueur d’environ 40 kpb ont été liés au génome assemblé par le métagénome de Sulfurihydrogenibium (MAG) par des correspondances d’espacement CRISPR. Quatre UViG contenaient une architecture génomique cohérente et formaient un groupe monophylétique avec le genre Pyrovirus récemment proposé au sein des Caudovirales. Sulfurihydrogenibium spp. contenait également des puces CRISPR liées à l’ADN plasmidique avec des gènes pour un nouveau système de filaments de type IV et une porine -baril hautement exprimée. Une suite diversifiée de systèmes de sécrétion transcrits était cohérente avec les analyses microscopiques directes, qui ont révélé une matrice extracellulaire étendue probablement critique pour la structure et la fonction de la communauté. Nous émettons l’hypothèse que ces attributs sont fondamentaux pour l’établissement et la survie des communautés microbiennes dans des environnements très turbulents et à gradient extrême.

© 2021. Les auteurs, sous licence exclusive de la Société internationale d’écologie microbienne.

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