Methylobacterium genome sequences: a reference blueprint to investigate microbial metabolism of C1 compounds from natural and industrial sources.

Stéphane Vuilleumier; Ludmila Chistoserdova; Ming-Chun Lee; Françoise Bringel; Aurélie Lajus; Yang Zhou; Benjamin Gourion; Valérie Barbe; Jean Chang; Stéphane Cruveiller; Carole Dossat; Will Gillett; Christelle Gruffaz; Eric Haugen; Edith Hourcade; Ruth Levy; Sophie Mangenot; Emilie Muller; Thierry Nadalig; Marco Pagni; Christian Penny; Rémi Peyraud; David G Robinson; David Roche; Zoé Rouy; Channakhone Saenampechek; Grégory Salvignol; David Vallenet; Zaining Wu; Christopher J Marx; Julia A Vorholt; Maynard V Olson; Rajinder Kaul; Jean Weissenbach; Claudine Médigue; Mary E Lidstrom

HAL : hal-00390607, version 1

PubMed : 19440302

PubMed Central : 2680597

DOI : 10.1371/journal.pone.0005584

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Methylobacterium genome sequences: a reference blueprint to investigate microbial metabolism of C1 compounds from natural and industrial sources.
Vuilleumier S., Chistoserdova L., Lee M.-C., Bringel F., Lajus A., Zhou Y., Gourion B., Barbe V., Chang J., Cruveiller S. et al
PLoS ONE 4, 5 (2009) e5584 - http://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00390607

Type de publication :

Articles dans des revues avec comité de lecture

Domaine :

Sciences du Vivant/Biochimie, Biologie Moléculaire

Titre :

Methylobacterium genome sequences: a reference blueprint to investigate microbial metabolism of C1 compounds from natural and industrial sources.

Auteur(s) :

Stéphane Vuilleumier ^1, 2, 3, Ludmila Chistoserdova, Ming-Chun Lee ^4, 5, 6, Françoise Bringel ³, Aurélie Lajus ^7, 8, Yang Zhou ^9, 10, 11, Benjamin Gourion, Valérie Barbe ^7, 8, 12, Jean Chang ^13, 14, 15, Stéphane Cruveiller ^7, 8, 12, Carole Dossat ¹², Will Gillett, Christelle Gruffaz ³, Eric Haugen, Edith Hourcade, Ruth Levy ^16, 17, 18, Sophie Mangenot ^3, 12, 19, Emilie Muller ^20, 21, 22, Thierry Nadalig ^3, 23, Marco Pagni, Christian Penny, Rémi Peyraud, David G Robinson ^24, 25, 26, David Roche ^27, 28, 29, Zoé Rouy ^7, 8, 12, Channakhone Saenampechek, Grégory Salvignol, David Vallenet ^8, 12, 30, Zaining Wu ^31, 32, Christopher J Marx, Julia A Vorholt, Maynard V Olson, Rajinder Kaul ^33, 34, 35, Jean Weissenbach ^7, 8, 12, Claudine Médigue ^7, 8, 12, Mary E Lidstrom

Laboratoire :

1 :	Centre of Ecology, Evolution and Biogeochemistry (CEEB)

	EAWAG

	Department of Fish Ecology and Evolution Swiss Federal Institute of aquatic Science and Technology (EAWAG) Seestrasse 79 6047-Kastanienbaum

	Suisse

2 :	EPFL Institut de Génie de l'environnement EPFL (EPFL)

	Université de Lausanne

	Suisse

3 :	Génétique moléculaire, génomique, microbiologie (GMGM)

	CNRS : UMR7156 – Université Louis Pasteur - Strasbourg I

	28 Rue Goethe 67083 STRASBOURG CEDEX

	France

4 :	EWHA Womans University (EWHA)

	http://www.swu.ac.kr/english

	EWHA

	139-774 Gongreung-Dong, Nowon-Gu, Seoul, South Korea

	Corée, République De

5 :	Laboratoire d'automatique et de génie des procédés (LAGP)

	http://www-lagep.univ-lyon1.fr

	Université Claude Bernard - Lyon I

	bat. CPE 308 G 43 Bvd du 11 Novembre 1918 69622 VILLEURBANNE CEDEX

	France

6 :	Department of Geographical and Earth Sciences

	University of Glasgow

	Gregory Building, Lilybank Gardens, Glasgow, G12 8QQ, U.K.

	Royaume-Uni

7 :	Structure et évolution des génomes (SEG)

	CNRS : UMR8030 – CNS – Université d'Evry-Val d'Essonne

	GENOSCOPE - CNS 2 rue gaston Crémieux - BP 5706 91057 EVRY CEDEX

	France

8 :	Génomique métabolique (UMR 8030)

	http://www.genoscope.cns.fr/spip/UMR-8030-de-Genomique-metabolique.html

	CNRS : UMR8030 – CEA : DSV/IG – Université d'Evry-Val d'Essonne

	2 rue Gaston Crémieux 91057 Evry Cedex

	France

9 :	Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute

	Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute

	Chine

10 :	Department of Ecology and Evolutionary Biology

	University of Kansas

	University of Kansas LAWRENCE, KS 66045

	États-Unis

11 :	Ningbo Institute of Technology (NIT)

	http://www.chinatefl.com/zhejiang/teach/zjnb.htm

	Zhejiang University

	1 Qianhu Road(s), Ningbo Higher Education Zone, Zhejiang Province, People's Republic of China

	Chine

12 :	Genoscope-Centre national de séquençage (GENOSCOPE)

	http://www.genoscope.cns.fr

	CEA : DSV/IG

	Genoscope-Centre National de Séquençage 2, rue Gaston Crémieux CP5706 91057 EVRY Cedex

	France

13 :	Institute of Hydrobiology - Chinese Academy of Sciences

	Marine and Estuarine Fisheries (Ministry of Agriculture)

	Wuhan Chine

	France

14 :	State Key Laboratory of Freshwater Ecology and Biotechnology, Institute of Hydrobiology

	Chinese Academy of Sciences

	State Key Laboratory of Freshwater Ecology and Biotechnology, Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, 430072, China

	Chine

15 :	Institute of Applied Mechanics

	National Taiwan University

	Taïwan, Province De Chine

16 :	Département de Mécanique des fluides et énergétique (ONERA - MFE)

	http://www.onera.fr/onera/mfe/

	ONERA

	29, avenue de la Division Leclerc BP 72 F-92322 Châtillon cedex

	France

17 :	Bureau d'économie théorique et appliquée (BETA)

	http://cournot.u-strasbg.fr/users/beta/beta.html

	CNRS : UMR7522 – Université Louis Pasteur - Strasbourg I

	P E G E 61 avenue de la Forêt Noire 67085 STRASBOURG CEDEX

	France

18 :	Neuro-anatomie fonctionnelle du comportement et de ses troubles

	INSERM : U610 – IFR70 – Université Pierre et Marie Curie [UPMC] - Paris VI

	GH Pitie-Salpetriere 47, Boulevard de L'Hopital 75651 Paris Cedex 13

	France

19 :	Centre National de Séquençage

	Université d'Evry-Val d'Essonne

	France

20 :	Laboratoire Hétéroéléments et Coordination (DCPH)

	http://www.polytechnique.fr/rech/lab/DCPH.html

	CNRS : UMR7653 – Polytechnique - X

	91128 PALAISEAU CEDEX

	France

21 :	Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (EcoLab)

	http://www.ecolab.ups-tlse.fr/

	PRES Université de Toulouse – Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT – Université Paul Sabatier [UPS] - Toulouse III – Observatoire Midi-Pyrénées – CNRS : UMR5245

	118 Route de Narbonne 31062 Toulouse

	France

22 :	Kirchhoff Institut für Physik

	http://www.kip.uni-heidelberg.de/

	Universität Heidelberg

	Im Neuenheimer Feld 227 D-69120 Heidelberg

	Allemagne

23 :	IFREMER (IFREMER)

	Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)

	France

24 :	University of Ulster

	University of Ulster

	Royaume-Uni

25 :	The Institute of Hydrology

	The Institute of Hydrology

	Royaume-Uni

26 :	Microbiologie cellulaire et moléculaire et pathogénicité (MCMP)

	http://www.u-bordeaux2.fr/recherche/labos/baltz.html

	CNRS : UMR5234 – Université Victor Segalen - Bordeaux II

	Bât. 3A - 1er etg 146 Rue Léo Saignat - 103 33076 BORDEAUX CEDEX

	France

27 :	Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE)

	http://www.lsce.ipsl.fr/

	CNRS : UMR8212 – CEA : DSM/LSCE – Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines

	LSCE-CEA-Orme des Merisiers (point courrier 129) F-91191 GIF-SUR-YVETTE CEDEX LSCE-Vallée Bât. 12, avenue de la Terrasse, F-91198 GIF-SUR-YVETTE CEDEX

	France

28 :	Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL)

	http://www.ipsl.jussieu.fr/

	CNRS : FR636 – Institut de recherche pour le développement [IRD] – CEA – CNES – INSU – Université Pierre et Marie Curie [UPMC] - Paris VI – Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines – Ecole normale supérieure de Paris - ENS Paris

	4 Place Jussieu 75252 PARIS CEDEX 05

	France

29 :	Department of Paleoclimatology and Geomorphology - Faculty of Earth and Life Sciences

	Vrije Universiteit Amsterdam

	Amsterdam

	Pays-Bas

30 :	Institut de biologie et chimie des protéines [Lyon] (IBCP)

	http://www.ibcp.fr

	CNRS : UMR5086 – Université Claude Bernard - Lyon I

	7 Passage du Vercors 69367 LYON CEDEX 07

	France

31 :	Laboratoire d'Electronique et des Technologies de l'Information (LETI)

	http://www-leti.cea.fr/

	CEA : DRT/LETI

	MINATEC 17, rue des Martyrs, 38054, Grenoble Cedex 9

	France

32 :	State Key Joint Laboratory of Environmental Simulation and Pollution Control

	College of Environmental Sciences and Engineering

	Chine

33 :	Institut fur Theorie der Kondensierten Materie

	Universität Karlsruhe

	76128 Karlsruhe

	Allemagne

34 :	Department of Physics

	Duke University

	Durham, NC 27708-0305

	États-Unis

35 :	Duke Physics

	http://www.phy.duke.edu/

	Duke University

	Dept. of Physics, Physics Bldg., Science Dr., Box 90305, Duke University, Durham, NC 27708

	États-Unis

Résumé :

BACKGROUND: Methylotrophy describes the ability of organisms to grow on reduced organic compounds without carbon-carbon bonds. The genomes of two pink-pigmented facultative methylotrophic bacteria of the Alpha-proteobacterial genus Methylobacterium, the reference species Methylobacterium extorquens strain AM1 and the dichloromethane-degrading strain DM4, were compared. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: The 6.88 Mb genome of strain AM1 comprises a 5.51 Mb chromosome, a 1.26 Mb megaplasmid and three plasmids, while the 6.12 Mb genome of strain DM4 features a 5.94 Mb chromosome and two plasmids. The chromosomes are highly syntenic and share a large majority of genes, while plasmids are mostly strain-specific, with the exception of a 130 kb region of the strain AM1 megaplasmid which is syntenic to a chromosomal region of strain DM4. Both genomes contain large sets of insertion elements, many of them strain-specific, suggesting an important potential for genomic plasticity. Most of the genomic determinants associated with methylotrophy are nearly identical, with two exceptions that illustrate the metabolic and genomic versatility of Methylobacterium. A 126 kb dichloromethane utilization (dcm) gene cluster is essential for the ability of strain DM4 to use DCM as the sole carbon and energy source for growth and is unique to strain DM4. The methylamine utilization (mau) gene cluster is only found in strain AM1, indicating that strain DM4 employs an alternative system for growth with methylamine. The dcm and mau clusters represent two of the chromosomal genomic islands (AM1: 28; DM4: 17) that were defined. The mau cluster is flanked by mobile elements, but the dcm cluster disrupts a gene annotated as chelatase and for which we propose the name "island integration determinant" (iid). CONCLUSION/SIGNIFICANCE: These two genome sequences provide a platform for intra- and interspecies genomic comparisons in the genus Methylobacterium, and for investigations of the adaptive mechanisms which allow bacterial lineages to acquire methylotrophic lifestyles.

Langue du texte
intégral :

Anglais

Journal :

PLoS ONE
Publisher	Public Library of Science
ISSN	1932-6203

Audience :

internationale

Date de publication :

2009

Date de publication
électronique :

18/05/2009

Volume :

Numéro :

Page, identifiant, ... :

e5584


hal-00390607, version 1
http://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00390607
oai:hal.archives-ouvertes.fr:hal-00390607
Contributeur : Nathalie De Hoest <>
Soumis le : Mardi 2 Juin 2009, 14:45:59
Dernière modification le : Lundi 22 Octobre 2012, 16:54:39