Single-cell genomics of multiple uncultured stramenopiles reveals underestimated functional diversity across oceans
Yoann Seeleuthner
(1)
,
Samuel Mondy
(1)
,
Vincent Lombard
(2)
,
Quentin Carradec
(3)
,
Eric Pelletier
(3)
,
Marc Wessner
(4)
,
Jade Leconte
(3)
,
Jean-François Mangot
(5)
,
Julie Poulain
(3)
,
Karine Labadie
(6)
,
Ramiro Logares
(7)
,
Shinichi Sunagawa
(8)
,
Véronique de Berardinis
(9)
,
Marcel Salanoubat
(9)
,
Céline Dimier
(10)
,
Stefanie Kandels-Lewis
(8)
,
Marc Picheral
(11, 12)
,
Sarah Searson
(13)
,
Stéphane Pesant
(14, 15)
,
Nicole Poulton
(16)
,
Ramunas Stepanauskas
(16)
,
Peer Bork
(8)
,
Chris Bowler
(10)
,
Pascal Hingamp
(17)
,
Matthew B. Sullivan
(18)
,
Daniele Iudicone
(19)
,
Ramon Massana
(7)
,
Jean-Marc Aury
(4)
,
Bernard Henrissat
(20, 21)
,
Eric Karsenti
(10, 13, 14, 15)
,
Olivier Jaillon
(3)
,
Mike Sieracki
(22)
,
Colomban de Vargas
(23)
,
Patrick Wincker
(3)
,
Silvia G. Acinas
(7)
,
Emmanuel Boss
(24)
,
Michael Follows
(25)
,
Gabriel Gorsky
(15)
,
Nigel Grimsley
(26)
,
Lee Karp-Boss
(24)
,
Uros Krzic
(8)
,
Fabrice Not
(23)
,
Jeroen Raes
(27)
,
Emmanuel G. Reynaud
(28)
,
Christian Sardet
(15, 29)
,
Sabrina Speich
(30, 31)
,
Lars Stemmann
(15)
,
Jean Weissenbach
(3)
,
Didier Velayoudon
(32)
1
LAGE -
Laboratoire d'Analyses Génomiques des Eucaryotes
2 AFMB - Architecture et fonction des macromolécules biologiques
3 UMR 8030 - Génomique métabolique
4 LBGB - Laboratoire de Bioinformatique pour la Génomique et la Biodiversité
5 LMGE - Laboratoire Microorganismes : Génome et Environnement
6 GENOSCOPE - Genoscope - Centre national de séquençage [Evry]
7 ICM - Institute of Marine Sciences / Institut de Ciències del Mar [Barcelona]
8 EMBL - European Molecular Biology Laboratory [Heidelberg]
9 LGBM - Laboratoire de Génomique et Biochimie du Métabolisme
10 IBENS - Institut de biologie de l'ENS Paris
11 LOV - Laboratoire d'océanographie de Villefranche
12 SU - Sorbonne Université
13 Department of Oceanography [Honolulu]
14 MARUM - Center for Marine Environmental Sciences [Bremen]
15 PANGAEA - Data Publisher for Earth and Environmental Science
16 Bigelow Laboratory for Ocean Sciences
17 MIO - Institut méditerranéen d'océanologie
18 OSU - Ohio State University [Columbus]
19 SZN - Stazione Zoologica Anton Dohrn
20 AFMB - Architecture et fonction des macromolécules biologiques
21 Department of Biological Sciences, King Abdulaziz University, Jeddah, Saudi Arabia
22 NSF - National Science Foundation [Arlington]
23 ADMM - Adaptation et diversité en milieu marin
24 University of Maine
25 EAPS - Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences [MIT, Cambridge]
26 BIOM - Biologie intégrative des organismes marins
27 Rega Institute for Medical Research [Leuven, België]
28 UCD - University College Dublin [Dublin]
29 LBDV - Laboratoire de Biologie du Développement de Villefranche sur mer
30 LMD - Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539)
31 UBO - Université de Brest
32 DVIP Consulting
2 AFMB - Architecture et fonction des macromolécules biologiques
3 UMR 8030 - Génomique métabolique
4 LBGB - Laboratoire de Bioinformatique pour la Génomique et la Biodiversité
5 LMGE - Laboratoire Microorganismes : Génome et Environnement
6 GENOSCOPE - Genoscope - Centre national de séquençage [Evry]
7 ICM - Institute of Marine Sciences / Institut de Ciències del Mar [Barcelona]
8 EMBL - European Molecular Biology Laboratory [Heidelberg]
9 LGBM - Laboratoire de Génomique et Biochimie du Métabolisme
10 IBENS - Institut de biologie de l'ENS Paris
11 LOV - Laboratoire d'océanographie de Villefranche
12 SU - Sorbonne Université
13 Department of Oceanography [Honolulu]
14 MARUM - Center for Marine Environmental Sciences [Bremen]
15 PANGAEA - Data Publisher for Earth and Environmental Science
16 Bigelow Laboratory for Ocean Sciences
17 MIO - Institut méditerranéen d'océanologie
18 OSU - Ohio State University [Columbus]
19 SZN - Stazione Zoologica Anton Dohrn
20 AFMB - Architecture et fonction des macromolécules biologiques
21 Department of Biological Sciences, King Abdulaziz University, Jeddah, Saudi Arabia
22 NSF - National Science Foundation [Arlington]
23 ADMM - Adaptation et diversité en milieu marin
24 University of Maine
25 EAPS - Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences [MIT, Cambridge]
26 BIOM - Biologie intégrative des organismes marins
27 Rega Institute for Medical Research [Leuven, België]
28 UCD - University College Dublin [Dublin]
29 LBDV - Laboratoire de Biologie du Développement de Villefranche sur mer
30 LMD - Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539)
31 UBO - Université de Brest
32 DVIP Consulting
Yoann Seeleuthner
- Fonction : Auteur
- PersonId : 779912
- ORCID : 0000-0002-1878-8567
Samuel Mondy
- Fonction : Auteur
- PersonId : 749176
- IdHAL : samuelmondy
Vincent Lombard
- Fonction : Auteur
- PersonId : 751357
- IdHAL : vincent-lombard
- ORCID : 0000-0002-9684-7067
Quentin Carradec
- Fonction : Auteur
- PersonId : 183100
- IdHAL : quentin-carradec
- ORCID : 0000-0003-4612-8678
- IdRef : 181215942
Eric Pelletier
- Fonction : Auteur
- PersonId : 183144
- IdHAL : eric
- ORCID : 0000-0003-4228-1712
- IdRef : 250792974
Jade Leconte
- Fonction : Auteur
- PersonId : 16387
- IdHAL : jade-leconte
- ORCID : 0000-0003-3132-0114
- IdRef : 253119251
Julie Poulain
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756903
- IdHAL : julie-poulain
- ORCID : 0000-0002-8744-3116
- IdRef : 061407232
Karine Labadie
- Fonction : Auteur
- PersonId : 757912
- ORCID : 0000-0001-7467-8509
- IdRef : 089020235
Ramiro Logares
- Fonction : Auteur
- PersonId : 966206
Véronique de Berardinis
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1146372
- IdHAL : de-berardinis-veronique
- ORCID : 0000-0002-3273-4135
- IdRef : 11507869X
Marcel Salanoubat
- Fonction : Auteur
- PersonId : 183110
- IdHAL : marcel-salanoubat
- ORCID : 0000-0003-1132-6455
- IdRef : 142817473
Marc Picheral
- Fonction : Auteur
- PersonId : 758224
- ORCID : 0000-0001-8172-5473
Chris Bowler
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1228231
- IdHAL : chris-bowler
- ORCID : 0000-0003-3835-6187
- IdRef : 06874904X
Pascal Hingamp
- Fonction : Auteur
- PersonId : 8575
- IdHAL : pascal-hingamp
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- IdRef : 174369948
Matthew B. Sullivan
- Fonction : Auteur
- PersonId : 766100
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Daniele Iudicone
- Fonction : Auteur
- PersonId : 757541
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- IdRef : 139806903
Ramon Massana
- Fonction : Auteur
- PersonId : 969580
Jean-Marc Aury
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756899
- IdHAL : jean-marc-aury
- ORCID : 0000-0003-1718-3010
Olivier Jaillon
- Fonction : Auteur
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- IdHAL : olivier-jaillon
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- IdRef : 119733374
Colomban de Vargas
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1196134
- IdHAL : colomban-de-vargas
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- IdRef : 144372401
Patrick Wincker
- Fonction : Auteur
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- IdHAL : patrick-wincker
- ORCID : 0000-0001-7562-3454
Emmanuel Boss
- Fonction : Auteur
- PersonId : 774380
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Gabriel Gorsky
- Fonction : Auteur
- PersonId : 775404
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Fabrice Not
- Fonction : Auteur
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Lars Stemmann
- Fonction : Auteur
- PersonId : 762924
- IdHAL : lars-stemmann
- ORCID : 0000-0001-8935-4531
- IdRef : 157238024
Résumé
Single-celled eukaryotes (protists) are critical players in global biogeochemical cycling of nutrients and energy in the oceans. While their roles as primary producers and grazers are well appreciated, other aspects of their life histories remain obscure due to challenges in culturing and sequencing their natural diversity. Here, we exploit single-cell genomics and metagenomics data from the circumglobal $Tara$ Oceans expedition to analyze the genome content and apparent oceanic distribution of seven prevalent lineages of uncultured heterotrophic stramenopiles. Based on the available data, each sequenced genome or genotype appears to have a specific oceanic distribution, principally correlated with water temperature and depth. The genome content provides hypotheses for specialization in terms of cell motility, food spectra, and trophic stages, including the potential impact on their lifestyles of horizontal gene transfer from prokaryotes. Our results support the idea that prominent heterotrophic marine protists perform diverse functions in ocean ecology.
Origine : Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte
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