Published July 17, 2023
| Version v1
Publication
Open
High wax ester and triacylglycerol biosynthesis potential in coastal sediments of Antarctic and Subantarctic environments
Creators
- 1. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario
- 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 3. National University of Patagonia San Juan Bosco
- 4. Instituto de Biología Subtropical
- 5. Argentine Antarctic Institute
- 6. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular
- 7. Centro Científico Tecnológico Patagónico
Description
The wax ester (WE) and triacylglycerol (TAG) biosynthetic potential of marine microorganisms is poorly understood at the microbial community level. The goal of this work was to uncover the prevalence and diversity of bacteria with the potential to synthesize these neutral lipids in coastal sediments of two high latitude environments, and to characterize the gene clusters related to this process. Homolog sequences of the key enzyme, the wax ester synthase/acyl-CoA:diacylglycerol acyltransferase (WS/DGAT) were retrieved from 13 metagenomes, including subtidal and intertidal sediments of a Subantarctic environment (Ushuaia Bay, Argentina), and subtidal sediments of an Antarctic environment (Potter Cove, Antarctica). The abundance of WS/DGAT homolog sequences in the sediment metagenomes was 1.23 ± 0.42 times the abundance of 12 single-copy genes encoding ribosomal proteins, higher than in seawater (0.13 ± 0.31 times in 338 metagenomes). Homolog sequences were highly diverse, and were assigned to the Pseudomonadota, Actinomycetota, Bacteroidota and Acidobacteriota phyla. The genomic context of WS/DGAT homologs included sequences related to WE and TAG biosynthesis pathways, as well as to other related pathways such as fatty-acid metabolism, suggesting carbon recycling might drive the flux to neutral lipid synthesis. These results indicate the presence of abundant and taxonomically diverse bacterial populations with the potential to synthesize lipid storage compounds in marine sediments, relating this metabolic process to bacterial survival.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
إن إمكانات التخليق الحيوي لإستر الشمع (WE) و triacylglycerol (TAG) للكائنات الحية الدقيقة البحرية غير مفهومة بشكل جيد على مستوى المجتمع الميكروبي. كان الهدف من هذا العمل هو الكشف عن انتشار وتنوع البكتيريا مع القدرة على توليف هذه الدهون المحايدة في الرواسب الساحلية في بيئتين خطي عرض عاليين، وتوصيف مجموعات الجينات المتعلقة بهذه العملية. تم استرداد التسلسلات المتماثلة للإنزيم الرئيسي، سينسيز إستر الشمع/أسيل- CoA: ثنائي أسيل جليسرول أسيل ترانسفيراز (WS/DGAT) من 13 ميتاجينوم، بما في ذلك الرواسب تحت المد والجزر لبيئة تحت القطب الجنوبي (خليج أوشوايا، الأرجنتين)، والرواسب تحت المد لبيئة القطب الجنوبي (بوتر كوف، القارة القطبية الجنوبية). بلغت وفرة متواليات متجانسات WS/DGAT في ميتاجينوم الرواسب 1.23 ± 0.42 ضعف وفرة 12 جينًا أحادي النسخة تشفر البروتينات الريبوسومية، أعلى من مياه البحر (0.13 ± 0.31 مرة في 338 ميتاجينوم). كانت التسلسلات المتماثلة متنوعة للغاية، وتم تعيينها إلى Pseudomonadota و Actinomycetota و Bacteroidota و Acidobacteriota phyla. تضمن السياق الجيني لمتجانسات WS/DGAT التسلسلات المتعلقة بمسارات التخليق الحيوي WE و TAG، بالإضافة إلى المسارات الأخرى ذات الصلة مثل استقلاب الأحماض الدهنية، مما يشير إلى أن إعادة تدوير الكربون قد تدفع التدفق إلى تخليق الدهون المحايد. تشير هذه النتائج إلى وجود مجموعات بكتيرية وفيرة ومتنوعة تصنيفياً مع القدرة على تخليق مركبات تخزين الدهون في الرواسب البحرية، مما يربط هذه العملية الأيضية ببقاء البكتيريا.Translated Description (French)
Le potentiel biosynthétique de l'ester de cire (WE) et du triacylglycérol (TAG) des micro-organismes marins est mal compris au niveau de la communauté microbienne. L'objectif de ce travail était de découvrir la prévalence et la diversité des bactéries ayant le potentiel de synthétiser ces lipides neutres dans les sédiments côtiers de deux environnements de haute latitude, et de caractériser les amas de gènes liés à ce processus. Des séquences homologues de l'enzyme clé, l'ester de cire synthase/acyl-CoA :diacylglycérol acyltransférase (WS/DGAT) ont été extraites de 13 métagénomes, y compris des sédiments subtidaux et intertidaux d'un environnement subantarctique (baie d'Ushuaia, Argentine) et des sédiments subtidaux d'un environnement antarctique (Potter Cove, Antarctique). L'abondance des séquences homologues WS/DGAT dans les métagénomes des sédiments était de 1,23 ± 0,42 fois l'abondance de 12 gènes monocopies codant pour des protéines ribosomiques, plus élevée que dans l'eau de mer (0,13 ± 0,31 fois dans 338 métagénomes). Les séquences homologues étaient très diverses et ont été attribuées aux phylums Pseudomonadota, Actinomycetota, Bacteroidota et Acidobacteriota. Le contexte génomique des homologues WS/DGAT comprenait des séquences liées aux voies de biosynthèse WE et TAG, ainsi qu'à d'autres voies connexes telles que le métabolisme des acides gras, suggérant que le recyclage du carbone pourrait conduire le flux à la synthèse des lipides neutres. Ces résultats indiquent la présence de populations bactériennes abondantes et taxonomiquement diverses ayant le potentiel de synthétiser des composés de stockage des lipides dans les sédiments marins, reliant ce processus métabolique à la survie bactérienne.Translated Description (Spanish)
El potencial biosintético del éster de cera (WE) y el triacilglicerol (TAG) de los microorganismos marinos es poco conocido a nivel de la comunidad microbiana. El objetivo de este trabajo fue descubrir la prevalencia y diversidad de bacterias con potencial para sintetizar estos lípidos neutros en sedimentos costeros de dos ambientes de alta latitud, y caracterizar los clústeres de genes relacionados con este proceso. Las secuencias homólogas de la enzima clave, la sintasa de éster de cera/acil-CoA:diacilglicerol aciltransferasa (WS/DGAT) se recuperaron de 13 metagenomas, incluidos sedimentos submareales e intermareales de un entorno subantártico (Bahía de Ushuaia, Argentina) y sedimentos submareales de un entorno antártico (Potter Cove, Antártida). La abundancia de secuencias homólogas de WS/DGAT en los metagenomas de sedimentos fue 1,23 ± 0,42 veces la abundancia de 12 genes de copia única que codifican proteínas ribosómicas, mayor que en el agua de mar (0,13 ± 0,31 veces en 338 metagenomas). Las secuencias homólogas fueron muy diversas y se asignaron a los filos Pseudomonadota, Actinomycetota, Bacteroidota y Acidobacteriota. El contexto genómico de los homólogos de WS/DGAT incluyó secuencias relacionadas con las vías de biosíntesis de WE y TAG, así como con otras vías relacionadas, como el metabolismo de los ácidos grasos, lo que sugiere que el reciclaje de carbono podría impulsar el flujo hacia la síntesis de lípidos neutros. Estos resultados indican la presencia de poblaciones bacterianas abundantes y taxonómicamente diversas con potencial para sintetizar compuestos de almacenamiento de lípidos en sedimentos marinos, relacionando este proceso metabólico con la supervivencia bacteriana.Files
journal.pone.0288509&type=printable.pdf
Files
(2.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:d4c90b7a1d9d283d097e488a319996cb
|
2.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- إمكانات تخليق حيوي عالية لإستر الشمع وترياسيل جليسرول في الرواسب الساحلية في بيئات أنتاركتيكا وشبه أنتاركتيكا
- Translated title (French)
- Potentiel élevé de biosynthèse d'ester de cire et de triacylglycérol dans les sédiments côtiers des environnements antarctique et subantarctique
- Translated title (Spanish)
- Potencial alto de biosíntesis de ésteres de cera y triacilglicerol en sedimentos costeros de ambientes antárticos y subantárticos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4384500687
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0288509
References
- https://openalex.org/W1601110618
- https://openalex.org/W1653995795
- https://openalex.org/W1760164170
- https://openalex.org/W188104245
- https://openalex.org/W1978530429
- https://openalex.org/W1985836059
- https://openalex.org/W1987238577
- https://openalex.org/W1998539566
- https://openalex.org/W2004548026
- https://openalex.org/W2004718580
- https://openalex.org/W2005116545
- https://openalex.org/W2008108797
- https://openalex.org/W2015180093
- https://openalex.org/W2019486445
- https://openalex.org/W2022110926
- https://openalex.org/W2022770919
- https://openalex.org/W2028956156
- https://openalex.org/W2033541022
- https://openalex.org/W2035415499
- https://openalex.org/W2041127351
- https://openalex.org/W2048673910
- https://openalex.org/W2060570651
- https://openalex.org/W2065967474
- https://openalex.org/W2066628797
- https://openalex.org/W2071558011
- https://openalex.org/W2079775445
- https://openalex.org/W2097606916
- https://openalex.org/W2101640319
- https://openalex.org/W2106410710
- https://openalex.org/W2110359977
- https://openalex.org/W2113048239
- https://openalex.org/W2120772351
- https://openalex.org/W2122034059
- https://openalex.org/W2123016662
- https://openalex.org/W2123529118
- https://openalex.org/W2127827728
- https://openalex.org/W2130545112
- https://openalex.org/W2130625600
- https://openalex.org/W2137015675
- https://openalex.org/W2138452483
- https://openalex.org/W2138730482
- https://openalex.org/W2138818352
- https://openalex.org/W2140666956
- https://openalex.org/W2146028878
- https://openalex.org/W2147760769
- https://openalex.org/W2150097751
- https://openalex.org/W2150797815
- https://openalex.org/W2150843691
- https://openalex.org/W2152079934
- https://openalex.org/W2160414677
- https://openalex.org/W2163250554
- https://openalex.org/W2163505876
- https://openalex.org/W2164790341
- https://openalex.org/W2169157436
- https://openalex.org/W2170089054
- https://openalex.org/W2171123454
- https://openalex.org/W2192894614
- https://openalex.org/W2258580413
- https://openalex.org/W226375095
- https://openalex.org/W2278340088
- https://openalex.org/W2332485223
- https://openalex.org/W2344329402
- https://openalex.org/W2465681871
- https://openalex.org/W2475132867
- https://openalex.org/W2510072571
- https://openalex.org/W2512740983
- https://openalex.org/W2593873315
- https://openalex.org/W2606391173
- https://openalex.org/W2626225096
- https://openalex.org/W2736047151
- https://openalex.org/W2749294832
- https://openalex.org/W2771527040
- https://openalex.org/W2786560152
- https://openalex.org/W2799524357
- https://openalex.org/W2802686273
- https://openalex.org/W2804949581
- https://openalex.org/W2807987523
- https://openalex.org/W2902011134
- https://openalex.org/W2902363822
- https://openalex.org/W2936732987
- https://openalex.org/W2952476726
- https://openalex.org/W2953704149
- https://openalex.org/W2956513304
- https://openalex.org/W2958759503
- https://openalex.org/W3003058370
- https://openalex.org/W3004163726
- https://openalex.org/W3020505905
- https://openalex.org/W3025757981
- https://openalex.org/W3027087034
- https://openalex.org/W3041190212
- https://openalex.org/W3046950315
- https://openalex.org/W3092816750
- https://openalex.org/W3155680975
- https://openalex.org/W3162509010
- https://openalex.org/W3162924116
- https://openalex.org/W3174736088
- https://openalex.org/W3176276998
- https://openalex.org/W3192329678
- https://openalex.org/W3204900280
- https://openalex.org/W4205779084
- https://openalex.org/W4207036910
- https://openalex.org/W4211131658
- https://openalex.org/W4236459334
- https://openalex.org/W4250394847
- https://openalex.org/W4360998960
- https://openalex.org/W4366447408