Published April 6, 2018
| Version v1
Publication
Open
Genome dynamics and evolution in yeasts: A long-term yeast-bacteria competition experiment
- 1. Lund University
- 2. Botswana International University of Science and Technology
- 3. Carlsberg Laboratory
- 4. University of Milan
Description
There is an enormous genetic diversity evident in modern yeasts, but our understanding of the ecological basis of such diversifications in nature remains at best fragmented so far. Here we report a long-term experiment mimicking a primordial competitive environment, in which yeast and bacteria co-exist and compete against each other. Eighteen yeasts covering a wide phylogenetic background spanning approximately 250 million years of evolutionary history were used to establish independent evolution lines for at most 130 passages. Our collection of hundreds of modified strains generated through such a rare two-species cross-kingdom competition experiment re-created the appearance of large-scale genomic rearrangements and altered phenotypes important in the diversification history of yeasts. At the same time, the methodology employed in this evolutionary study would also be a non-gene-technological method of reprogramming yeast genomes and then selecting yeast strains with desired traits. Cross-kingdom competition may therefore be a method of significant value to generate industrially useful yeast strains with new metabolic traits.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
هناك تنوع وراثي هائل واضح في الخمائر الحديثة، لكن فهمنا للأساس البيئي لمثل هذه التنوعات في الطبيعة لا يزال في أحسن الأحوال مجزأ حتى الآن. نبلغ هنا عن تجربة طويلة الأجل تحاكي بيئة تنافسية بدائية، تتعايش فيها الخميرة والبكتيريا وتتنافسان ضد بعضهما البعض. تم استخدام ثمانية عشر خميرة تغطي خلفية تطورية واسعة تمتد على ما يقرب من 250 مليون سنة من التاريخ التطوري لإنشاء خطوط تطور مستقلة لما لا يقل عن 130 مقطعًا. أعادت مجموعتنا المكونة من مئات السلالات المعدلة المتولدة من خلال تجربة منافسة نادرة من نوعين عبر المملكة ظهور إعادة ترتيب الجينوم على نطاق واسع وتغيير الأنماط الظاهرية المهمة في تاريخ تنويع الخمائر. في الوقت نفسه، ستكون المنهجية المستخدمة في هذه الدراسة التطورية أيضًا طريقة غير تكنولوجية لإعادة برمجة جينومات الخميرة ثم اختيار سلالات الخميرة ذات السمات المرغوبة. لذلك قد تكون المنافسة عبر المملكة طريقة ذات قيمة كبيرة لتوليد سلالات خميرة مفيدة صناعياً بسمات أيضية جديدة.Translated Description (French)
Il existe une énorme diversité génétique évidente dans les levures modernes, mais notre compréhension de la base écologique de ces diversifications dans la nature reste au mieux fragmentée jusqu'à présent. Nous rapportons ici une expérience à long terme imitant un environnement concurrentiel primordial, dans lequel la levure et les bactéries coexistent et se font concurrence. Dix-huit levures couvrant un large fond phylogénétique couvrant environ 250 millions d'années d'histoire évolutive ont été utilisées pour établir des lignées évolutives indépendantes pour au plus 130 passages. Notre collection de centaines de souches modifiées générées par une expérience de compétition entre royaumes de deux espèces aussi rare a recréé l'apparition de réarrangements génomiques à grande échelle et de phénotypes altérés importants dans l'histoire de la diversification des levures. Dans le même temps, la méthodologie utilisée dans cette étude évolutive serait également une méthode non génétique de reprogrammation des génomes de levure, puis de sélection des souches de levure présentant les caractères souhaités. La compétition inter-royaumes peut donc être une méthode d'une valeur significative pour générer des souches de levure industriellement utiles avec de nouveaux traits métaboliques.Translated Description (Spanish)
Hay una enorme diversidad genética evidente en las levaduras modernas, pero nuestra comprensión de la base ecológica de tales diversificaciones en la naturaleza permanece, en el mejor de los casos, fragmentada hasta ahora. Aquí informamos de un experimento a largo plazo que imita un entorno competitivo primordial, en el que la levadura y las bacterias coexisten y compiten entre sí. Se utilizaron dieciocho levaduras que cubren un amplio fondo filogenético que abarca aproximadamente 250 millones de años de historia evolutiva para establecer líneas de evolución independientes para un máximo de 130 pasajes. Nuestra colección de cientos de cepas modificadas generadas a través de un experimento de competencia entre reinos de dos especies tan raro recreó la aparición de reordenamientos genómicos a gran escala y fenotipos alterados importantes en la historia de la diversificación de las levaduras. Al mismo tiempo, la metodología empleada en este estudio evolutivo también sería un método no genético-tecnológico para reprogramar genomas de levadura y luego seleccionar cepas de levadura con los rasgos deseados. Por lo tanto, la competencia entre reinos puede ser un método de valor significativo para generar cepas de levadura industrialmente útiles con nuevos rasgos metabólicos.Files
journal.pone.0194911&type=printable.pdf
Files
(7.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:3b8d2ee458d9aec37563b41f94b574c6
|
7.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- ديناميكيات الجينوم وتطوره في الخمائر: تجربة منافسة طويلة الأجل بين الخميرة والبكتيريا
- Translated title (French)
- Dynamique génomique et évolution des levures : une expérience de compétition levure-bactérie à long terme
- Translated title (Spanish)
- Dinámica y evolución del genoma en levaduras: un experimento de competición levadura-bacteria a largo plazo
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2796177884
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0194911
References
- https://openalex.org/W1547518044
- https://openalex.org/W1551715599
- https://openalex.org/W1565440417
- https://openalex.org/W1825253383
- https://openalex.org/W1899785354
- https://openalex.org/W1968716686
- https://openalex.org/W1970070225
- https://openalex.org/W1973285175
- https://openalex.org/W1976819944
- https://openalex.org/W1982724189
- https://openalex.org/W1986015578
- https://openalex.org/W1996184189
- https://openalex.org/W1998447705
- https://openalex.org/W2005014656
- https://openalex.org/W2012723555
- https://openalex.org/W2017784165
- https://openalex.org/W2018158354
- https://openalex.org/W2021562946
- https://openalex.org/W2023665511
- https://openalex.org/W2024313470
- https://openalex.org/W2029882629
- https://openalex.org/W2039447650
- https://openalex.org/W2045055145
- https://openalex.org/W2050753579
- https://openalex.org/W2060282531
- https://openalex.org/W2065692717
- https://openalex.org/W2070146936
- https://openalex.org/W2075396966
- https://openalex.org/W2085896397
- https://openalex.org/W2090958281
- https://openalex.org/W2091902964
- https://openalex.org/W2094094220
- https://openalex.org/W2112945902
- https://openalex.org/W2115941371
- https://openalex.org/W2117061686
- https://openalex.org/W2117737648
- https://openalex.org/W2122298299
- https://openalex.org/W2123805784
- https://openalex.org/W2138027101
- https://openalex.org/W2139380487
- https://openalex.org/W2141956650
- https://openalex.org/W2145977494
- https://openalex.org/W2146802458
- https://openalex.org/W2147453581
- https://openalex.org/W2152290324
- https://openalex.org/W2153238155
- https://openalex.org/W2157326446
- https://openalex.org/W2158180844
- https://openalex.org/W2159019798
- https://openalex.org/W2159279060
- https://openalex.org/W2160580714
- https://openalex.org/W2164510077
- https://openalex.org/W2164832298
- https://openalex.org/W2169597409
- https://openalex.org/W2409103849
- https://openalex.org/W2592052522
- https://openalex.org/W2744925891
- https://openalex.org/W2883560622
- https://openalex.org/W4299541734
- https://openalex.org/W658103168