Séquence du génome complet de l'aérobique CO-oxydant thermophile Thermomicrobium roseum

Afin d'enrichir la diversité phylogénétique représentée dans les génomes bactériens séquencés disponibles et dans le cadre d'un projet « Assembling the Tree of Life », nous avons déterminé la séquence du génome de Thermomicrobium roseum DSM 5159. T. roseum DSM 5159 est un thermophile extrême pigmenté en rouge, en forme de bâtonnet, Gram-négatif, isolé d'une source chaude, qui possède à la fois une composition atypique de paroi cellulaire et une membrane cellulaire inhabituelle totalement composée de diols longs en chaîne 1,2. Son génome est composé de deux éléments d'ADN circulaires, l'un de 2 006 217 pb (appelé chromosome) et l'autre de 919 596 pb (appelé mégaplasmide). Fait frappant, bien que peu de gènes de housekeeping standard se trouvent sur le mégaplasmide, il code pour un système complet de chimiotaxie comprenant à la fois des composants chimiosensoriels et un appareil flagellaire entier. C'est le premier exemple connu d'un système flagellaire complet codé sur un plasmide et cela suggère un moyen direct de transfert latéral de la motilité basée sur les flagelles. Les analyses phylogénomiques soutiennent les récentes analyses basées sur l'ARNr qui ont conduit à ce que T. roseum soit retiré du phylum Thermomicrobia et assigné au phylum Chloroflexi. Comme T. roseum est un membre à branche profonde de ce phylum, l'analyse de son génome fournit des informations sur l'évolution des Chloroflexi. De plus, même si cette espèce n'est pas photosynthétique, l'analyse du génome fournit un aperçu des origines de la photosynthèse chez les Chloroflexi. Les reconstructions des voies métaboliques et les études expérimentales ont révélé de nouveaux aspects de la biologie de cette espèce. Par exemple, nous présentons des preuves que T. roseum oxyde le CO de manière aérobie, ce qui en fait le premier thermophile connu pour le faire. De plus, nous suggérons que la glycosylation de ses caroténoïdes joue un rôle crucial dans l'adaptation de la membrane cellulaire au mode de vie thermophile de cette bactérie. Les analyses des séquences métagénomiques publiées de deux sources chaudes similaires à celle de laquelle cette souche a été isolée montrent que des proches parents de T. roseum DSM 5159 sont présents mais ont certaines différences clés par rapport à la souche séquencée.