Evolutionary genomics of the emergence of brown algae as key components of coastal ecosystems
France Denoeud
(1)
,
Olivier Godfroy
(2)
,
Corinne Cruaud
(1)
,
Svenja Heesch
(3, 2)
,
Zofia Nehr
(3)
,
Nachida Tadrent
(4)
,
Arnaud Couloux
(5, 6)
,
Loraine Brillet-Guéguen
(2)
,
Ludovic Delage
(2)
,
Dean Mckeown
,
Taizo Motomura
(7)
,
Duncan Sussfeld
,
Xiao Fan
(8, 9)
,
Lisa Mazéas
(2)
,
Nicolas Terrapon
(10)
,
Josué Barrera-Redondo
,
Romy Petroll
(11)
,
Lauric Reynes
(12, 13)
,
Seok-Wan Choi
,
Jihoon Jo
,
Kavitha Uthanumallian
,
Kenny Bogaert
,
Céline Duc
(14)
,
Pélagie Ratchinski
,
Agnieszka Lipinska
,
Benjamin Noel
(1)
,
Eleanor Murphy
,
Martin Lohr
,
Ananya Khatei
,
Pauline Hamon-Giraud
(15)
,
Christophe Vieira
,
Komlan Avia
,
Svea Sanja Akerfors
,
Shingo Akita
,
Yacine Badis
,
Tristan Barbeyron
(2)
,
Arnaud Belcour
(15)
,
Wahiba Berrabah
,
Samuel Blanquart
(15)
,
Ahlem Bouguerba-Collin
(2)
,
Trevor Bringloe
,
Rose Ann Cattolico
,
Alexandre Cormier
(16)
,
Helena Cruz de Carvalho
(17)
,
Romain Dallet
(18)
,
Olivier de Clerck
,
Ahmed Debit
(17)
,
Erwan Denis
(2)
,
Christophe Destombe
(19)
,
Erica Dinatale
,
Simon Dittami
(2)
,
Elodie Drula
,
Sylvain Faugeron
,
Jeanne Got
,
Louis Graf
,
Agnès Groisillier
,
Marie-Laure Guillemin
,
Lars Harms
,
William John Hatchett
,
Bernard Henrissat
,
Galice Hoarau
,
Chloé Jollivet
,
Alexander Jueterbock
,
Ehsan Kayal
,
Andrew Knoll
,
Kazuhiro Kogame
,
Arthur Le Bars
,
Catherine Leblanc
,
Line Le Gall
,
Ronja Ley
,
Xi Liu
,
Steven Loduca
,
Pascal Jean Lopez
,
Philippe Lopez
,
Eric Manirakiza
,
Karine Massau
,
Stéphane Mauger
,
Laetitia Mest
,
Gurvan Michel
,
Catia Monteiro
,
Chikako Nagasato
,
Delphine Nègre
,
Eric Pelletier
,
Naomi Phillips
,
Philippe Potin
,
Stefan Rensing
,
Ellyn Rousselot
,
Sylvie Rousvoal
,
Declan Schroeder
,
Delphine Scornet
,
Anne Siegel
,
Leila Tirichine
,
Thierry Tonon
,
Klaus Valentin
,
Heroen Verbruggen
,
Florian Weinberger
,
Glen Wheeler
,
Hiroshi Kawai
,
Akira Peters
,
Hwan Su Yoon
,
Cécile Hervé
,
Naihao Ye
,
Eric Bapteste
,
Myriam Valero
,
Gabriel Markov
,
Erwan Corre
,
Susana Coelho
,
Patrick Wincker
,
Jean-Marc Aury
,
J. Mark Cock
(20, 3, 2, 21)
1
GENOSCOPE -
Genoscope - Centre national de séquençage [Evry]
2 LBI2M - Laboratoire de Biologie Intégrative des Modèles Marins
3 SBR - Station biologique de Roscoff = Roscoff Marine Station
4 UMR 8030 - Génomique métabolique
5 LBGB - Laboratoire de Bioinformatique pour la Génomique et la Biodiversité
6 GOSEE - Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans
7 Hokkaido University [Sapporo, Japan]
8 Princeton University
9 Rockefeller University [New York]
10 AFMB - Architecture et fonction des macromolécules biologiques
11 Philipps Universität Marburg = Philipps University of Marburg
12 EBEA - Biologie évolutive et écologie des algues = Evolutionary Biology and Ecology of Algae
13 UHM - University of Hawai‘i [Mānoa]
14 US2B - Unité en Sciences Biologiques et Biotechnologies de Nantes
15 Dyliss - Dynamics, Logics and Inference for biological Systems and Sequences
16 IRSI - Département Infrastructures de Recherche et Systèmes d'Information
17 IBENS - Institut de biologie de l'ENS Paris
18 ABIMS - ABiMS - Informatique et bioinformatique = Analysis and Bioinformatics for Marine Science
19 DiSEEM - Dispersion, Speciation and Evolution of Marine Species
20 CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique
21 LBI2M - Laboratoire de Biologie Intégrative des Modèles Marins
2 LBI2M - Laboratoire de Biologie Intégrative des Modèles Marins
3 SBR - Station biologique de Roscoff = Roscoff Marine Station
4 UMR 8030 - Génomique métabolique
5 LBGB - Laboratoire de Bioinformatique pour la Génomique et la Biodiversité
6 GOSEE - Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans
7 Hokkaido University [Sapporo, Japan]
8 Princeton University
9 Rockefeller University [New York]
10 AFMB - Architecture et fonction des macromolécules biologiques
11 Philipps Universität Marburg = Philipps University of Marburg
12 EBEA - Biologie évolutive et écologie des algues = Evolutionary Biology and Ecology of Algae
13 UHM - University of Hawai‘i [Mānoa]
14 US2B - Unité en Sciences Biologiques et Biotechnologies de Nantes
15 Dyliss - Dynamics, Logics and Inference for biological Systems and Sequences
16 IRSI - Département Infrastructures de Recherche et Systèmes d'Information
17 IBENS - Institut de biologie de l'ENS Paris
18 ABIMS - ABiMS - Informatique et bioinformatique = Analysis and Bioinformatics for Marine Science
19 DiSEEM - Dispersion, Speciation and Evolution of Marine Species
20 CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique
21 LBI2M - Laboratoire de Biologie Intégrative des Modèles Marins
Dean Mckeown
- Fonction : Auteur
Duncan Sussfeld
- Fonction : Auteur
Josué Barrera-Redondo
- Fonction : Auteur
Seok-Wan Choi
- Fonction : Auteur
Jihoon Jo
- Fonction : Auteur
Kavitha Uthanumallian
- Fonction : Auteur
Kenny Bogaert
- Fonction : Auteur
Pélagie Ratchinski
- Fonction : Auteur
Agnieszka Lipinska
- Fonction : Auteur
Eleanor Murphy
- Fonction : Auteur
Martin Lohr
- Fonction : Auteur
Ananya Khatei
- Fonction : Auteur
Christophe Vieira
- Fonction : Auteur
Komlan Avia
- Fonction : Auteur
Svea Sanja Akerfors
- Fonction : Auteur
Shingo Akita
- Fonction : Auteur
Yacine Badis
- Fonction : Auteur
Wahiba Berrabah
- Fonction : Auteur
Trevor Bringloe
- Fonction : Auteur
Rose Ann Cattolico
- Fonction : Auteur
Olivier de Clerck
- Fonction : Auteur
Erica Dinatale
- Fonction : Auteur
Elodie Drula
- Fonction : Auteur
Sylvain Faugeron
- Fonction : Auteur
Jeanne Got
- Fonction : Auteur
Louis Graf
- Fonction : Auteur
Agnès Groisillier
- Fonction : Auteur
Marie-Laure Guillemin
- Fonction : Auteur
Lars Harms
- Fonction : Auteur
William John Hatchett
- Fonction : Auteur
Bernard Henrissat
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Galice Hoarau
- Fonction : Auteur
Chloé Jollivet
- Fonction : Auteur
Alexander Jueterbock
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Ehsan Kayal
- Fonction : Auteur
Andrew Knoll
- Fonction : Auteur
Kazuhiro Kogame
- Fonction : Auteur
Arthur Le Bars
- Fonction : Auteur
Catherine Leblanc
- Fonction : Auteur
Line Le Gall
- Fonction : Auteur
Ronja Ley
- Fonction : Auteur
Xi Liu
- Fonction : Auteur
Steven Loduca
- Fonction : Auteur
Pascal Jean Lopez
- Fonction : Auteur
Philippe Lopez
- Fonction : Auteur
Eric Manirakiza
- Fonction : Auteur
Karine Massau
- Fonction : Auteur
Stéphane Mauger
- Fonction : Auteur
Laetitia Mest
- Fonction : Auteur
Gurvan Michel
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Catia Monteiro
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Chikako Nagasato
- Fonction : Auteur
Delphine Nègre
- Fonction : Auteur
Eric Pelletier
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Naomi Phillips
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Philippe Potin
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Stefan Rensing
- Fonction : Auteur
Ellyn Rousselot
- Fonction : Auteur
Sylvie Rousvoal
- Fonction : Auteur
Declan Schroeder
- Fonction : Auteur
Delphine Scornet
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Anne Siegel
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Leila Tirichine
- Fonction : Auteur
Thierry Tonon
- Fonction : Auteur
Klaus Valentin
- Fonction : Auteur
Heroen Verbruggen
- Fonction : Auteur
Florian Weinberger
- Fonction : Auteur
Glen Wheeler
- Fonction : Auteur
Hiroshi Kawai
- Fonction : Auteur
Akira Peters
- Fonction : Auteur
Hwan Su Yoon
- Fonction : Auteur
Cécile Hervé
- Fonction : Auteur
Naihao Ye
- Fonction : Auteur
Eric Bapteste
- Fonction : Auteur
Myriam Valero
- Fonction : Auteur
Gabriel Markov
- Fonction : Auteur
Erwan Corre
- Fonction : Auteur
Susana Coelho
- Fonction : Auteur
Patrick Wincker
- Fonction : Auteur
Jean-Marc Aury
- Fonction : Auteur
J. Mark Cock
- Fonction : Auteur
- PersonId : 184497
- IdHAL : j-mark-cock
- ORCID : 0000-0002-2650-0383
- IdRef : 113742665
Résumé
Brown seaweeds are keystone species of coastal ecosystems, often forming extensive underwater forests, and are under considerable threat from climate change. In this study, analysis of multiple genomes has provided insights across the entire evolutionary history of this lineage, from initial emergence, through later diversification of the brown algal orders, down to microevolutionary events at the genus level. Emergence of the brown algal lineage was associated with a marked gain of new orthologous gene families, enhanced protein domain rearrangement, increased horizontal gene transfer events, and the acquisition of novel signaling molecules and key metabolic pathways, the latter notably related to biosynthesis of the alginate-based extracellular matrix, and halogen and phlorotannin biosynthesis. We show that brown algal genome diversification is tightly linked to phenotypic divergence, including changes in life cycle strategy and zoid flagellar structure. The study also showed that integration of large viral genomes has had a significant impact on brown algal genome content throughout the emergence of the lineage.
Origine | Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte |
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