Alternatives to vitamin B1 uptake revealed with discovery of riboswitches in multiple marine eukaryotic lineages
Notice bibliographique
Résumé
Vitamin B1 (thiamine pyrophosphate, TPP) is essential to all life but scarce in ocean surface waters. In many bacteria and a few eukaryotic groups thiamine biosynthesis genes are controlled by metabolite-sensing mRNA-based gene regulators known as riboswitches. Using available genome sequences and transcriptomes generated from ecologically important marine phytoplankton, we identified 31 new eukaryotic riboswitches. These were found in alveolate, cryptophyte, haptophyte and rhizarian phytoplankton as well as taxa from two lineages previously known to have riboswitches (green algae and stramenopiles). The predicted secondary structures bear hallmarks of TPP-sensing riboswitches. Surprisingly, most of the identified riboswitches are affiliated with genes of unknown function, rather than characterized thiamine biosynthesis genes. Using qPCR and growth experiments involving two prasinophyte algae, we show that expression of these genes increases significantly under vitamin B1-deplete conditions relative to controls. Pathway analyses show that several algae harboring the uncharacterized genes lack one or more enzymes in the known TPP biosynthesis pathway. We demonstrate that one such alga, the major primary producer Emiliania huxleyi, grows on 4-amino-5-hydroxymethyl-2-methylpyrimidine (a thiamine precursor moiety) alone, although long thought dependent on exogenous sources of thiamine. Thus, overall, we have identified riboswitches in major eukaryotic lineages not known to undergo this form of gene regulation. In these phytoplankton groups, riboswitches are often affiliated with widespread thiamine-responsive genes with as yet uncertain roles in TPP pathways. Further, taxa with 'incomplete' TPP biosynthesis pathways do not necessarily require exogenous vitamin B1, making vitamin control of phytoplankton blooms more complex than the current paradigm suggests.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».