パンゲノミクスは、クラミジアの代替環境ライフスタイルを明らかにしています

クラミジアは、多様な真核生物宿主に関連する非常に成功した厳密に細胞内細菌です。ここでは、多様な環境サンプルからの「地球の微生物叢からのゲノム」イニシアチブのメタゲノム組み立てのゲノムを分析しました。これは、門の既知の系統発生の多様性をほぼ2倍にし、クラミジアのパンゲノームで高度に解決された見解を促進します。クラミジアは、細胞内ライフスタイルを示す比較的大きなコアゲノムと、環境系統の非常に動的なアクセサリーゲノムによって定義されます。還元的トリカーボクシル酸サイクルの酵素をコードするクラミジア系統と、光駆動型ATP合成のために観察します。ピルビン酸発酵またはアルギニンデイミナーゼ経路を通じて嫌気性エネルギー生成の広範な可能性を示し、分子水素産生が可能な系統を追加します。環境分布のゲノムに基づいた分析により、いくつかの生息地には系統固有のニッチと豊富なクラミジアが明らかになりました。一緒に、私たちのデータは、クラミジア生物学の変動性とこの細胞内微生物の門の生態の拡張された視点を提供します。

Chlamydiae are highly successful strictly intracellular bacteria associated with diverse eukaryotic hosts. Here we analyzed metagenome-assembled genomes of the "Genomes from Earth's Microbiomes" initiative from diverse environmental samples, which almost double the known phylogenetic diversity of the phylum and facilitate a highly resolved view at the chlamydial pangenome. Chlamydiae are defined by a relatively large core genome indicative of an intracellular lifestyle, and a highly dynamic accessory genome of environmental lineages. We observe chlamydial lineages that encode enzymes of the reductive tricarboxylic acid cycle and for light-driven ATP synthesis. We show a widespread potential for anaerobic energy generation through pyruvate fermentation or the arginine deiminase pathway, and we add lineages capable of molecular hydrogen production. Genome-informed analysis of environmental distribution revealed lineage-specific niches and a high abundance of chlamydiae in some habitats. Together, our data provide an extended perspective of the variability of chlamydial biology and the ecology of this phylum of intracellular microbes.