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SINGLE-CELL SEQUENCING UNVEILS THE LIFESTYLE AND CRISPR-BASED POPULATION HISTORY OF HYDROTALEA SP. IN ACID MINE DRAINAGE
Medeiros, Julliane Dutra et al. | Date Issued: 2017
Author
Medeiros, Julliane Dutra
Rabelo, Leite Laura
Pylro, Victor Satler
Oliveira, Francislon Silva de
Almeida, Viviani Mendes de
Fernandes, Gabriel Rocha
Salim, Anna Christina de Mattos
Araújo, Flavio Marcos Gomes de
Volpini, Angela Cristina
Oliveira, Guilherme Correa de
Cuadros-Orellana, Sara
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Informática de Biossistemas e Genomica de Grupos. Belo Horizonte, MG, Brazil/Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biologicas. Belo Horizonte, MG, Brazil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Informática de Biossistemas e Genomica de Grupos. Belo Horizonte, MG, Brazil/Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biologicas. Belo Horizonte, MG, Brazil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Informática de Biossistemas e Genomica de Grupos. Belo Horizonte, MG, Brazil/Universidade de São Paulo. Escola de Agricultura Luiz de Queiroz. Departamento de Ciencias do Solo. Piracicaba, SP, Brazil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Informática de Biossistemas e Genomica de Grupos. Belo Horizonte, MG, Brazil/Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biologicas. Belo Horizonte, MG, Brazil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Informática de Biossistemas e Genomica de Grupos. Belo Horizonte, MG, Brazil/Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biologicas. Belo Horizonte, MG, Brazil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Informática de Biossistemas e Genomica de Grupos. Belo Horizonte, MG, Brazil
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Informática de Biossistemas e Genomica de Grupos. Belo Horizonte, MG, Brazil
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Informática de Biossistemas e Genomica de Grupos. Belo Horizonte, MG, Brazil
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Informática de Biossistemas e Genomica de Grupos. Belo Horizonte, MG, Brazil
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Informática de Biossistemas e Genomica de Grupos. Belo Horizonte, MG, Brazil/Vale Instituto de Tecnologia. Desenvolvimento Sustentável. Belém, PA, Brazil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Informática de Biossistemas e Genomica de Grupos. Belo Horizonte, MG, Brazil/Universidad Católica del Maule. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales. Centro de Biotecnología de los Recursos Naturales. Talca, Chile.
Abstract
Acid mine drainage (AMD) is characterized by an acid and metal-rich run-off that originates from mining systems. Despite having been studied for many decades, much remains unknown about the microbial community dynamics in AMD sites, especially during their early development, when the acidity is moderate. Here, we describe draft genome assemblies from single cells retrieved from an early-stage AMD sample. These cells belong to the genus Hydrotalea and are closely related to Hydrotalea flava. The phylogeny and average nucleotide identity analysis suggest that all single amplified genomes (SAGs) form two clades that may represent different strains. These cells have the genomic potential for denitrification, copper and other metal resistance. Two coexisting CRISPR-Cas loci were recovered across SAGs, and we observed heterogeneity in the population with regard to the spacer sequences, together with the loss of trailer-end spacers. Our results suggest that the genomes of Hydrotalea sp. strains studied here are adjusting to a quickly changing selective pressure at the microhabitat scale, and an important form of this selective pressure is infection by foreign DNA.
Keywords in Portuguese
Sistemas CRISPR-Cas
Hydrotalea sp.
drenagem de mina ácida
resistência de metal
genômica unicelular
 
Keywords
CRISPR-Cas systems
Hydrotalea sp.
acid mine drainage
metal resistance
single-cell genomics
 
Publisher
Blackwell Scientific Publications
Citation
MEDEIROS, Julliane Dutra et al. Single-cell sequencing unveils the lifestyle and CRISPR-based population history of Hydrotalea sp. in acid mine drainage. Mol Ecol., v. 26, n. 20, p. 5541-5551,2017
DOI
10.1111/mec.14294
ISSN
0962-1083