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- Title
Bacterial genome chimaerism and the origin of mitochondria.
- Authors
Abhishek, Ankur; Bavishi, Anish; Bavishi, Ashay; Choudhary, Madhusudan
- Abstract
Many studies have sought to determine the origin and evolution of mitochondria. Although the Alphaproteobacteria are thought to be the closest relatives of the mitochondrial progenitor, there is dispute as to what its particular sister group is. Some have argued that mitochondria originated from ancestors of the order Rickettsiales, or more specifically of the Rickettsiaceae family, while others believe that ancestors of the family Rhodospirillaceae are also equally likely the progenitors. To resolve some of these disputes, sequence similarity searches and phylogenetic analyses were performed against mitochondria-related proteins in Saccharomyces cerevisiae. The 86 common matches of 5 Alphaproteobacteria (Rickettsia prowazekii, Rhodospirillum rubrum, Rhodopseudomonas palustris, Rhodobacter sphaeroides, and Ochrobactrum anthropi) to yeast mitochondrial proteins were distributed fairly evenly among the 5 species when sorted by highest identity or score. Moreover, exploratory phylogenetic analyses revealed that among these common matches, 44.19% (38) had branched most closely with O. anthropi, while only 34.88% (30) corresponded with Rickettsia prowazekii. More detailed phylogenetic analyses with additional Alphaproteobacteria and including genes from the mitochondria of Reclinomonas americana found matches of mitochondrial genes to those of members of the Rickettsiaceae, Anaplasmataceae, and Rhodospirillaceae families. The results support the idea that notable bacterial genome chimaerism has occurred en route to the formation of mitochondria. Plusieurs études ont tenté de déterminer l'origine et l'évolution de la mitochondrie. Même si l'on croit que les Alphaproteobacteria puissent être les parents les plus proches du progéniteur mitochondrial, l'identité de son groupe sœur est contestée. Certains ont soutenu que la mitochondrie provenait d'ancêtres de l'ordre de Rickettsiales ou plus spécifiquement de la famille des Rickettsiaceae, alors que d'autres croient que des ancêtres de la famille des Rhodospirillaceae constituent des progéniteurs tout aussi plausibles. Afin de résoudre certains de ces conflits, des recherches de similarité de séquences et des analyses phylogéniques ont été réalisées en prenant comme référence des protéines mitochondriales apparentées chez Saccharomyces cerevisiae. Les 86 correspondances communes de 5 Alphaproteobacteria (Rickettsia prowazekii, Rhodospirillium rubrum, Rhodopseudomonas palustris, Rhodobacter sphaeroides et Ochrobactrum anthropi) avec les protéines mitochondriales de levure étaient distribuées de façon assez uniforme parmi les 5 espèces lorsqu'elles étaient triées selon l'identité la plus élevée ou le score. De plus, des analyses phylogénique exploratoires ont révélé que parmi ces correspondances communes, 44,19 % (38) se greffaient davantage à O. anthropi alors que 34,88 % seulement correspondaient à Rickettsia prowazekii. Des analyses phylogéniques plus détaillées d'Alphaproteobacteria supplémentaires en incluant aussi des gènes mitochondriaux de Reclinomonas americana ont révélé des correspondances de gènes mitochondriaux avec des membres des familles des Rickettsiaceae, Anaplasmataceae et Rhodospirillaceae. Ces résultats appuient l'idée qu'un chimérisme important du génome bactérien est survenu au cours de la formation de la mitochondrie.
- Subjects
BACTERIAL genomes; MITOCHONDRIA formation; RICKETTSIALES; CLADISTIC analysis; SACCHAROMYCES cerevisiae; MOSAICISM; ENDOSYMBIOSIS
- Publication
Canadian Journal of Microbiology, 2011, Vol 57, Issue 1, p49
- ISSN
0008-4166
- Publication type
Article
- DOI
10.1139/W10-099