Intracellular Ca-carbonate biomineralization is widespread in cyanobacteria
Por:
Benzerara K., Skouri-Panet F., Li J., Férard C., Gugger M., Laurent T., Couradeau E., Ragon M., Cosmidis J., Menguy N., Margaret-Oliver I., Tavera R., López-Garcia P., Moreira D.
Publicada:
29 jul 2014
Categoría:
Multidisciplinary
Resumen:
Cyanobacteria have played a significant role in the formation of past
and modern carbonate deposits at the surface of the Earth using a
biomineralization process that has been almost systematically considered
induced and extracellular. Recently, a deep-branching cyanobacterial
species, Candidatus Gloeomargarita lithophora, was reported to form
intracellular amorphous Ca-rich carbonates. However, the significance
and diversity of the cyanobacteria in which intracellular
biomineralization occurs remain unknown. Here, we searched for
intracellular Cacarbonate inclusions in 68 cyanobacterial strains
distributed throughout the phylogenetic tree of cyanobacteria. We
discovered that diverse unicellular cyanobacterial taxa form
intracellular amorphous Ca-carbonates with at least two different
distribution patterns, suggesting the existence of at least two distinct
mechanisms of biomineralization: (i) one with Ca-carbonate inclusions
scattered within the cell cytoplasm such as in Ca. G. lithophora,
and(ii) another one observed in strains belonging to the
Thermosynechococcus elongatus BP-1 lineage, in which Ca-carbonate
inclusions lie at the cell poles. This pattern seems to be linked with
the nucleation of the inclusions at the septum of the cells, showing an
intricate and original connection between cell division and
biomineralization. These findings indicate that intracellular
Ca-carbonate biomineralization by cyanobacteria has been overlooked by
past studies and open new perspectives on the mechanisms and the
evolutionary history of intra- and extracellular Ca-carbonate
biomineralization by cyanobacteria.
Filiaciones:
Benzerara K.:
Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux, et de Cosmochimie, Sorbonne Universités, Université Pierre et Marie Curie Paris 06, 75005 Paris, France
Skouri-Panet F.:
Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux, et de Cosmochimie, Sorbonne Universités, Université Pierre et Marie Curie Paris 06, 75005 Paris, France
Li J.:
Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux, et de Cosmochimie, Sorbonne Universités, Université Pierre et Marie Curie Paris 06, 75005 Paris, France
Férard C.:
Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux, et de Cosmochimie, Sorbonne Universités, Université Pierre et Marie Curie Paris 06, 75005 Paris, France
Gugger M.:
Collection des Cyanobactéries, Institut Pasteur, 75724 Paris Cedex 15, France
Laurent T.:
Collection des Cyanobactéries, Institut Pasteur, 75724 Paris Cedex 15, France
Couradeau E.:
Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux, et de Cosmochimie, Sorbonne Universités, Université Pierre et Marie Curie Paris 06, 75005 Paris, France
Centre National de la Recherche Scientifique, Unité Mixte de Recherche 8079, Université Paris-Sud, 91405 Orsay Cedex, France
Ragon M.:
Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux, et de Cosmochimie, Sorbonne Universités, Université Pierre et Marie Curie Paris 06, 75005 Paris, France
Centre National de la Recherche Scientifique, Unité Mixte de Recherche 8079, Université Paris-Sud, 91405 Orsay Cedex, France
Cosmidis J.:
Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux, et de Cosmochimie, Sorbonne Universités, Université Pierre et Marie Curie Paris 06, 75005 Paris, France
Menguy N.:
Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux, et de Cosmochimie, Sorbonne Universités, Université Pierre et Marie Curie Paris 06, 75005 Paris, France
Margaret-Oliver I.:
Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux, et de Cosmochimie, Sorbonne Universités, Université Pierre et Marie Curie Paris 06, 75005 Paris, France
Tavera R.:
Univ Nacl Autonoma Mexico, Dept Ecol & Recursos Nat, Mexico City 04510, DF, Mexico
López-Garcia P.:
Centre National de la Recherche Scientifique, Unité Mixte de Recherche 8079, Université Paris-Sud, 91405 Orsay Cedex, France
Moreira D.:
Centre National de la Recherche Scientifique, Unité Mixte de Recherche 8079, Université Paris-Sud, 91405 Orsay Cedex, France
Bronze
|